Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung einer simulationsgestützten Methodik zur dynamischen Prognose der Dauer von logistischen Referenzprozessen in der Unikat- und Kleinserienfertigung

Die termingerechte Fertigstellung, Lieferung und Inbetriebnahme einer Anlage ist ein entscheidender Wettbewerbsfaktor für den kundenindividuellen Anlagenbau der Unikat- und Kleinserienfertigung. Bei der Planung neuer Projekte kann das erworbene Wissen des Managements und der Fachplaner allerdings nicht 1:1 übertragen werden, da die Parameter und insbesondere die Dauer der logistischen Prozesse von dem jeweils zu betrachtenden Bauteil abhängig sind. Aus diesem Grund schätzt man heute nur grob diese Prozessdauern

ab und plant kostspielige Zeitpuffer ein.

Den meisten KMU dieser Branche fehlt es an einer praktikablen Methodik, um exakte Terminplanungen für die Prozesse vorzunehmen und eine hohe Planungsqualität zu erreichen. Hier setzt dieses Vorhaben an. Die Methodik soll basierend auf historischen Projektdaten mittels Datenanalysen und Expertenwissen Prognosemodelle schaffen, um eine abgesicherte Schätzung der Dauer logistischer Prozesse durchführen zu können. Eine derartige Methode, die deutlich zur Risikominimierung bei der Projektplanung beiträgt, existiert heute nicht. Zur Konzeption der Methodik werden die in der Unikat- und Kleinserienfertigung vorhandenen Logistikprozesse klassifiziert und allgemeingültig über ihre Parameter beschrieben, die wiederum in quantifizierbare Wirkzusammenhänge zur Prozessdauer gestellt werden. Ein Methodenbaukasten stellt um Expertenwissen ergänzte Datenanalysemethoden zur Verfügung, die zur Prognose der Prozessdauern basierend auf historischen Daten genutzt werden und die Güte der Prognose zu einem gegebenen Signifikanzniveau ermitteln. Diese Prognosen bilden die Grundlage für eine anschließende simulationsgestützte Absicherung des Gesamtprojektplans. Eine formalisierte Vorgehensmethodik erlaubt die unternehmensspezifische Adaption des Methodenbaukastens.

Der wissenschaftliche Anspruch liegt in der Konzeption der Methodik zur korrekten Ableitung des Expertenwissens und der validen Quantifizierung der Prozessparameterwerte.

Ergebniszusammenfassung:

Für eine termingerechte Fertigstellung, Lieferung und Inbetriebnahme kundenindividueller Anlagen sind Methoden zur Reduzierung des Planungsrisikos in Ergänzung zu heutigen Projektmanagementwerkzeugen notwendig, die eine sichere Prognose der Dauer von logistischen Prozessen anbieten. Damit können kostspielige Zeitpuffer infolge von Projektunsicherheiten vermieden werden. Für die Planung und Abwicklung von Projekten wurde daher eine Methodik entwickelt, die die Prozessdauer unter Nutzung von Expertenwissen, Analyse von Zusammenhängen aus historischen Daten sowie Nutzung der Simulation zur Generierung belastbarer Daten schätzt.

Basis der Methodik ist ein allgemeiner Methodenbaukasten, der auf Logistikreferenzprozessen der Unikat- und Kleinserienfertigung, in den Referenzprozessen identifizierten Einflussparametern mit Auswirkung auf die Dauer von Logistikprozessen sowie quantifizierbaren Wirkzusammenhängen mit Bezug auf die Prozessdauer beruht. Das Expertenwissen wird formal in einer Ontologie repräsentiert. Das Expertenwissen und ein Regelwerk, das mathematische Berechnungsregeln zusammenfasst, sind die Grundlage für den Schätzvorgang der Prozessdauer.

Für die unternehmensspezifische Adaption des Methodenbaukastens liegt ein Vorgehensmodell vor, das die individualisierte Einführung und Nutzung der Methodik im Unternehmen beschreibt. Zur Validierung der Methodik steht ein Demonstrator zur Verfügung, der unternehmensspezifische Wissensstrukturen in einer Ontologie formalisiert, um für einen konkreten Logistikprozess eine Prozessdauer zu schätzen.

Die Methodik erlaubt eine umfassende Formalisierung von Expertenwissen und auf dieser Basis eine valide Quantifizierung der Prozessdauer; sie ist auch auf Unikat- und Kleinserienfertiger außerhalb des Anlagenbaus übertragbar. Die Vertreter der Industrieunternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss bestätigten Nutzen, Praktikabilität und Übertragbarkeit der Methodik.