ProzessLog
- Entwicklung einer Methodik zur standardisierten, aufwandsarmen Aufnahme und intuitiven Visualisierung innerbetrieblicher logistischer Prozesse unter Berücksichtigung der verwendeten Technologien
Ausgangssituation
Die Logistik, insbesondere die Intralogistik, stellt die zeit- und mengenrichtige Versorgung der Produktion sicher und ist in den letzten Jahren immer mehr zum Wettbewerb bestimmenden Faktor geworden. In Zeiten rascher Produkt- und Innovationszyklen sieht sich die Logistikplanung mit der Aufgabe konfrontiert, Prozesse in immer kürzerer Zeit anzupassen oder neu zu entwickeln.
Die Basis für eine Optimierung beziehungsweise Planung von Logistikprozessen wird dabei durch eine ganzheitliche Prozessaufnahme unter Berücksichtigung von Material- und Informationsfluss sowie der eingesetzten Techniken gebildet. Nur so kann für die spätere Prozessgestaltung die richtige Datenbasis und Ausgangssituation geschaffen werden. Die Prozessaufnahme ist somit ein Kernelement in der Logistikplanung und entscheidet als Grundlage für die Prozessmodellierung über den Erfolg von Optimierungs- und Anpassungsmaßnahmen.
Problemstellung
Aktuell existiert keine einheitliche, allgemein verständliche Methodik für alle Unternehmenshierachien, die eine ganzheitliche Prozessaufnahme unter Berücksichtigung von Material-, Informationsfluss und eingesetzter Technik in Form eines „Drei-Säulen-Modells“ ermöglicht. Bestehende Methoden fokussieren im Regelfall die Prozessmodellierung und sind auf Grund ihrer Komplexität und der dadurch notwendigen tiefen Methodenkenntnis für die reine Prozessaufnahme nur bedingt geeignet. Für eine Erfassung des Prozesses ist jedoch ein zeiteffizientes, leicht verständliches Vorgehen, das eine Prozessdiskussion mit allen Beteiligten vor Ort ermöglicht, eine elementare Voraussetzung. Der Einsatz von Methoden, die ihren Fokus nicht im Bereich der Prozessaufnahme, sondern in nachgelagerten Phasen der Planung haben, resultiert dadurch oftmals in einer unvollständigen beziehungsweise fehlerhaften Ersterfassung der IST-Situation, wodurch zeit- und kostenintensive Iterationsschleifen notwendig werden. Besonders für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), die nur über sehr begrenzte Kapazitäten verfügen, ist eine intuitive, verhältnismäßig aufwandsarme Prozessaufnahme daher von wirtschaftlicher Bedeutung.
Des Weiteren betrachten zahlreiche Methoden entweder speziell einen Geschäftsbereich oder lediglich den Material- und/oder Informationsfluss. Für eine ganzheitliche Prozessaufnahme ist es aber zwingend erforderlich, neben diesen beiden Säulen auch die im Materialfluss eingesetzte Technik als dritte Säule zu berücksichtigen. In der Logistik wird eine Vielzahl unterschiedlicher Techniken bspw. für Transportaufgaben, die Materialflusssteuerung, Informationsverarbeitung oder Identifizierung (z. B. RFID) eingesetzt, die sich direkt auf die Logistik auswirken und damit wesentlich für deren Effizienz sind.
Auf Grund einer fehlenden ganzheitlichen Aufnahmemethodik, haben sich insbesondere bei großen Firmen individuelle Prozessaufnahmewerkzeuge bzw. -methodiken ohne Standardisierungsanspruch etabliert. Bei KMU hingegen erfolgt die Prozessaufnahme in der Regel oft auf Basis des Erfahrungswissens des jeweiligen Planers und ohne Methodenunterstützung. Aber nur mit einer Methodik, die unabhängig von der untersuchenden Person (subjektunabhängig), der Untersuchungssituation (situationsunabhängig) und zufälligen Zuständen des Forschungsobjekts (zustandsunabhängig) ist, können der Aufwand reduziert, die Datenqualität sichergestellt und das im Rahmen von Projekten zur Verfügung stehende Zeitfenster eingehalten werden. Aus diesem Grund würden von einer standardisierten Aufnahmemethodik insbesondere KMUs profitieren.
Der Bedarf für eine neuartige, durchgängige und standardisierte Prozessaufnahmemethodik als Voraussetzung für eine gesamtlogistische Prozessbeurteilung im Sinne eines „Drei-Säulen-Modells“ wird auch in Anbetracht der auf Grund fehlender Überarbeitung zurück gezogenen VDI-Richtlinie 3300 und des damit verknüpften VDI-Materialflussbogens deutlich. Der VDI hat in diesem Zusammenhang sein Interesse und seine Beteiligung am beantragten Projekt bereits zugesagt.
Stand der Forschung
Speziell der Fokus auf die Prozessaufnahme unter Einbeziehung der eingesetzten Technik ist derzeit in keiner Methode berücksichtigt. Existierende Methoden haben ihren Schwerpunkt auf der Abbildung und Modellierung der Prozesse, wodurch sich die Aufnahme vor Ort zeitaufwendig und ressourcenintensiv gestaltet.
Die (Ereignisorientierte) Prozesskettendarstellung (EPK) und das Prozesskettenmodell (erarbeitet vom SFB 559) sind bspw. sehr aufwändige, detaillierte Modellierungstechniken, die zum einen eine tiefe Methodenkenntnis und Erfahrung erfordern, und zum anderen die Informationsflüsse zwischen einzelnen Prozessschritten sowie die dabei eingesetzten Techniken vernachlässigen.
Die Wertstromanalyse hat ihren Fokus in der Produktionslogistik, mit dem Ziel dort die nicht wertschöpfenden Prozesse aufzuzeigen. Sie fokussiert in der Regel die Visualisierung von Liegezeiten und Beständen, um dadurch Potenziale für die Optimierung von Prozessen und Steuerungsmethodiken aufzuzeigen. Die Logistik wird lediglich unter dem Produktionsfokus betrachtet, so dass auch keine eingesetzten Techniken mit aufgenommen werden.
Die grafischen Methoden Sankey-Diagramm und Flow-Chart konzentrieren sich zum einen ausschließlich auf den Materialfluss, zum anderen fehlt eine hierarchische Strukturierungsmöglichkeit.
Die Prozess-Orientierte-Analyse (POA) betrachtet ein System statisch durch ein Flussdiagramm und dynamisch durch ein Zustandsdiagramm. Die Diagrammarten sind hierarchisch, nach der Philosophie der strukturierten Analyse (SA), aufgebaut und dienen als Grundlage für Simulationen und Echtzeitsteuerungen. Die statische Darstellung der Prozesse und die dynamische Darstellung der Bedingungen und Funktionen erschwert eine schnelle Prozessaufnahme vor Ort, bei der sowohl statische als auch dynamische Prozessschritte in einer Folge erläutert und betrachtet werden müssen.
Auch das Petrinetz stellt eine Kombination aus statischem und dynamischem Modell dar und dient der Prozesssimulation. Zwischen den Zuständen springt ein Token, der den momentanen Zustand markiert. Diese Sprünge werden als Zustandsübergang bezeichnet und mit Bedingungen überprüft. Speziell durch den mathematischen Formalismus der Petrinetze und das damit verbundene Fundament zur computergestützten Abbildung sind sie für die Prozessaufnahme sehr aufwändig, und können darüber hinaus von Außenstehenden nur schwer nachvollzogen werden. Eine Prüfung mit Prozesskennern gestaltet sich dadurch als schwierig.
Die oben beschriebenen Methoden sind zum Teil sehr mächtige Instrumente zur Modellierung und Abbildung von Prozessen. Doch keine der bekannten Methoden fokussiert die innerbetrieblichen Logistikprozesse unter Einbeziehung der verwendeten Technologien. Darüber hinaus sind viele Methoden auf Grund der Konzentration auf die Modellierung für eine zeiteffiziente Prozessaufnahme vor Ort ungeeignet, da zur Anwendung eine detaillierte Methodenkenntnis notwendig ist. Für die Datengewinnung ist eine Methode zu entwickeln, die eine ganzheitliche, aber trotzdem Ressourcen schonende Prozessdarstellung ermöglicht. Durch die Verwendung allgemein verständlicher Symboliken soll das intuitive Verstehen und Anwenden der Methodik gewährleistet werden.
Vorgehensweise und Zielsetzung
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung eines standardisierten, allgemein gültigen Vorgehens zur aufwandsarmen Aufnahme innerbetrieblicher Logistikprozesse als Basis für eine spätere Prozessmodellierung und -simulation. In diesem Zusammenhang ist eine durchgängige Prozessaufnahmemethodik in Form eines „Drei-Säulen-Modells“ zu entwickeln. Neben Material- und Informationsfluss wird auch die eingesetzte Technik, bspw. für Transport oder Identifizierung, berücksichtigt, um deren Nutzenpotenziale diskutieren und den Prozess ganzheitlich abbilden zu können. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Zeiteffizienz der Methodik gelegt, weshalb für jede Säule intuitive Symbole zu definieren sind. So können Prozesse vor Ort mit den Prozessbeteiligten diskutiert und die Vollständigkeit und Richtigkeit der Daten garantiert werden.
- "Drei-Säulen-Modell" der Prozessaufnahme-Methodik.
Zunächst werden verschiedenartige innerbetriebliche Logistikprozesse der Forschungspartner analysiert sowie die anfallenden Tätigkeiten, prozessrelevante Randbedingungen und verwendete Techniken zu identifiziert.
Um den konkreten Entwicklungsbedarf ableiten zu können, ist eine umfassende Untersuchung und Auflistung der Eigenschaften bestehender Prozessaufnahme- und Prozessmodellierungswerkzeuge erforderlich. Basierend auf den zuvor definierten, erforderlichen Prozessdaten lassen sich Kriterien bilden, anhand derer Prozessaufnahme-Methodiken bewertet und Benchmarks abgeleitet werden können. Auch werden dabei bereits bestehende etablierte Symboliken definiert.
Als nächstes wird ein Anforderungskatalog an die zu entwickelnde Prozessaufnahme-Methodik erarbeitet. Die Basis hierfür sind zum einen die zuvor definierten, logistisch relevanten Informationen, die mittels der Methode aufgenommen werden müssen. Zum anderen können die beschriebenen Benchmarks als Leistungsmaßstab herangezogen werden. Anforderungen sind bspw. neben einer durchgängigen und ganzheitlichen Dokumentation des Material-, Informationsflusses und der Technik die Objektivität, Zeiteffizienz und Intuitivität sowie Standardisierbarkeit der Prozessaufnahme.
Auf Basis der Anforderungen wird die Prozessaufnahme-Methodik als standardisiertes Vorgehen im Sinne des "Drei-Säulen-Modells" auszuarbeiten. Schwerpunkt ist die Beschreibung dieses Vorgehens mit intuitiven Symbole, die, sofern möglich, auf bereits aus anderen Anwendungen bekannten Zeichen aufbauen und nach Material-, Informationsfluss und Technik gegliedert werden. Die Prozessvisualisierung erfolgt durch die Symbole sowie ergänzende Angaben in Form eines Prozessaufnahmebogens.
Anschließend ist die Methodik an Hand ausgewählter Prozesse der Industriepartner objektiv zu evaluieren. Bei etwaigen Abweichungen zwischen der Prozessdarstellung der Methodik und den realen Prozessen ist die Methodik zu überarbeiten und der Symbol-Satz zu erweitern. Das Ziel ist die Erarbeitung einer Grundlage für die zurückgezogene VDI-Richtlinie 3300. In Form eines Prozessaufnahmebogens sollen innerbetriebliche Prozesse durch die Symbole und ergänzende Angaben dokumentiert werden können.
Das IGF-Vorhaben 16187 N / 1 der Forschungsvereinigung Bundesvereinigung Logistik e.V. - BVL, Schlachte 31, 28195 Bremen wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und - entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
(Projekt des Logistik-Innovations-Zentrums)
Presse-Rückfragen bitte an:
liz – Logistik-Innovations-Zentrum
eine Initiative des
fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik
Prof. Dr.-Ing. W. A. Günthner
Technische Universität München
Boltzmannstr. 15
85748 Garching
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