Modellierung als Kernfunktion einer systemorientierten Analyse und Bewertung der diskreten Produktion:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Paderborn
Heinz-Nixdorf-Inst.
1999
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | HNI-Verlagsschriftenreihe
61 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 248 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3931466604 |
Internformat
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|---|---|
| adam_text | Titel: Modellierung als Kernfunktion einer systemorientierten Analyse und Bewertung der diskreten Produktio
Autor: Langemann, Timo
Jahr: 1999
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis i
Abbildungsverzeichnis v
Tabellenverzeichnis ix
Verzeichnis der Express-Entitäten xi
Abkürzungsverzeichnis xiii
1 Einleitung 1
2 Das Problem der modellorientierten Analyse und Bewertung der diskreten
Produktion 5
2.1 Modellierung der diskreten Produktion 8
2.1.1 Problembeschreibung 8
2.1.2 Anfordenmgsermittlung 18
i,» 2.2 Kennzahlen und Kennzahlensysteme zur Bewertung der diskreten Produktion 20
2.2.1 Problembeschreibung 20
2.2.2 Anforderungsermittlung 30
2.3 Vorgehensmodell zur Bewertung der diskreten Produktion 31
2.3.1 Problembeschreibung 32
2.3.2 Anforderungsermittlung 35
3 Stand der Technik bei der Analyse und Bewertung der diskreten Produktion 37
3.1 Verfahren zur Modellierung der Produktion 37
3.1.1 Allgemeine Modellierungsansätze 38
3.1.1.1 Petri-Netze 38
3.1.1.2 Datenflußdiagramme 39
.„£*» 3.1.2 Ansätze zur Modellierung von Produktionssystemen 41
3.1.2.1 Das Modell der Fertigung (MFert) 41
3.1.2.2 Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture (CIMOSA) 44
3.1.2.3 Die Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS) 47
3.1.2.4 Integrierte Untemehmensmodellierung (IUM) 50
3.1.2.5 Semantisches Objektmodell (SOM) 51
3.1.2.6 OMEGA 53
3.1.2.7 Modellierung der Produktion mittels Simulationssystemen 55
3.1.3 Zusammenfassende Wertung 57
•¦[ 3.2 Kennzahlen und Kennzahlensysteme zur Bewertung der Produktion 57
3.2.1 Allgemeine Kennzahlensysteme 58
3.2.1.1 DuPont-System of Financial Control 58
3.2.1.2 ZVEI-Kennzahlensystem 60
3.2.1.3 Rentabilitäts-Liquiditäts (RL)-Kennzahlensystem 61
3.2.1.4 Ratios au Tableau de Bord 62
3.2.1.5 Managerial-Control-Concept 63
3.2.1.6 Zusammenfassende Wertung 64
3.2.2 Kennzahlensysteme im Bereich der Produktion 65
3.2.2.1 Kennzahlensystem nach Aichele 66
3.2.2.2 Kennzahlensystem nach Gronau 67
3.2.2.3 Kennzahlensystem nach Groth 67
3.2.2.4 Kennzahlensystem nach Reichmann 69
3.2.2.5 Kennzahlensystem nach Syska 69
3.2.2.6 Kennlinien zur Analyse der Produktion 70
3.2.2.7 Zusammenfassende Wertung 72
3.3 Vorgehensmodelle zur Bewertung der Produktion 73
3.3.1 Allgemeine Vorgehensmodelle 73
3.3.1.1 Vorgehensmodell des Systems Engineering 73
3.3.1.2 Vorgehensmodelle des Software Engineering 77
3.3.2 Vorgehensmodelle zur Generierung von Kennzahlen und Kennzahlensystemen 80
3.3.2.1 Ansatz von Aichele 81
3.3.2.2 Ansatz von Syska 82
3.3.2.3 Ansatz von Weber 84
3.3.2.4 Vorgehen im Rahmen des Balanced Scorecard Ansatzes 87
3.3.2.5 Vorgehen im Rahmen des Benchmarking 91
3.3.2.6 Betriebliche Standardsoftware als Ausgangspunkt der Kennzahlengenerierang 94
3.3.3 Zusammenfassende Wertung 96
4 Zu leistende Arbeit 99
4.1 Modellierung der Produktion 99
4.2 Kennzahlenbasierte Bewertung der Produktion 100
4.3 Vorgehensmodell zur Bewertung der Produktion 100
5 Konzeption einer Methode zur Analyse und Bewertung der diskreten
Produktion 101
--~j 5.1 Entwurf von Modellierungskonstrakten 102
5.1.1 Vorüberlegungen zum Entwurf von Modellierungskonstrukten 102
5.1.1.1 Bildung von Sichten auf die Produktion 102
5.1.1.2 Vorüberlegungen zur Modellierungsstrategie und -genauigkeit 103
5.1.1.3 Ebenenmodell der Modellierungskonstrukte 107
---)5.1.1.4 Eigenschaftsmodelle und Strategien zur Attributvergabe 109
5.1.1.5 Abbildung hierarchischer und mehrdimensionaler Zusammenhänge 109
- j 5.1.2 Modellierung von Produktionsprozessen (P-Sicht) 111
5.1.2.1 Abgrenzung und Motivation 111
5.1.2.2 Fertigungsobjekte (F_Objekte) und Fertigungsobjektklassen (FO_Klassen) 112
5.1.2.3 Fertigungselemente (F_Elemente) und Fertigungselementklassen (FEJKlassen) 113
5.1.2.4 Fertigungsvorgänge (F_Vorgänge) und Fertigungsvorgangsklassen (FVJKlassen) 116
5.1.2.5 Der Graph des Produktionsprozeßablaufs: Modelle, Knoten und Kanten 118
5.1.2.6 Ereignisse und Ereignisleisten 121
5.1.2.7 Zeitmodelle 124
5.1.2.8 Eigenschaftsmodelle und Restriktionen 125
5.1.2.9 Überblick über die Modellierungskonstrukte 127
, ,5.1.3 Modellierung von Produktionsplanungs-und-Steuerungsprozessen (PPS-Sicht) 130
5.1.3.1 Abgrenzung und Motivation 130
5.1.3.2 PPS_Elemente und PPS_Elementklassen 133
5.1.3.3 PPS_Vorgänge und PPS_Vorgangsklassen 135
5.1.3.4 Der Graph des PPS-Prozeßablaufs: Modelle, Knoten und Kanten 136
5.1.3.5 Eigenschaftsmodelle 139
5.1.3.6 Überblick über die Modellierungskonstrukte 139
5.1.4 Modellierung der Organisationsstruktur (Org-Sicht) 140
5.1.4.1 Abgrenzung und Motivation 141
5.1.4.2 Organisationseinheiten und Organisationsstrakturen 141
5.1.4.3 Integration anderer Teilsichten 143
5.1.4.4 Überblick über die Modellierungskonstrukte 144
5.1.5 Modellierung von Kennzahlen und Kennzahlensystemen 144
5.1.5.1 Abgrenzung und Motivation 144
5.1.5.2 Kennzahlen und Kennzahlenausprägungen 146
5.1.5.3 Beziehungen zwischen Kennzahlen und Prozessen 147
5.1.5.4 Erfassung und Berechnung von Kennzahlen 148
5.1.5.5 Strukturierung und Klassifikation von Kennzahlen 151
5.1.5.6 Überblick über die Modellierungskonstrukte 152
5.2 Konzeption eines Kennzahlen-Referenzsystems (KZRS) 153
5.2.1 Zugriffsfunktionen auf das KZRS 154
5.2.1.1 Zugriff über lineare, geordnete Strukturen 155
5.2.1.2 Zugriff über mehrdimensionale Klassifizierungen von Kennzahlen 156
5.2.1.3 Zugriff über Verknüpfungen zu Modellierungssichten 157
5.2.1.4 Zugriff über strategische Zielvorgaben 160
5.2.2 Vorgehensweise zur modelltheoretischen Ableitung eines generischen KZRS 161
5.2.2.1 Phase 1: Strukturierung der Untersuchung 163
5.2.2.2 Phase 2: Generierung von Struktur-und Verhaltenskenngrößen für die Modellsichten 165
5.2.2.3 Phase 3: Synthese eines KZRS 165
5.2.3 Generierimg von Struktur- und Verhaltenskenngrößen 166
5.2.3.1 Produktionsprozeß-Sicht 166
5.2.3.2 PPS-Sicht 175
5.2.3.3 Organisations-Sicht 175
5.2.4 Synthese eines KZRS 177
5.3 Vorgehensmodell zur Konstruktion von Analyse- und Bewertungsmodellen 181
5.3.1 Situationsanalyse und Projektfindungsphase 182
5.3.1.1 Anforderungsdefinition und Abgrenzung des Untersuchungsgegenstandes 182
5.3.1.2 Festlegung der Projektorganisation 183
5.3.2 Zielfmdungsphase - Bildung eines Zielsystems 184
5.3.2.1 Betrachtung von Untemehmensstrategien und -zielen 185
5.3.2.2 Betrachtung von Zielen des Produktionsbereichs 186
5.3.2.3 Integration strategischer Ziele und Produktionsziele 188
5.3.2.4 Gewichtung des Zielsystems 189
5.3.3 Istanalyse — Bildung von Modellen der Produktion 190
5.3.4 Sollkonzeption - Herleitung eines individuellen, prozeßbezogenen Kennzahlensystems .. 192
5.3.4.1 Belegung der Prozeßmodelle mit Kennzahlen-Zugriff auf Kennzahlen 193
5.3.4.2 Synthese von Zielsystem und Prozeßmodell 194
5.3.4.3 Validierung des erstellten Kennzahlensystems 195
5.3.4.4 Kennzahlenstrukturierung 196
6 Aspekte der Anwendung und Beispiel 199
6.1 Aspekte der Anwendung des Analyse- und Bewertungsmodells 199
6.1.1 Erfassung von Kennzahlen 199
6.1.2 Anwendungsbereiche und Funktionalitäten 200
6.1.3 Aspekte im Umfeld der Einführung neuer Informationstechnologien 201
6.2 Beispielhafte Anwendung 203
6.2.1 Situationsanalyse und Projektfindungsphase 204
6.2.2 Zielfindungsphase — Bildung eines Zielsystems 205
6.2.3 Istanalyse-Bildung von Modellen der Produktion 206
6.2.4 Sollkonzeption - Herleitung eines individuellen, prozeßbezogenen Kennzahlensystems .. 208
7 Zusammenfassung und Ausblick 211
8 Literaturverzeichnis 215
Anhang A: Express-G Spezifikation der Modellierungskonstrukte 237
Anhang B: Kennzahlen-Referenzsystem 243
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Zielkonflikte innerhalb des Produktionsbereichs 8
Abb. 2: Bewertung der Produktion 11
Abb. 3: Bewertung einer Produktion mit Hilfe von Modellen 13
Abb. 4: Konformität auf unterschiedlichen Ebenen zwischen System und
Modell bei der Analyse der Produktion 16
Abb. 5: Schematischer Prozeß der Bewertung einer Produktion 31
Abb. 6: Modellbasierte Erstellung von Kennzahlensystemen 33
Abb. 7: Konstrukte und Beispiel eines Petri-Netzes 38
Abb. 8: Die Strukturierte Systemanalyse (SA) 40
Abb. 9: Tätigkeits- und Aktivitätenmodell in SADT 41
Abb. 10: Minimalstruktur einer Produktion im Modell der Fertigung 44
Abb. 11: CDVIOSA-Modellierungsarchitektur (CIMOSA-Würfel) 45
Abb. 12: Das ARIS-Konzept 48
Abb. 13: Objekttypen einer ereignisgesteuerten Prozeßkette
und ihre Verbindungen 50
Abb. 14: Funktionsmodell in IUM 51
Abb. 15: Modell der Leistungs- und Steuerflüsse im SOM-Ansatz 53
Abb. 16: Konstrukte der OMEGA-Modellierungssprache 54
Abb. 17: DuPont-System of Financial Control 59
Abb. 18: ZVEI-Kennzahlensystem 61
Abb. 19: Komprimierte Darstellung des RL-Kennzahlensystems 62
Abb. 20: Managerial Control Concept 64
Abb. 21: Kennzahlensystem der Produktion nach Gronau (komprimiert) 68
Abb. 22: Logistik-Kennzahlensystem nach Reichmann (Ausschnitt) 70
Abb. 23: Logistik-Zielsystem nach Syska (Ausschnitt) 71
Abb. 24: Konzept des System Engineering nach Haberfellner 74
Abb. 25: Problemlösungszyklus im Systems Engineering Vorgehensmodell 76
Abb. 26: Eingliederung von Verfahren zur Bewertung der Produktion
in das Konzept des System Engineering 77
Abb. 27: Wasserfallmodell 78
Abb. 28: Transformationsmodell 79
Abb. 29: Spiralmodell 80
Abb. 30: Formen der Zusammenführung von generierten Kennzahlen 86
Abb. 31: Balanced Scorecard - Umsetzung von Strategie in operative Größen 88
Abb. 32: Schematischer Aufbau der Analyse- und Bewertungsmethode 101
Abb. 33: Zugrundeliegende Auffassung der Produktion 103
Abb. 34: Integrationsaspekte von Teilsichten des Produktionssystems 104
Abb. 35: Dualität zwischen Eigenschaften des Bewertungsmodells
und der Modellbeschreibungssprache 106
Abb. 36: Modellbeschreibungskomplexität und Modellhierarchisierung 106
Abb. 37: Ebenen der Modellbeschreibungssprache 109
Abb. 38: Hierarchisierung von Produktionsfaktoren 110
Abb. 39: Multidimensionale Einordnung von Produktionsfaktoren 111
Abb. 40: Klassifizierung von Produktionsfaktoren 115
Abb. 41: Einfaches Modell eines Produktionsprozesses 120
Abb. 42: Denkmodell des Zusammenwirkens der Modellierungskonstrukte 123
Abb. 43: Beispielhafte Modellierung von PPS- und Produktionsprozeß-Sicht 132
Abb. 44: Beispiel der Aufbauorganisation eines Industrieunternehmens 142
Abb. 45: Strukturelles Metamodell der kennzahlenbasierten Analyse 145
Abb. 46: Einordnung der Kennzahlen-Sicht hinsichtlich der Prozeß- und Organisations¬
modellierung 146
Abb. 47: Beispielhafte Kennzahlenberechnung 149
Abb. 48: Zugriff über geordnete Strukturen auf ein KZRS 156
Abb. 49: Navigation im multidimensionalen KZRS 157
Abb. 50: Verknüpfung zwischen Modell der Produktion
und Bewertungsmodell 158
Abb. 51: Generierungsprozeß des Kennzahlen-Referenzsystems 163
Abb. 52: Gliederungsdimensionen der KZRS-Ableitung 164
Abb. 53: Anwendung der „Roh- Kennzahlen auf
betriebliche Funktionsbereiche 166
Abb. 54: Kennzahlenableitung für F_Elemente und FE_Knoten 167
Abb. 55: Algorithmus zur Generierung des Kennzahlen-Referenzsystems 178
Abb. 56: Einordnungsschema für Kennzahlen in das KZRS 179
Abb. 57: Vorgehen zur Konstruktion von Analyse- und Bewertungsmodell 181
Abb. 58: Zusammenhang zwischen Unternehmens- und Produktionszielen 185
Abb. 59: Ziele und Zielkonflikte in der Produktion 187
Abb. 60: Ablauf der Ziel- und Kennzahlensystembildung 188
Abb. 61: Übergang von der Black-Box- zur strukturorientierten Betrachtung 190
Abb. 62: Vorgehensweise zur Belegung von Knoten mit Kennzahlen 194
Abb. 63: Konzeptionsprozeß für Data Warehouses 201
Abb. 64: Schematischer Erstellungsprozeß von Fertigungs-Management Informations¬
systemen für OOPUS-basierte Planungs- und Steuerungssysteme 202
Abb. 65: Strategische Zielsetzungen für den Produktionsbereich 206
Abb. 66: Produktionsprozeß-Sicht des Beispielunternehmens 206
Abb. 67: PPS-Sicht des Beispielunternehmens (grob) 207
Abb. 68: Mit Kennzahlen belegtes Modell der Produktionsprozeß-Sicht 208
Abb. 69: Kennzahlensystem des Beispielunternehmens 209
Abb. 70: F_Objekte und F_Elemente (MFERT_Schema, S. 1 von 3) 237
Abb. 71: FJVorgänge (MFERT_Schema, S. 2 von 3) 237
Abb. 72: Modelle, Knoten, Ereignisse (MFERT_Schema, S. 3 von 3) 238
Abb. 73: Zeitmodelle (Zeit_Schema, S. 1 von 1) 238
Abb. 74: Eigenschaften und Restriktionen (Eigenschafts_Schema, S. 1 von 1) 239
Abb. 75: PPS_Elemente und PPS_Vorgänge (PPS_Schema, S. 1 von 2) 239
Abb. 76: PPS_Modelle, Knoten und Kanten (PPS_Schema, S. 2 von 2) 240
Abb. 77: Organisationseinheiten (Organisations_Schema, S. 1 von 1) 240
Abb. 78: Express-G: Kennzahlen-Sicht (Kennzahlen_Schema S. 1 von 1) 241
Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Betriebstypologie als morphologischer Kasten 6
Tab. 2: Modellklassifikation mit verschiedenen Ausprägungen 17
Tab. 3: Systematisierung von Kennzahlen 25
Tab. 4: Kennzahlensysteme auf kurzfristiger operativer Ebene 27
Tab. 5: Aspekte von Generierungsstrategien für Kennzahlensysteme 35
Tab. 6: Konstrukte des Modells der Fertigung 43
Tab. 7: Bewertung der untersuchten Modellierungsmethoden 58
Tab. 8: Bewertung der untersuchten Kennzahlensysteme im Bereich
der Produktion 73
Tab. 9: Entwicklungshistorie des Modells der Fertigung 99
Tab. 10: Konstrukte zur Modellierung von Produktionsprozessen (P-Sicht) 127
Tab. 11: Konstrukte zur Modellierung von Produktionsplanungs- und
-Steuerungsprozessen (PPS-Sicht) 139
Tab. 12: Konstrukte zur Modellierung der Aufbauorganisation (Org-Sicht) 144
Tab. 13: Konstrukte zur Modellierung von Kennzahlen und Kennzahlensystemen... 152
Tab. 14: Struktur- und Verhaltenskenngrößen der Prozeß-Sicht 176
Tab. 15: Übersicht über das Kennzahlen-Referenzsystem 180
Tab. 16: Tabellarische Darstellung von Kennzahlen und Ziel-Zusammenhängen 189
Tab. 17: Betriebstypologie des Beispielunternehmens 204
Tab. 18: Kennzahlen des Funktionsbereichs Beschaffung und Einkauf 243
Tab. 19: Kennzahlen des Funktionsbereichs Fertigung 244
Tab. 20: Kennzahlen des Funktionsbereichs Lager und Logistik 246
Tab. 21: Kennzahlendes Funktionsbereichs Vertrieb und Versand 248
Verzeichnis der Express-Entitäten
ENTITY F_Objekt; 113
ENTITY FO_Klasse; 113
ENTITY F_Element; 114
ENTITY FEJKlasse; 114
ENTITY FJVorgang; 117
ENTITY FV_Klasse; 117
ENTITY Modell; 119
ENTITY ModellElement; 119
ENTITY Kante; 119
ENTITY Knoten; 119
ENTITY FE_Knoten; 120
ENTITY FVJKnoten; 120
ENTITY SchSt_Knoten; 120
ENTITY Ereignis; 122
ENTITY FE_Ereignis; 122
ENTITYFVJEreignis; 122
ENTITY FE_Zeit_Ereignisleiste; 122
ENTITY FV_Zeit_Ereignisleiste; 122
TYPE Status; 122
ENTITY ZeitDomaene; 124
ENTITY ZeitPunkt; 124
ENTITY ZeitDauer; 125
ENTITY Attribut; 126
ENTITY Restriktion; 127
ENTITY PPS_Element; 134
ENTITY PPS_ElementKlasse; 134
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