Grundlagen des Operations Managements: Systeme, Prozesse, Design

Lektion 1: Grundlagen

System

Ein System ist ein Conjunto von zwei oder mehr miteinander verbundenen Elementen, die zusammenarbeiten, um ein Ziel zu erreichen. Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile.

Prozess-Maßnahmen

1. Vorläufige Formulierung des Problems
2. Definition des methodischen Ansatzes
3. Aufbau eines Arbeitsplans
4. Starten des Projekts

Standortwahl

Entscheidend für Kosten und Gewinnmaximierung.

• Auf Länderebene: Politische Stabilität, Regeln, Bürokratie.
• Am Standort: Wünsche der Unternehmen, regionale Attraktionen, Arbeitskosten.
• Am Ort: Infrastruktur und Kommunikation, Kosten und Größe, Nähe von Dienstleistungen.

Faktorenmethode

Gibt Objektivität im Prozess der Ermittlung schwer zu beurteilender Kosten.

Break-Even-Analyse

CT = F + Vx (Grafik)

Anordnung der Anlage (Layout)

Lage und Anordnung aller Elemente in und an Gebäuden. Ziel: Maximierung der Kundenzufriedenheit, Nutzung des Raumes, Flexibilität, Atmosphäre. Minimierung der Material-Handling-Kosten.

Work Cells (Arbeitszellen)

Temporäre Gruppierung von Arbeitsplätzen zur Konzentration auf die Herstellung eines Produkts oder einer Produktgruppe.

• Vorteile (+): Geringerer Lagerbestand, weniger Platzbedarf, geringere Arbeitskosten, verbesserte Abläufe, höhere Beteiligung, bessere Kommunikation, höhere Qualität.
• Nachteile (-): (Nicht explizit genannt, aber impliziert durch die Vorteile)

Line-Balancing (Linienabgleich)

Verteilung der Arbeitsaufgaben, sodass sie ungefähr gleich viel Zeit benötigen. Ziel: Maximale Effizienz und minimale Anzahl von Stationen.

Lagerbestand im Handel (In Stores)

Der Verkaufserfolg korreliert direkt mit der Verfügbarkeit der Produkte für den Kunden.

Lagerhaltung (In-Store)

Finden des Optimums zwischen Kostenmanagement und Kosten für Lagerfläche.

Cross Docking

Ein Distributionssystem, bei dem eingehende Waren nicht gelagert, sondern sofort für den Versand vorbereitet werden.

Prozesse

• Strategische Prozesse
• Operative Prozesse
• Support-Prozesse

Theory of Constraints (Engpasstheorie)

Ideales theoretisches System

Ein ideales Verfahren ohne Einschränkungen.

Echtzeit-System

Die Transformation hat mindestens eine Einschränkung, die die Produktivität bestimmt.

Kapazität

Ausgabe oder Anzahl der Einheiten, die eine Anlage in einer Periode empfangen, lagern oder produzieren kann.

Design-Kapazität

Maximale theoretische Leistung.

Effektive Kapazität

Maximale mögliche Leistung unter Berücksichtigung der bestehenden betrieblichen Gegebenheiten.

Nachfragemanagement

• + Nachfrage, - Kapazität: Preise erhöhen, Lieferzeiten verlängern, Kapazität erhöhen.
• + Kapazität, - Nachfrage: Preise senken, Marketing verstärken, Produktänderungen vornehmen, Kapazität abbauen.

Break-Even-Analyse (Formeln)

PEQx = F / (P - V)

PEQ$ = F / (1 - V / P) (für ein Produkt)

PEQ$ = F / ∑(1 - Vi/Pi) * Wi

Wi = Prognose für Produkt i / Gesamtprognose

Tabelle: Artikel / P / V / Einheit / (1-V/P) / Prognose = (P * Einheit) / W

PEQ * Wi = Was soll ich vom Produkt i in $ verkaufen.

PEQ * Wi / Pi = Was soll ich vom Produkt i in Einheiten verkaufen.

Prognoseverfahren (Forecasting)

Basis für Kapazitätsplanung, Vertrieb, Produktion und Lagerbestände. Entwicklung von Vorhersagen zukünftiger Ereignisse.

Merkmale von Prognosen

• Nehmen an, dass Kausalzusammenhänge der Vergangenheit sich wiederholen.
• Sie sind nicht perfekt.
• Längere Sicht ist mindestens so genau wie kürzere Sicht (oft ungenauer).
• Es gibt keine universell überlegene Methode.

Typen von Prognosen

• Wirtschaftliche Prognosen
• Technologische Prognosen
• Nachfrageprognosen

Sie sind die einzigen Schätzungen der Nachfrage, bis die tatsächliche Nachfrage bekannt ist.

Zeitreihenmodelle

Gehen davon aus, dass die Zukunft eine Funktion der Vergangenheit ist.

Assoziative Modelle

Berücksichtigen Variablen oder Faktoren, die die Höhe der voraussichtlichen Nachfrage beeinflussen.

Exponentielle Glättung

Ft = Ft-1 + α(At-1 - Ft-1)

Fehlermaße

MAD = ∑|Fehler| / n

MSE = ∑Fehler^2 / n

MAPE = 100 * ∑(|Fehler| / Istwert) / n

Einheit 2: Methoden der Systemanalyse

Methoden der Systemanalyse

Besteht in der Beschreibung der Komponenten eines Prozesses (materiell oder immateriell) und deren Reihenfolge, um ein Problem zu verstehen, ein Ziel zu erreichen oder ein System zu gestalten.

• Collection (Sammlung)
• Structuring (Strukturierung)
• Interpretation
• Klarstellung

7 Methoden

Ideenfindung (Ideawriting)

Technik für Gruppen, um Ideen zu generieren, deren Bedeutung zu erforschen und sie besser auf die spezifischen Bedürfnisse einer Gruppe abzustimmen.

Nominale Gruppentechnik

Nützlich, wenn viele Ideen schnell gesammelt und bewertet werden müssen.

Delphi-Methode

Versucht, die Vorteile von Einzel- und Gruppenverfahren zu kombinieren. Vermeidet Probleme, die in Diskussionsgruppen auftreten können, und ermöglicht dennoch Beiträge zum Gruppenverfahren.

Strukturelle Interpretationsmodellierung

Bietet eine solide Grundlage für die Durchführung von Theorie der Relationen. Nützlich bei komplexen Designzielen und einer großen Vielfalt an Produkten.

Feld der Möglichkeiten

Stellt am Ende der Entwicklung eine klare Beschreibung des Designs und dessen Zweck dar.

Profil von Optionen

Die visuelle oder grafische Darstellung der einzelnen Alternativen, die im Feld der Möglichkeiten vorgeschlagen wurden.

Analyse von Trade-offs

Gibt Bedeutung und definiert eine Entscheidungsalternative, wenn mehrere Optionen zur Wahl stehen.

Organisationsdiagnose

Eine experimentelle Aktivität, bei der eine Gruppe von Personen, die an einer Selbst-Analyse interessiert sind, Lösungen vorschlägt, die zu einem Aktionsplan führen sollten.

Interaktives System

Entwickelt, um Organisationen bei der Bewältigung komplexer Situationen zu unterstützen.

Lektion 3: Produktdesign

Total Design (Umfassendes Design)

Beginnt mit der systematischen Ermittlung der Bedürfnisse des Verbrauchermarktes bis zum Verkauf des zufriedenen Endprodukts.

Phasen:

1. Marktanforderungen
2. Konzeptentwicklung
3. Detailkonstruktion
4. Herstellung
5. Verkauf

Gemeinschaftliche Entwicklung (Teamwork)

Teamarbeit bei der Entwicklung innovativer Produktdesigns. Kann synchron oder asynchron erfolgen.

1. Markt (Analyse)

Parametrische Analyse

Identifiziert die Position des Produkts auf dem Markt im Vergleich zum Wettbewerb.

Analyse der Kundenbedürfnisse

Methoden: Umfragen, Interviews, experimentelle Methode, Delphi.

Analyse-Matrix

Vergleich von Funktionen vs. Wettbewerber (C1, C2) vs. Eigenes Produkt.

2. Anforderungen

QFD (Quality Function Deployment)

Die Rolle der Qualitätsentfaltung.

Erforderliche und bevorzugte Eigenschaften.

Design-Aspekte

• Kosten
• Wartung
• Qualität
• Gewicht
• Material
• Leistung
• Ergonomie

3. Konzeptentwicklung

Identifiziert die Konstruktionsweise, um die Produktanforderungen zu erfüllen. Bewertet Alternativen und wählt die besten aus. Wandelt Anforderungen in ein detaillierteres Niveau um.

1. Identifizierung der wichtigsten Merkmale

• Black Box: Eingangsbedingungen - System (X) - Ausgangsbedingungen
• QFD
• Morphologische Matrix: Funktionale Anforderungen vs. Lösungsprinzipien (Optionen).
• Ishikawa-Diagramm (Fischgrätendiagramm): Mensch, Methode, Maschine, Material, Messung, Umwelt -> Design

2. Identifizierung der wichtigsten Ressourcen

• Kostenanalyse im Design: Technik zur Analyse der Kosten, um ein Produkt zu einem bestimmten Preis bzw. die Kosten zu minimieren, um den Umsatz zu steigern.
• Bewertung von Design-Alternativen: Technische Spezifikation - Funktionen - Ressourcen - Kriterien ($, Präzision, Schnelligkeit, Flexibilität, Summe).
• Lebenszykluskosten: Entwicklung eines Modells der Gesamtkosten über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts (Anschaffung, Betrieb, Wartung, Entsorgung).

4. Detailkonstruktion

Gruppiert Aufgaben, um das vollständige Produktdesign zu erstellen, das die definierten Anforderungen und den Designansatz erfüllt.

Design-Analyse

Ermittelt die Fähigkeit des Designs, die Produktspezifikationen zu den niedrigsten möglichen Kosten zu erreichen. Ziel: Ein zuverlässiges Produkt schaffen, Probleme vermeiden, Maßnahmen generieren.

Design-Synthese

Verwendet sehr abstrakte Beschreibungen, um physikalische Vorstellungen zu entwickeln.

Prototyp

Physikalische Modelle und Software, die verwendet werden, um Daten zu sammeln, Unsicherheit zu reduzieren, Parameter zu optimieren, das Design zu testen.

Modell

Eine vereinfachte Darstellung eines Systems, entwickelt, um das Verhalten des Systems zu verstehen, vorherzusagen und zu steuern.

Simulation

Experimentieren mit verschiedenen Designanforderungen, um sicherzustellen, dass sie möglich sind und dem gewünschten Endprodukt entsprechen.

Design-Techniken

Finite-Elemente-Methode

Verwendet mathematische Werkzeuge, um Spannungen und deren Auswirkungen auf das physikalische Verhalten des Systems vorherzusagen.

Umweltstressanalyse

Technik zur Beurteilung der Leistung des Produkts unter Umgebungsbedingungen, sowohl für einzelne Teile als auch für das Produkt selbst.

Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA)

Technik zur Bewertung und Reduzierung der Auswirkungen potenzieller Fehlerarten.

Test und Bewertung

Verbesserung der Produktqualität, Identifizierung und Korrektur von Problemen, Reduzierung technischer Risiken.

Validierung

Stellt sicher, dass das Design die Erwartungen der Kunden erfüllt.

Überprüfung (Verifizierung)

Stellt sicher, dass die Konstruktion und Fertigung alle Anforderungen erfüllen können.

Design Reviews

Wird verwendet, um technische Probleme und Risiken während der Entwicklung des Designs, des Prototypenbaus, der Erprobung, der Fertigung, der Produktivität und der Nutzung zu identifizieren.

Ausgereiftes Design

Ein Design, das validiert, überprüft und vor der Produktion getestet wurde, um alle Anforderungen einschließlich der Produktivität zu erfüllen.