Dynamische Kapazitätssteuerung bei kundenindividueller Auftragsproduktion in der stahlverarbeitenden Industrie: Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Thomas S. Spengler

223 Pages·2012·1.967 MB·German

by  André Hintsches (auth.)

Produktion und Logistik
Herausgegeben von
B. Fleischmann, Augsburg
M. Grunow, München
H.-O. Günther, Berlin
S. Helber, Hannover
K. Inderfurth, Magdeburg
H. Kopfer, Bremen
H. Meyr, Hohenheim
Th. S. Spengler, Braunschweig
H. Stadtler, Hamburg
H. Tempelmeier, Köln
G. Wäscher, Magdeburg
Diese Reihe dient der Veröffentlichung neuer Forschungsergebnisse auf den Gebieten
der Produktion und Logistik. Aufgenommen werden vor allem herausragende
quantitativ orientierte Dissertationen und Habilitationsschriften. Die Publikationen
vermitteln innovative Beiträge zur Lösung praktischer Anwendungsprobleme der
Produktion und Logistik unter Einsatz quantitativer Methoden und moderner
Informationstechnologie.
Herausgegeben von
Professor Dr. Bernhard Fleischmann Professor Dr. Herbert Meyr
Universität Augsburg Universität Hohenheim
Professor Dr. Martin Grunow Professor Dr. Thomas S. Spengler
Technische Universität München Technische Universität Braunschweig
Professor Dr. Hans-Otto Günther Professor Dr. Hartmut Stadtler
Technische Universität Berlin Universität Hamburg
Professor Dr. Stefan Helber Professor Dr. Horst Tempelmeier
Universität Hannover Universität Köln
Professor Dr. Karl Inderfurth Professor Dr. Gerhard Wäscher
Universität Magdeburg Universität Magdeburg
Professor Dr. Herbert Kopfer
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Kontakt
Professor Dr. Hans-Otto Günther
Technische Universität Berlin
H 95, Straße des 17. Juni 135
10623 Berlin
André Hintsches
Dynamische
Kapazitätssteuerung
bei kundenindividueller
Auftragsproduktion
in der stahl-
verarbeitenden Industrie
Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Thomas S. Spengler
RESEARCH
André Hintsches
Lüdenscheid, Deutschland
Dissertation Technische Universität Braunschweig, 2011
ISBN 978-3-8349-4207-4 ISBN 978-3-8349-4208-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-8349-4208-1
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V

Geleitwort
Die kundenindividuelle Auftragsproduktion ist heutzutage in vielen Industriebranchen
an der Tagesordnung. Zunehmender Wettbewerb sowie eine steigende Nachfrage
nach kundenindividuellen Produkten erfordern zunehmend die Integration von Kun-
denbedürfnissen in die industrielle Produktion. Die Hersteller kundenindividueller Er-
zeugnisse sehen sich einerseits mit einer Vielzahl volatiler Kundenaufträge und an-
dererseits mit einem weitgehend inflexiblen Kapazitätsangebot in vernetzten Produk-
tionssystemen konfrontiert. Aus diesem Spannungsfeld erwächst die Notwendigkeit,
die betriebswirtschaftliche Vorteilhaftigkeit von Kundenaufträgen vor dem Hinter-
grund einer unsicheren, zukünftigen Auftragslage zu ermitteln und bei der Entschei-
dung über deren Annahme oder Ablehnung geeignet zu berücksichtigen. Vergleich-
bare Problemstellungen in der Dienstleistungsbranche werden mit Methoden des
Revenue Managements, insbesondere der Bid-Preis basierten Kapazitätssteuerung
erfolgreich gelöst. Eine Übertragung dieser Methoden auf die Sachgüterindustrie
steht trotz zahlreicher Forschungsarbeiten und Publikationen allerdings noch am An-
fang.
Das Ziel der von Herrn Hintsches vorgelegten Dissertation besteht daher in der Ent-
wicklung eines Verfahrens zur dynamischen Kapazitätssteuerung bei kundenindivi-
dueller Auftragsproduktion. Nach einer aussagekräftigen Einleitung in Kapitel 2 wer-
den die Charakteristika der kundenindividuellen Auftragsproduktion in der stahlverar-
beitenden Industrie herausgearbeitet. Im Einzelnen konkretisiert Herr Hintsches sei-
ne Überlegungen anhand der Situation der ThyssenKrupp VDM GmbH, die ihm im
weiteren Verlauf seiner Arbeit als Referenzunternehmen dient. Im sich anschließen-
den Kapitel 3 benennt Herr Hintsches die wesentlichen Defizite der in der Literatur
publizierten Verfahren, wie etwa die fehlende Systematik zur dynamischen Entwick-
lung von Bid-Preisen im betrachteten volatilen Umfeld. In Kapitel 4 erstellt er einen
regelungstechnisch basierten Bezugsrahmen und ordnet die in der Literatur veröf-
fentlichten Forschungsarbeiten zur "Bid-Preis-Dynamik" dort ein. Unter Zugrundele-
gung regelungstechnischer Konzepte bewertet er diese und identifiziert so Ansatz-
punkte für die Konzeption seines Verfahrens in Kapitel 5. Die Verfahrensvalidierung
erfolgt mittels einer umfangeichen Simulationsstudie mit realen Datensätzen des Re-
ferenzunternehmens. Zusätzlich legt Herr Hintsches ein Konzept zur Implementie-
rung des Verfahrens im Rahmen eines Advanced-Planning-Systems (APS) dar. Die
Dissertation schließt mit einer kritischen Würdigung und Handlungsempfehlungen für
Forschung und Praxis (Kapitel 6) sowie einer Zusammenfassung in Kapitel 7.
VI

Die von Herrn Hintsches vorgelegte Dissertation deckt eine sowohl unter theoreti-
schen als auch praxisorientierten Gesichtspunkten äußerst anspruchsvolle Thematik
ab, und dies auf hohem Niveau. Der akademische Neuheitsgrad ergibt sich zum ei-
nen aus dem regelungstheoretisch fundierten Bezugsrahmen, der Einordnung und
Bewertung existierender statischer und dynamischer Verfahren zur Bid-Preis basier-
ten Kapazitätssteuerung in der kundenindividuellen Auftragsproduktion sowie insbe-
sondere aus der eigenständigen Entwicklung, Implementierung und Validierung ei-
nes neuartigen Verfahrens. Sowohl der Vergleich der Performance des neuartigen
Verfahrens mit existierenden Verfahren als auch der für die Praxis erzielte Nutzen
zur Verbesserung der Entscheidungsunterstützung der Auftragsannahme sind als
äußerst positiv hervorzuheben und qualifizieren die vorgelegte wissenschaftliche Ar-
beit in besonderem Maße. Insgesamt ist es Herrn Hintsches gelungen, eine über-
zeugende Arbeit an der Schnittstelle zwischen Theorie und Praxis sowie Betriebs-
wirtschaftslehre, Operations Research und Regelungstechnik anzufertigen.
Univ.-Prof. Dr. Thomas Stefan Spengler
VII

Vorwort
Die vorliegende Dissertation entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftli-
cher Mitarbeiter am Institut für Automobilwirtschaft und Industrielle Produktion der
Technischen Universität Braunschweig. Während dieser Zeit habe ich im beruflichen
und persönlichen Umfeld weitreichende Unterstützung erfahren und möchte die fol-
genden Zeilen dazu nutzen, einigen besonderen Personen meinen Dank auszuspre-
chen.
Zuallererst möchte ich meinem Doktorvater, Herrn Prof. Dr. Thomas S. Spengler,
Leiter des Instituts für Automobilwirtschaft und Industrielle Produktion (AIP), meinen
Dank aussprechen. Die fachlichen Anregungen und konstruktiven Diskussionen in
einem exzellenten und kreativen Umfeld haben mich nicht nur fachlich sondern auch
persönlich geprägt. Ohne die umfangreiche Unterstützung von Prof. Dr. Spengler
vom Zeitpunkt der Themenfindung bis hin zur Abgabe der Arbeit hätte ich meine
Promotion in der vorliegenden Form nicht realisieren können.
Neben Prof. Dr. Spengler möchte ich zudem Herrn Prof. Dr. Dirk Mattfeld für die zeit-
nahe Erstellung des Korreferats danken. Außerdem möchte mich bei Prof. Dr. David
Woisetschläger für die Übernahme des Vorsitzes der Prüfungskommission und bei
Herrn Prof. Dr. Heinz Ahn bedanken.
Ein herzliches Dankeschön gehört auch dem Kollegenkreis am AIP für eine ange-
nehme Arbeitsatmosphäre, die wesentlich zum Gelingen der Dissertation beigetra-
gen hat. Mein besonderer Dank gilt Matthias Wichmann für die zahlreichen Diskus-
sionen und konstruktiven Gespräche im Rahmen der Erstellung dieser Arbeit. Im
Rahmen der Arbeitsgruppe POM-Stahl möchte ich mich bei Dr. Niklas Labitzke,
Christoph Meyer und Karen Puttkammer bedanken. Frau Birgit Haupt danke ich für
ihre Unterstützung bei den vielfältigen administrativen Aufgaben. Natürlich möchte
ich mich für die ereignisreichen letzten vier Jahre auch bei den übrigen, teilweise
schon ausgeschiedenen Kollegen Prof. Dr. Grit Walther, Dr. Thomas Volling, Dr.
Eberhard Schmid, Dr. Anne Schatka, Britta Engel, Jörg Wansart, Kerstin Schmidt, Dr.
Jenny Steinborn, Karsten Kieckhäfer, Kai Wittek, Claas Hoyer, Martin Grunewald,
Andreas Matzke, Philipp Zeise, Katharina Wachter und Christian Huth bedanken.
Einen großen Teil meiner Arbeiten führte ich im Rahmen eines Forschungsprojekts
mit der ThyssenKrupp VDM GmbH durch. Diese Konstellation prägte die Ausrichtung
der vorliegenden Arbeit und führte zu einer engen Verknüpfung der Forschungsarbei-
ten mit der unternehmerischen Praxis. Stellvertretend für die Bereiche „Unterneh-
menscontrolling“ und „Produktionscontrolling“ möchte ich Herrn Wolfgang Schüttler,
VIII

Herrn Ulf Steinberg und Frau Beate Meyerding meinen Dank für die Unterstützung,
wertvollen Diskussionen und Anregungen aussprechen. Die offene und freundliche
Atmosphäre in der Abteilung hat vieles sehr erleichtert. Des Weiteren gilt mein Dank
Frau Ulrike Meiritz, Herrn Mathias Rist und Herrn Dr. Peters, die das Projekt als Ab-
teilungsleiter konstruktiv begleitet und damit zum Gelingen beigetragen haben. Zu-
dem möchte ich Herrn Burkhard Becker danken, der als damaliger Geschäftsführer
das Forschungsprojekt initiierte und auch nach seinem Fortgang meine Arbeiten
durch anregende Gedanken beeinflusste.
Jeder, der sich dem Schreiben einer Dissertation gestellt hat, weiß um die Bedeu-
tung des Rückhalts durch Familie und Freunde. Mein besonderer Dank gilt daher
meinen Eltern Bernd und Marga Hintsches und meiner Schwester Nicola. Ihr Ver-
ständnis, ihre uneingeschränkte Unterstützung sowie ihre Ermutigungen haben mir
den notwendigen familiären Rückhalt zur Durchführung dieser Arbeit gegeben. Zu-
dem möchte ich meinen Großeltern für die fortwährende Ermutigung und Unterstüt-
zung danken.
Daneben danke ich meinem Freundeskreis für den Rückhalt, die Motivation und die
notwendigen Ablenkungen während der gesamten Zeit danken. Insbesondere möch-
te ich Michael und Claudia Davis, Armin und Marianne Heimlich, Markus und Bettina
Missall, Stefan und Sybille Fenner sowie Mbachi und Ofelia Halle meinen großen
Dank aussprechen.
Ein ganz besonderer Dank gilt meiner Frau Inna. Sie hat mich in der intensiven Ab-
schlusszeit der Promotion begleitet und sämtliche Höhen und Tiefen miterlebt. Ob-
wohl sie oftmals auf mich verzichten musste, war sie stets mein Rückhalt, hat mir viel
Kraft gegeben und mich daran erinnert, dass es ein Leben neben der Dissertation
gibt. Für ihre Zuneigung, große Geduld und Unterstützung bin ich ihr sehr dankbar.
André Hintsches
IX

Inhaltsverzeichnis
Geleitwort .................................................................................................................. V
Vorwort .................................................................................................................... VII
Abbildungsverzeichnis ......................................................................................... XIII
Tabellenverzeichnis ............................................................................................. XVII
Abkürzungsverzeichnis ........................................................................................ XIX
Symbolverzeichnis .............................................................................................. XXIII
1 Einleitung ............................................................................................................. 1
1.1 Ausgangslage und Problemstellung ............................................................. 1
1.2 Zielsetzung und Lösungsweg ....................................................................... 4
2 Charakteristika der kundenindividuellen Auftragsproduktion in der
stahlverarbeitenden Industrie ............................................................................ 7
2.1 Charakteristika kundenindividueller Auftragsproduktion konkretisiert
am Beispiel der ThyssenKrupp VDM GmbH ................................................. 7
2.1.1 Kundenindividuelle Auftragsproduktion .................................................... 7
2.1.2 ThyssenKrupp VDM GmbH .................................................................... 11
2.1.3 Unsicherheitstreiber in der kundenindividuellen Auftragsproduktion ...... 14
2.2 Analyse und Klassifikation des Auftragsannahmeprozesses ...................... 22
2.2.1 Auftragsannahmeprozess ....................................................................... 22
2.2.2 Klassifikation der Entscheidungssituation ............................................... 24
2.3 Potenzial einer effizienten Entscheidungsunterstützung am Beispiel
der ThyssenKrupp VDM GmbH .................................................................. 30
3 Entscheidungsunterstützung der Auftragsannahme mittels Revenue
Management ...................................................................................................... 34
3.1 Einführung und historische Entwicklung des Revenue Managements ........ 34
3.1.1 Definition und Anwendungsgebiete ........................................................ 35
3.1.2 Potenziale und Risiken einer Anwendung .............................................. 40
3.1.3 Einordnung in die Planungsebenen ........................................................ 42
3.1.4 Segmentorientierte Preisdifferenzierung ................................................ 45
3.1.5 Überbuchungsteuerung .......................................................................... 48