Transparenzsteigerung in Produktionsnetzwerken: Verbesserung des Störungsmanagements durch verstärkten Informationsaustausch

Industrieunternehmen agieren in Produktionsnetzwerken und sehen sich mit hohen Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Netzwerke konfrontiert. Gleichzeitig ist ihr Netzwerkmanagement von Silodenken und Isolation geprägt. In der operativen Planung wirken Auftragsänderungen, Qualitätsprobleme und technische Änderungen negativ auf die Leistungsfähigkeit. Die Digitalisierung ermöglicht einen intensiveren Informationsaustausch in Produktionsnetzwerken. Unternehmen erwarten, dass eine erhöhte Informationstransparenz zu einer schnelleren Identifizierung und kürzeren Reaktionszeit auf Störungen führt. ... mehrRisiken wie ein ungünstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis verhindern jedoch eine Transparenzsteigerung.

Diese Dissertation entwickelt einen Lösungsansatz zur Transparenzsteigerung in Produktionsnetzwerken. Zunächst werden ein Kennzahlensystem und ein Rezeptormodell zur Bewertung von Störungen entwickelt. Geschäftsprozess- und Informationsreifegradmodelle charakterisieren den Informationsaustausch. Es folgt die Ermittlung von Wirkzusammenhängen zwischen dem Auftreten von Störungen, dem Informationsaustausch und der Leistungsfähigkeit mithilfe eines Multimethoden-Simulationsmodells. Um die Modellanalyse zu erleichtern, werden mathematische Ersatzmodelle (Metamodelle) an das Verhalten der Simulation angepasst. Nach der Definition eines Zielzustands für den Informationsaustausch mittels robuster Optimierung werden Digitalisierungsmaßnahmen verglichen und eine Empfehlung zur Transparenzsteigerung gegeben.

Der Lösungsansatz wird auf einen Anwendungsfall zur Herstellung von Kunststoff-Metall-Bauteilen für die Automobilzulieferindustrie angewendet. Er verbessert die Leistungsfähigkeit durch verstärkten Informationsaustausch und trägt zur Umsetzung von Digitalisierungsmaßnahmen bei.

Industrial companies of various sizes and different industries are part of global production networks. Production networks offer advantages such as access to markets, access to lower factor costs, and access to resources. At the same time, companies face high demands regarding the performance of the networks. Their network management is often characterized by silo thinking and isolation. At the operational planning level, disruptions resulting in order changes, quality problems, and engineering changes have a negative performance impact. The ongoing digitalization enables a more intensive information exchange in production networks. ... mehrCompanies expect an increase in transparency
to lead to faster identification and a shorter response time to disruptions. However, risks such as an unfavorable cost-benefit ratio prevent a transparency increase. Current literature insufficiently explores the cause-effect relationships between disruptions, information exchange, and the performance of global production networks. There is a lack of a methodology that considers disruption management, identifies cause-effect relationships as well as a target state for information exchange, and selects digitalization technologies for putting the transparency increase into practice.

Based on the industrial motivation and the research deficit, this work contributes to the increase of transparency in global production networks. First, a key performance indicator system and a receptor model for evaluating the occurrence of disruptions are developed. Business process and information maturity models are designed in order to
characterize the information exchange in production networks. This is followed by the determination of cause-effect relationships between the occurrence of disruptions, the information exchange, and the performance of production networks using a multimethod simulation model. To facilitate the model analysis, mathematical surrogate models (metamodels) are adapted to the behavior of the simulation. After defining a target state for the information exchange by means of robust optimization, digitalization measures are compared and a recommendation for transparency increase is given. Within an AiF- and a DFG-funded research project, the developed methodology is exemplary applied to an use case for the production of plastic-metal components for the automotive supplier industry. Within the use case, the application improves operational performance and contributes to the implementation of digitalization
measures. Furthermore, increased transparency can be the base for a collaboration within the production network which promises further efficiency increase.