Informationssysteme für Mass Customization : institutionenökonomische Analyse und Architekturentwicklung

304 Pages·2007·4.094 MB·German

by  Andreas J Dietrich

Andreas J. Dietrich
Informationssysteme für Mass Customization
GABLER EDITION WISSENSCHAFT
Andreas J. Dietrich
Informationssysteme
für Mass Customization
Institutionenökonomische Analyse
und Architekturentwicklung
Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Stefan Kirn
Deutscher Universitäts-Verlag
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Dissertation Universität Hohenheim, Stuttgart, 2007
D 100
1. Auflage September 2007
Alle Rechte vorbehalten
© Deutscher Universitäts-Verlag | GWVFachverlage GmbH, Wiesbaden 2007
Lektorat: Frauke Schindler / Stefanie Brich
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Umschlaggestaltung: Regine Zimmer, Dipl.-Designerin, Frankfurt/Main
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier
Printed in Germany
ISBN 978-3-8350-0838-0
Geleitwort
Im Zuge der Entwicklung zu Käufermärkten, verstärkt durch verschiedenste Globalisierungs-
tendenzen, hat sich auf der Seite der Produzenten ein Wandel vollzogen, bei dem die Unter-
scheidung zwischen kunden- bzw. auftragsorientierter Einzelfertigung einerseits und Großse-
rien- oder Massenfertigung andererseits zunehmend verschwimmt.
Praxis und Wissenschaft haben darauf mit der Entwicklung neuer Fertigungs- und Logistik-
konzepte reagiert, die sich durch erhöhte Flexibilität und stärkere Kooperation auszeichnen.
Eine besondere Bedeutung hat hier in jüngster Zeit das Konzept der Mass Customization
(MC) erlangt; dabei werden in standardisierter Weise individualisierbare Produkte zu Kosten
produziert und zu Preisen am Markt angeboten, die denen bei klassischer Massenproduktion
entsprechen oder zumindest nahe kommen.
Die Umsetzung dieser Strategie betrifft alle betrieblichen Funktionsbereiche und hat erhebli-
che Konsequenzen für Planung und Management unternehmensübergreifender Lieferketten.
So ist beispielsweise rasch einsehbar, dass die endkundenspezifische Individualisierung von
Gütern und Dienstleistungen enorme Anforderungen an die Koordination und damit sowohl
an das inner-, vor allem aber an das überbetriebliche Informationsmanagement stellt. Den be-
trieblichen Informationssystemen kommt für die Umsetzung der MC-Unternehmensstrategie
deshalb eine besondere Bedeutung zu. Dennoch sind dabei auftretende Anforderungen an
MC-geeignete Unternehmenssoftwaresysteme bisher noch keiner systematischen Analyse un-
terzogen worden.
Auf solider theoretischer Basis – Prinzipal-Agenten- sowie Transaktionskostentheorie leisten
hier wichtige Dienste für das Requirements Engineering – entwickelt Dietrich eine Mass
Customization Informationssystemarchitektur. Diese integriert das Informations- und das
Prozessmanagement von der Produktdefinition über alle Produktionsstufen bis zur Ausliefe-
rung an den Kunden und bewahrt dabei zugleich die Entscheidungs- und Handlungsautono-
mie der beteiligten Akteure. Die Ergebnisse seiner Arbeit validiert er in überzeugender Weise
anhand einer Fallstudie aus der Schuhindustrie.
Damit stellt Dietrich einen integrativen, holistischen Lösungsansatz zur Verfügung, um die
bei Mass Customization auftretenden Herausforderungen für Produktion, Lieferkettenmana-
gement und Logistik auch informationssystemseitig adäquat zu adressieren. Nicht nur ange-
sichts der hohen wissenschaftlichen und industriellen Bedeutung von Mass Customization,
sondern auch vor dem Hintergrund der schon jetzt sehr positiven Reaktionen aus den invol-
vierten „Communities“ darf man gespannt sein, wie die Fachwelt die Ergebnisse dieser durch-
weg sehr gelungenen Arbeit aufnimmt und weiterentwickelt.
Dem auch aus der Information Systems Engineering-Perspektive sehr spannend geschriebe-
nen Werk ist auf alle Fälle eine große Leserschaft zu wünschen.

Univ.-Prof. Dr. Stefan Kirn
Vorwort
Gerade in engen, von Käufern geprägten Märkten müssen Unternehmen geeignete Strategien
zur Sicherung ihrer Wettbewerbsfähigkeit entwickeln. Die betriebliche Umsetzung solcher
Wettbewerbsstrategien ist Voraussetzung für die Realisierung von Wettbewerbsvorteilen. Die
strategischen Zielvorstellungen müssen dabei in operative Maßnahmen überführt werden. Die
vorliegende Arbeit fokussiert in diesem Zusammenhang zwei aktuelle Ansätze zur Sicherung
der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen: Einerseits erhöhen Unternehmen die Vielfalt
ihrer Produkte, um mittels Individualisierung diversifizierte Kundenwünsche erfüllen zu kön-
nen. Andererseits verringern Unternehmen ihre Wertschöpfungstiefe durch die Verschiebung
von Wertschöpfungsstufen auf vorgelagerte Unternehmen. Die Kombination führt zur Wett-
bewerbsstrategie „Mass Customization“ (MC), die eine Verbindung von Prinzipien der Mas-
senproduktion (Effizienzvorteile) mit kundenbezogener Fertigung vorschlägt (Individuali-
sierungsvorteile). Eine wichtige Rolle spielen dabei die Auswahl und Integration geeigneter
Informations- und Kommunikationssysteme. Die vorliegende Arbeit hat deshalb das Ziel, die
Anforderungen der Wettbewerbsstrategie Mass Customization an Informationssysteme zu
untersuchen (Analyse) und eine Anwendungsarchitektur für zukünftige MC-Informati-
onssysteme zu entwickeln (Design).
Für die Analyse wird das Modell eines mehrstufigen, überbetrieblichen Wertschöpfungs-
systems verwendet, das aus Akteuren, ihren zugeordneten Rollen, Transaktionen und einem
individualisierbaren Sachgut besteht. Die Ableitung der Anforderungen berücksichtigt einer-
seits die in der Wirtschaftsinformatik vorhandenen Konzepte der Integrationsarchitekturen
und untersucht, ob sich diese für MC-Informationssysteme eignen. Andererseits wendet die
Arbeit eine institutionenökonomische Analyse mittels Transaktionskostentheorie und Prinzi-
pal-Agenten-Theorie an. Dabei stehen die erhöhten Informationsbedarfe aufgrund der Indivi-
dualisierung im Vordergrund. Der transaktionskostentheoretische Teil der Analyse konzent-
riert sich auf die Transaktionen innerhalb des Wertschöpfungssystems und deren Einflussfak-
toren. Die agenturtheoretische Analyse fokussiert hingegen das Verhältnis zwischen den
einzelnen Akteuren einer Austauschbeziehung und berücksichtigt mögliche Informations-
asymmetrien.
Innerhalb des Designs wird ein Gestaltungsvorschlag für ein Mass Customization In-
formationssystem in Form einer Anwendungsarchitektur entwickelt. Es werden Methoden der
Meta- und Referenzmodellierung verwendet. Im Vordergrund steht dabei der dynamische
Charakter von Mass Customization Wertschöpfungssystemen, der sich sowohl aus der Indivi-
dualisierung des Sachgutes als auch aus der auftragsspezifischen Zusammenstellung des
Wertschöpfungssystems ergibt. Die generische Anwendungsarchitektur wird anhand einer
Fallstudie konkretisiert. Der Untersuchungsansatz der vorliegenden Arbeit basiert im Wesent-
lichen auf einer Anforderungsanalyse mittels der Neuen Institutionenökonomik. Da im Soft-
VIII Vorwort
ware Engineering meist empirische Instrumente eingesetzt werden, existieren bislang nur we-
nige theoriebasierte Ansätze. Mit diesem Hauptbestandteil liefert die Arbeit neue Erkenntnis-
se über die Anwendbarkeit ökonomischer Theorien für die Ermittlung von Anforderungen an
Informationssysteme.

Diese Arbeit entstand während meiner Zeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl
Wirtschaftsinformatik 2 der Technischen Universität Ilmenau (2002-2003) und am Lehrstuhl
Wirtschaftsinformatik II der Universität Hohenheim (2003-2006). Von 2002 bis 2004 arbeite-
te ich an dem BMBF-Verbundprojekt „EwoMacs“, das mir thematisch wie organisatorisch
günstige Rahmenbedingungen für die wissenschaftliche Tätigkeit bot.
Mein persönlicher Dank gilt dabei meinem Doktorvater, Herrn Prof. Dr. Stefan Kirn, der Ver-
trauen in meine Arbeit gesetzt hat und mir den Freiraum gab, eigenständig forschen zu kön-
nen. Weiterhin danke ich Herrn Prof. Dr. Walter Habenicht für die Übernahme des Zweitgut-
achtens und Herrn Prof. Dr. Alexander Gerybadze für den Vorsitz der Prüfungskommission.
Ohne die Einbettung in ein kollegiales Umfeld ist Forschung nicht denkbar. Daher danke ich
allen Kolleginnen und Kollegen des Lehrstuhls Wirtschaftsinformatik 2 der Technischen Uni-
versität Ilmenau und des Lehrstuhls Wirtschaftsinformatik II der Universität Hohenheim so-
wie den Projektpartnern im Forschungsprojekt „EwoMacs“. Besonders verbunden bin ich
meinem guten Freund und Kollegen Dr. Christian Meiler für seine unermüdliche Bereitschaft
zum Gedankenaustausch und seine Unterstützung. Ihm danke ich herzlich. Dank gilt weiter-
hin den vielen Diskussionspartnern und Helfern, die zum Gelingen der Arbeit beigetragen
haben (insbesondere Dipl.-Wirtsch.-Ing. Christian Anhalt, Dr. Martin Hafner, Dr. Jörg Leu-
kel, Monika Neudecker, Prof. Dr. Michael Stephan, Prof. Dr. Ingo J. Timm und Björn Wag-
ner). Danken möchte ich auch den Studierenden (allen voran Dipl. oec. Jens Dürr), die einen
Beitrag zu dem Thema dieser Arbeit geleistet haben. Hervorheben möchte ich außerdem den
Dank an Frau Dr. Barb Scheller, ohne deren Betreuung zu Studienzeiten ich den Weg in die
Wirtschaftsinformatik möglicherweise verpasst hätte.
Zu großem Dank verpflichtet bin ich meiner Familie, insbesondere meinen Eltern, Bernd und
Inge Dietrich, die mich in allen Abschnitten meines Lebens über die Maße unterstützt haben.
Freiheit, Vertrauen und familiäre Verbundenheit haben wesentlich dazu beigetragen, auch
dem Ziel der Promotion stets mit Mut und Entschlossenheit entgegen zugehen.
Mein größter Dank gilt meiner lieben Freundin und zukünftigen Ehefrau Saskia, die das wis-
senschaftliche und mentale „Auf und Ab“ durch die Jahre hinweg mit großem Verständnis
begleitet hat. Sie hat mir immer wieder Kraft für die Arbeit gegeben und zugleich geholfen,
den Blick auf das „Leben neben der Diss“ nicht zu verlieren.

Andreas J. Dietrich
Inhaltsübersicht
Geleitwort.................................................................................................................................V
Vorwort.................................................................................................................................VII
Inhaltsübersicht......................................................................................................................IX
Inhaltsverzeichnis...................................................................................................................XI
Abbildungsverzeichnis........................................................................................................XIX
Tabellenverzeichnis..........................................................................................................XXIII
Abkürzungsverzeichnis......................................................................................................XXV
1 Einleitung...........................................................................................................................1
2 Informationssysteme für Mass Customization...............................................................9
3 Institutionenökonomische Analyse als theoretischer Bezugsrahmen der
Anforderunganalyse........................................................................................................65
4 Vergleichende Darstellung ausgewählter Konzepte für MC-
Informationssystem-Architekturen.............................................................................151
5 Entwicklung der Mass Customization Anwendungsarchitektur..............................197
6 Zusammenfassung, Bewertung und Ausblick.............................................................261
Literaturverzeichnis.............................................................................................................269
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsübersicht........................................................................................................................IX
Inhaltsverzeichnis.....................................................................................................................XI
Abbildungsverzeichnis..........................................................................................................XIX
Tabellenverzeichnis.............................................................................................................XXIII
Abkürzungsverzeichnis........................................................................................................XXV
1 Einleitung...........................................................................................................................1
1.1 Ausgangssituation.......................................................................................................1
1.2 Forschungsansatz........................................................................................................4
1.3 Aufbau der Arbeit.......................................................................................................5
2 Informationssysteme für Mass Customization...............................................................9
2.1 Wettbewerbsstrategie Mass Customization................................................................9
2.1.1 Generische und hybride Wettbewerbsstrategien..............................................9
2.1.2 Mass Customization als hybride Wettbewerbsstrategie.................................11
2.1.2.1 Begriffe und Abgrenzungen.............................................................11
2.1.2.2 Eigenschaften von Mass Customization..........................................12
2.1.2.2.1 Leistungsindividualisierung als konstitutives Merkmal..13
2.1.2.2.2 Massenhafte Herstellung als konstitutives Merkmal.......16
2.1.2.2.3 Referenzablauf Mass Customization...............................18
2.1.3 Mass Customization Konzeptionen................................................................20
2.1.4 Informationsmanagement im Rahmen von Mass Customization..................24
2.2 Modellierung von Mass Customization-Informationssystemen und -Produkten......26
2.2.1 Modellverständnis dieser Arbeit....................................................................26
2.2.1.1 Allgemeines Modellverständnis nach Stachowiak...........................26
2.2.1.2 Referenz- und Metamodelle.............................................................28
2.2.1.2.1 Referenzmodell................................................................29
2.2.1.2.2 Metamodell......................................................................31
2.2.1.2.3 Abgrenzung von Referenz- und Metamodellen...............33
2.2.2 Modellierung von Informationssystemen und Anwendungsarchitekturen....34
2.2.2.1 Begriffe und Abgrenzungen.............................................................34
2.2.2.1.1 Informations- und Anwendungssysteme.........................34
2.2.2.1.2 Anwendungsarchitekturen...............................................36
2.2.2.2 Konzepte zur Modellierung von Informationssystem-
Architekturen...................................................................................38
2.2.2.2.1 ARIS................................................................................38
2.2.2.2.2 SOM.................................................................................39
2.2.2.2.3 Business Engineering......................................................40
2.2.2.2.4 Zachman-Framework für IS-Architekturen.....................41
2.2.2.2.5 Ganzheitliche Informationssystemarchitektur.................42
2.2.2.2.6 IEEE 1471 Standard für Architekturbeschreibungen......44
XII Inhaltsverzeichnis
2.2.2.3 Integrationsansätze für die Gestaltung von Informationssystemen.46
2.2.2.3.1 UFM-UDM......................................................................47
2.2.2.3.2 Kölner Integrationsmodell...............................................48
2.2.2.3.3 Integriertes Bereichsmodell.............................................49
2.2.2.3.4 Bereichsorientiertes Interdependenzmodell....................51
2.2.2.3.5 CIM-KSA........................................................................52
2.2.2.4 Aufbau eines generischen Architekturrahmens...............................54
2.2.3 Modellierung von individualisierbaren Produkten.........................................57
2.2.3.1 Produktmodellierung........................................................................58
2.2.3.2 Produktkonfiguration und Erweiterung des
Konfigurationsbegriffs.....................................................................59
3 Institutionenökonomische Analyse als theoretischer Bezugsrahmen der
Anforderunganalyse........................................................................................................65
3.1 Ausgewählte Theorien..............................................................................................65
3.1.1 Markttheoretische Klassik und Neoklassik....................................................66
3.1.2 Neue Institutionenökonomik..........................................................................67
3.1.2.1 Informationsökonomik.....................................................................67
3.1.2.2 Transaktionskostentheorie................................................................68
3.1.2.3 Theorie der Verfügungsrechte..........................................................69
3.1.2.4 Agenturtheorie (Prinzipal-Agenten-Theorie)...................................69
3.1.3 Industrieökonomik.........................................................................................71
3.1.4 Ressourcenbasierter Ansatz............................................................................72
3.1.5 Zwischenergebnis...........................................................................................73
3.2 Entwicklung eines Mass Customization Wertschöpfungsmodells...........................73
3.2.1 Grundmodell...................................................................................................73
3.2.2 Rollen im Mass Customization Wertschöpfungsmodell................................75
3.3 Transaktionskostentheoretische Analyse der Anforderungen an MC-
Informationssysteme.................................................................................................77
3.3.1 Die Transaktionskostentheorie als Instrument der Anforderungsanalyse......77
3.3.1.1 Grundkonzepte der Transaktionskostentheorie................................77
3.3.1.1.1 Transaktion......................................................................77
3.3.1.1.2 Transaktionskosten..........................................................78
3.3.1.1.3 Institution und Formen institutioneller Regelung............81
3.3.1.1.4 Effizienzkriterium............................................................82
3.3.1.2 Das „Operational Failure Framework“ nach Williamson als
Analyseinstrument...........................................................................83
3.3.1.2.1 Humanfaktoren................................................................83
3.3.1.2.2 Umweltfaktoren...............................................................84
3.3.1.2.3 Transaktionsatmosphäre..................................................91