Geschäftsprozesssimulation von Supply Chains: ein Praxis-Leitfaden für die Konstruktion von Management-orientierten Modellen integrierter Material- und Informationsflüsse
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
San Diego ; Erlangen [u.a.]
Soc. for Computer Simulation
2001
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| Series: | Advances in simulation
10 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
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V
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis VIII
Verzeichnis der Referenz-Abbildungen und Tabellen IX
Abbildungsverzeichnis X
Tabellenverzeichnis XIII
1 Gegenstand und Aufbau der Arbeit 1
1.1 Überblick über die betrachtete Problemstellung 1
1.2 Thematische Eingrenzung 2
1.3 Relevanz des Themas 11
1.3.1 Relevanz aus Sicht der Simulationstechnik 14
1.3.2 Relevanz aus Sicht der Geschäftsprozessmodellierung 22
1.4 Kritische Diskussion des Stands der Technik 31
1.4.1 Integration von Simulationstechnik und Geschäftsprozessmodellierung. 31
1.4.2 Anforderungen an Geschäftsprozesssimulationsmodelle 35
1.4.3 Ansätze zur Unterstützung der Konstruktion von Prozessmodellen 36
1.5 Leitfragen und Aufbau der Arbeit 45
2 Analyse der Anforderungen an Geschäftsprozesssimulationsmodelle 51
2.1 Besonderheiten des Geschäftsprozessmanagements 52
2.1.1 Prozessorientierte Organisationssysteme als Gegenstände des
Geschäftsprozessmanagements 53
2.1.2 Aufgaben und Ansätze des Geschäftsprozessmanagements 69
2.1.3 Referenzkatalog: Gegenstände. Aufgaben und Ansätze des
Geschäftsprozessmanagements 99
2.2 Anforderungen an GPS-Modelle 116
2.2.1 Allgemeine Anforderungen an Prozesssimulationsmodelle 116
2.2.2 Spezifische Anforderungen an Geschäftspro/«sssimulationsmodelle 126
2.3 Anforderungskatalog an Geschäftspro/esssimulationsmodelle 141
3 Aufbau und Benutzung des Referenz-Leitfadens 145
3.1 Aufbau 145
3.2 Benutzung 155
3.2.1 Allgemeine Empfehlungen zur Benutzung 155
3.2.2 Geschäftsprozess-orientiert interpretierte Petrinetze als Referenz-
Modellierungssprache 158
3.2.3 Geschäftsprozessmodellierungs- und Simulationsprachen 170
3.3 Differenzierung und Spezifikation von Modellperspektiven 195
4 Referenz-Leitfaden zur Konstruktion von Geschäftsprozesssimulationsmodellen. 199
4.1 Phase 0: Vorbereitung der GPS-Konstruktion 199
VI
4.1.1 Spezifikation relevanter Perspektiven 199
4.1.2 Kritische Reflexion der verwendeten Sprache(n) inkl.
Tool-Unterstützung 201
4.1.3 Interpretation der verwendeten Sprache 203
4.1.4 Festlegung von Form-Konventionen 206
4.1.5 Qualitätssicherung von Modellen 206
4.1.6 Festlegung, Konsistenzsicherung und Bereitstellung der
zu verwendenden Fachbegriffe 208
4.1.7 Konstruktionsgerechte Dokumentation der Ergebnisse
der GP-Abgrenzung 212
4.2 Phase 1: Funktionskoordination (Funktionsketten) 216
4.2.1 Basis-Elemente von Funktionsketten 217
4.2.2 Basis-Konstuktionsmuster zur Funktionskoordination 237
4.2.3 Steuerungskonzepte 310
4.2.4 Kontextspezifische Muster der Funktionskoordination 326
4.2.5 Strukturierung von Funktionskettenmodellen 342
4.3 Phase 2: Ressourcenkoordination 375
4.3.1 Basis-Elemente der Ressourcenkoordination 376
4.3.2 Basis-Konstuktionsmuster zur Ressourcenkoordination 389
4.3.3 Kontextspezifische Muster der Ressourcenkoordination 425
Strukturierung von Ressourcenmodellen 431
4.4 Phase 3: Objekttyp-Attribute (Zustands- und Datensicht) 449
4.4.1 Attribut-Strukturierung 452
4.4.2 Datenstrukturierung 455
4.4.3 Integration der Datensicht 456
4.4.4 Strukturierung simulationsrelevanter Daten 458
4.4.5 Basis-Informationsflüsse des Supply Chain Managements 460
4.5 Phase 4: Methoden 462
4.6 Phase 5: Inputquelle 464
4.7 Phase 6: Störungen/Änderungen 466
4.8 Phase 7: Modell-Initialzustand 468
4.8.1 Ausgangslast und Ausgangskapazität 468
4.8.2 Einstellung der Aktionsparameter 471
VII
5 Anwendungsbeispiele 473
5.1 Praxisfall 1: Planung eines flexiblen Fertigungsprozesses 473
5.1.1 Phase 0: Vorbereitung 473
5.1.2 Phase 1: Funktionskoordination 475
5.1.3 Phase 2: Ressourcenkoordination 477
5.1.4 Phase 3 und 4 478
5.1.5 Phase 5-7: Inputquelle und Modellinitialisierung 480
5.2 Praxisfall 2: Personalplanung in einem Call-Center 481
5.2.1 Phase 0: Vorbereitung 481
5.2.2 Phase 1: Funktionskoordination 484
5.2.3 Phase 2: Ressourcenkoordination 487
5.2.4 Phase 3 und 4: Daten und Methoden 488
5.2.5 Phase 5-7: Inputquelle, Schwankungen und Modellinitialisierung 489
5.3 Praxisfall 3: Planung und Steuerung von Supply-Chain-Prozessen mit
Postponement 490
5.3.1 Phase 0: Vorbereitung 490
5.3.2 Phase 1: Funktionskoordination 495
5.3.3 Phase 2: Ressourcenkoordination 499
5.3.4 Phase 3 und 4: Daten und Methoden 502
5.3.5 Phase 5-7: Inputquelle, Störungen und Modellinitialisierung 503
6 Fazit und Ausblick 505
Literaturverzeichnis 510
X
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1.1: Stellung der Modellkonstruktion im Rahmen der Geschäftsprozesssimulation 3
Abb. 1.2: Abgrenzung von Geschäftsprozessen 7
Abb. 1.3: Diskrepanz von Geschäftsprozessmodellierung und Simulationstechnik 33
Abb. 1.4: Gegensätzliche Meinungsbilder über Petrinetze 35
Abb. 1.5: Gedankenführung der Arbeit und inhaltliche Beziehungen der Kapitel 49
Abb. 2.1: Dimensionen des Managements 53
Abb. 2.2: Objekt-basiertes Prozessverständnis 67
Abb. 2.3: Organisations-Perspektive als Ausgangsperspektive für ein disziplinübergreifendes
Geschäftsprozessmanagement 75
Abb. 2.4: ARIS - Architektur integrierter Informationssysteme nach Scheer 79
Abb. 2.5: Systemarchitektur für integriertes Geschäftsprozessmanagement 84
Abb. 2.6: Supply Chain Management als Materialfluss-orientiertes Management 93
Abb. 2.7: Transparenz über Geschäftsprozessstrukturen und -instanzen 129
Abb. 2.8: Workflow-Lifecycle nach Heilmann 134
Abb. 2.9: WfMC-Minimalmodell für Workflow-Spezifikationen 138
Abb. 3.1: Phasenmodell zur Konstruktion von GPS-Modellen 146
Abb. 3.2: Konstruktionsmuster im hierarchischen Verbund 152
Abb. 3.3: Wirkung von Form-Konventionen am Beispiel eines Getränkeautomat-Modells 154
Abb. 3.4: Vorgehen bei der Nutzung des Referenz-Leitfadens 158
Abb. 3.5: Metamodell der gewählten Referenz-Modellierungssprache 166
Abb. 3.6: Exemplarische Gegenüberstellung eines Warteschlangen-Modells mit einem
Petrinetz 173
Abb. 3.7: Modell der interpretierten INCOME-Syntax 175
Abb. 3.8: Kanäle und Instanzen vs. Ereignisse und Funktionen 179
Abb. 3.9: Darstellung der Sichten mit EPK und Petrinetzen 180
Abb. 3.10: Metamodell interpretierter EPK 186
Abb. 3.11: Grenzen statischer Geschäftsprozessmodelle 188
Abb. 3.12: Lineare vs. verzahnte Prozesse 188
Abb. 3.13: Bausteinkonzept von ARENA 194
Abb. 4.1: Beispiel für ein Fachbegriffsmodell 211
Abb. 4.2: Der Ordnungsrahmen der DeTelmmobilien und Service GmbH 214
Abb. 4.3: Intranet-basiertes Dokumentationssystem für ein
Geschäftsprozessmodellierungsprojekt 215
Abb. 4.4: KM: Leistung 219
Abb. 4.5: KM: Start-/Endbedingung (Input-/Output-Kanal) 224
Abb. 4.6: KM: Mindestanzahl an Leistungsobjekten als Startbedingung 226
Abb. 4.7: KM: Leistungsbezugsobjekt 227
Abb. 4.8: KM: Bedingung = KM: LO-Kanal 230
Abb. 4.9: KM: Funktion 234
Abb. 4.10: KMs: Input-Pull, Input-Blockade, Output-Push 239
Abb. 4.11: KMs: (Reine) LO-Quelle /-Senke 242
Abb. 4.12: KM: Throughput 245
Abb. 4.13: KM: Throughput - Transformationsarten 248
Abb. 4.14: KMs: Lieferanten-Kunden-Beziehung (-Schnittstelle, -Interaktion) 250
Abb. 4.15: KM: Sequentielle Funktionsverkettung = linearer Leistungsobjekt-Fluss 253
Abb. 4.16: KMs: Splits und Joins 258
Abb. 4.17: KMs: Rückfuhrende Funktionsverkettung (Iteration, Regelkreis) 266
Abb. 4.18: KMs: LO-Auswahl aus Warteschlangen bzw. Bündeln / Warteschlangenauswahl bei
XOR-Joins 271
Abb. 4.19: KMs: Split-Regeln (Nachfolge-FunktionAKanal-Auswahl) 274
Abb. 4.20: KMs: Join-Regeln (Vorgänger-Funktion/-Kanal-Auswahl) 279
Abb. 4.21: KMs: Einfaches Puffern (Pufferentkopplung von Funktionen) 283
Abb. 4.22: KMs: Warteschlangen-bezogene Koordinationsregeln: Balking, Reneging,
Jockeying 285
Abb. 4.23: KMs: Bündelung 289
Abb. 4.24: KMs: Entbündelung [[,'_[ "."." '.'.'.'.292
Abb. 4.25: KM: Geographische Bündelung (Hub- and Spoke, Cross-Dock) 293
Abb. 4.26: KM: Implizit begleitender Kontrollinformationsfluss (Kontrollfluss) 296
XI
Abb. 4.27: KM: Implizit begleitender Nutzinformationsfluss 298
Abb. 4.28: KM: Explizit begleitender Kontrollinformationsfluss (Steuerungsmodell) 300
Abb. 4.29: KM: Explizit begleitender Nutzinformationsfluss 303
Abb. 4.30: KM: Kontroll- und Nutzinformation 305
Abb. 4.31: KMs: Explizite Weitergabe von Informationen 307
Abb. 4.32: KMs: Zentrale (Plan-) Steuerung (Steuerungseinheit) 311
Abb. 4.33: KM: Begleitender Ablaufplan 316
Abb. 4.34: KMs: Pull-orientierte Steuerung 321
Abb. 4.35: KMs: Bestandermittlung für Bestandsorientierte Steuerung 323
Abb. 4.36: KM: Kanban-Steuerung 325
Abb. 4.37: KM: Leistungserzeugung (Make) 328
Abb. 4.38: KM: Primär- und Sekundärleistung/-funktion 331
Abb. 4.39: KM: Leistungszuführung (Source/Deliver) 334
Abb. 4.40: KMs: Leistungsabnahme (Erzeuger-Verbraucher-Synchronisation) 337
Abb. 4.41: KMs: Logistik- / SCM-spezifische Konstruktionsmuster 340
Abb. 4.42: KMs: Reduktion von Bedingungen durch Funktionsvereinigung 347
Abb. 4.43: KMs: Reduktion von Funktionen und Kanälen/Bedingungen durch Generalisierung 349
Abb. 4.44: KM: Hierarchisierung und Segmentierung 351
Abb. 4.45: KM: Funktionshierarchie 356
Abb. 4.46: KM: Leistungsobjekthierarchie (Erzeugnisstruktur) 361
Abb. 4.47: KMs: Wahlfreie Funktionsfolge (SEQ-Operator) 365
Abb. 4.48: KM: Linearisierung iterativer Strukturen 368
Abb. 4.49: KM: Graphische Transfermatrix und Transfer-Datenmatrix 370
Abb. 4.50: KM: Prozessmatrix 372
Abb. 4.51: KM: Ressource 378
Abb. 4.52: KM: Ressource und Leistung 386
Abb. 4.53: KM: Statische Ressourcenzuordnung in Matrix (Ressourcenzuordnungsmatrix) 390
Abb. 4.54: KMs: Statische Ressourcenzuordnung in Funktionsketten 393
Abb. 4.55: KMs: Parallelbenutzung teil- bzw. replizierbarer Ressourcen 398
Abb. 4.56: KMs: Ressourcenbelegung und -freigäbe 401
Abb. 4.57: KM: Funktionsintegrierte einfache Ressourcenbenutzung 404
Abb. 4.58: KMs: Multiple Ressourcenbelegung ohne und mit Reservierung 409
Abb. 4.59: KM: Entscheidungsregeln für die Ressourcenauswahl 413
Abb. 4.60: KMs: Auswahl ressourceninterdependenter Funktionen 417
Abb. 4.61: KMs: Rollen-Worklist-Konzept 419
Abb. 4.62: KM: Unterbrechende Ressourcenfreigabe (Preempt) 420
Abb. 4.63: KM: Direkter Lastwechsel, Doppelspiel/Bündelfahrten 423
Abb. 4.64: KM: One Face to the Customer 426
Abb. 4.65: KM: 4-Augen-Prinzip 427
Abb. 4.66: KM: 6-Augen-Prinzip 428
Abb. 4.67: Vorgehen zur Modellierung der Aufbauorganisation nach Kugeler 432
Abb. 4.68: KMs: Beziehungstypen in Aufbauorganisationen (nach Kugeler) 435
Abb. 4.69: KMs: Integration von Steuerungs- und Aufbauorganisationssicht 436
Abb. 4.70: KM: Aktionseinheit und Separate Ressource als Basis von Netzwerken 441
Abb. 4.71: KM: Übergang von Organisations-zur Fließsystem-Perspektive 444
Abb. 4.72: KM: Technikkonzept 448
Abb. 4.73: KM: Formalisierung der Kontroll- und Nutzdaten 452
Abb. 4.74: KM: Basis-Datencluster nach Martin 455
Abb. 4.75: KM: Integration der Datensicht 457
Abb. 4.76: KM: Strukturierung simulationsrelevanter Daten 459
Abb. 4.77: KM: Basis-Informationsflüsse des Supply Chain Management 461
Abb. 4.78: KM: Methoden-Objekt-Kopplung 463
Abb. 4.79: KMs: Input-Modell 465
Abb. 4.80: KMs: Störungen und Änderungen 467
Abb. 4.81: KM: Modellinitialisierung 469
Abb. 5.1: Top-Level-Modell des FFS 475
Abb. 5.2: Hierarchische Prozess-/Funktionsstruktur des FFS 476
Abb. 5.3: Funktionsketten der Arbeitsgänge und Ausschleusen von Werkstücken 477
Abb. 5.4: Ressourcenkoordination der FFS 479
Abb. 5.5: Datenmodellierung und Methodenspezifikation der FFS 480
XII
Abb. 5.6: Prozess-Input und Modellinitialisierung 481
Abb. 5.7: Bezug zur Referenzsprache 483
Abb. 5.8: Interpretation der Sprache von AWESim 484
Abb. 5.9: Funktionskoordination des Call Centers 486
Abb. 5.10: Ressourcenkoordination des Call Centers 487
Abb. 5.11: Datenmodell des Call Centers 488
Abb. 5.12: Inputquelle des Call-Center-Modells 489
Abb. 5.13: Grobskizze des Supply-Chain-Netzwerks 494
Abb. 5.14: Grobstruktur der Supply-Chain-Funktionskoordination 495
Abb. 5.15: Verfeinerung der Supply-Chain-Funktionskoordination - Produktionsplanung 497
Abb. 5.16: Verfeinerung der Supply-Chain-Funktionskoordination - Fertigung Produzent 498
Abb. 5.17: Koordination der Supply-Chain-Ressourcen - Produktionsplanung Produzent 500
Abb. 5.18: Koordination der Supply-Chain-Ressourcen - Fertigung Produzent 501
Abb. 6.1: Beiträge des Referenz-Leitfadens zur Integration von Logistik- und GP-Managemt
bzw. GP-Modellierung und Simulationstechnik 506
XIII
Tabellenverzeichnis
Tab. 1.1: Besondere Anforderungen an Geschäftsprozesssimulationsmodelle 17
Tab. 1.2: Besondere Anwendungspotenziale der Simulation fiir das
Geschäftsprozessmanagement 30
Tab. 1.3: Kritikpunkte an Modellierungssprachen und deren Darstellung sowie Konsequenzen
für die Referenz-Leitfadenentwicklung 44
Tab. 1.4: Überblick über Stand der Technik und Erkenntnisfortschritte der Arbeit 47
Tab. 2.1: Organisationsdimensionen 59
Tab. 2.2: Zielkategorien des Geschäftsprozessmanagements 60
Tab. 2.3: Exemplarische Gegenüberstellung von Phasenmodellen zum
Geschäftsprozessmanagement 63
Tab. 2.4: Durchlauforientierte Gliederung von Funktionsausführungen und
Zuständen entsprechend der REFA-Ablaufabschnitte 68
Tab. 2.5: Gegenüberstellung systemtechnischer Ansätze der unterschiedlichen
Domänen 73
Tab. 2.6: Klassifikation von CSCW-Funktionen 77
Tab. 2.7: Gegenüberstellung von Gegenständen der PPS und des Workflowmanagements 88
Tab. 2.8: Charakterisierung der Logistik nach Becker, Rosemann 91
Tab. 2.9: Integration der Logistik-Perspektive in das ARIS-Modell 95
Tab. 2.10: Potenziale von GPS-Modellen 121
Tab. 2.11: Anforderungen an GPS-Modelle 124
Tab. 2.12: Typische GPS-Parameter 126
Tab. 2.13: Komplementär- und Schnittmengen relevanter Attribute für
Simulation und Workflowmanagement 141
Tab. 3.1: Graphik-Elemente Geschäftsprozess-orientiert interpretierter Petrinetze 169
Tab. 3.2: Übersicht marktführender Tools 171
Tab. 3.3: Einschätzung der Ausrichtungen von Sprachen marktführender Tools 172
Tab. 4.1: Zu pflegende Modellattribute 207
Tab. 5.1: Verkettungsmatrix der auszuführenden Funktionen 476
Tab. 5.2: Linearisierte Verkettungsmatrix 476
Tab. 5.3: Kritische Reflexion von AWESim bezüglich des Einsatzes für die GPS 482
Tab. 5.4: Verknüpfte Entscheidungstabellen (Ausschnitt) 485 |
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