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Advanced Planning Systeme für die integrierte, optimierende Planung von Supply Chains

Anforderungen, Charakteristika, Entwicklungsstand

Advanced Planning Systeme für die integrierte, optimierende Planung von Supply Chains
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Christian Kiss
  • Abgabedatum: August 2004
  • Umfang: 157 Seiten
  • Dateigröße: 1,4 MB
  • Note: 1,2
  • Institution / Hochschule: Technische Universität Dresden Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-8776-8
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-8776-8 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-8776-8 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Kiss, Christian August 2004: Advanced Planning Systeme für die integrierte, optimierende Planung von Supply Chains, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Supply Chain Management, SCM, APS, APO, SAP

Diplomarbeit von Christian Kiss

Einleitung:

Zahlreiche Treiber wie z. B. die Internationalisierung und Globalisierung der Märkte oder neue Entwicklungen der Informations- und Kommunikationstechnologie haben in den letzten Jahrzehnten zu einer steigenden Vernetzung der Marktakteure und zu einer unternehmensübergreifenden Planung von Geschäftsprozessen geführt. In diesem Zusammenhang kommt dem Konzept des Supply Chain Managements (SCM) zur Gestaltung integrierter Lieferketten (Supply Chains, SC) und zur ganzheitlichen Planung, Steuerung und Kontrolle der entsprechenden Material-, Informations- und Finanzflüsse eine wachsende Bedeutung zu. Es stellt aufgrund der Komplexität der Aufgaben und der Reichweite der unternehmensübergreifenden Integrationserfordernisse jedoch hohe Anforderungen an die beteiligten Akteure, deren Geschäftsprozesse und die zugrunde liegenden Informations- und Kommunikationssysteme.

Die vorliegende Diplomarbeit betrachtet dabei Planungs- und Entscheidungsunterstützungssysteme im SCM, die auch als Advanced Planning Systeme (APS) bezeichnet werden.

Problemstellung:

Traditionelle betriebswirtschaftliche Planungskonzepte und -systeme weisen zum Teil erhebliche Defizite wie beispielsweise die Annahme statischer Durchlaufzeiten oder separate, starre Planungsläufe für Materialien und Kapazitäten auf. Sie sind nicht in der Lage, ein realitätsnahes Modell der gesamten SC zu berücksichtigen. Vor diesem Hintergrund sind diese Systeme zur Planung im Rahmen des SCM nicht oder nur bedingt nutzbar. Hier setzen die APS mit dem Anspruch einer unternehmensübergreifenden Planung der gesamten SC an. Wie die Analyse der einschlägigen Fachliteratur zeigt, besteht jedoch Bedarf, den Begriff, die funktionalen Aspekte, die Positionierung und den Einsatzfokus von APS exakt abzugrenzen.

Eine Motivation liegt im interdisziplinären Ansatz der Diplomarbeit. Die Wirtschaftsinformatik hat u. a. zum Ziel, Planungssysteme zu konzipieren und zu bewerten, die den unterschiedlich komplexen Aufgabenstellungen gerecht werden und die sich integrativ in eine IT-Gesamtlösung einfügen. In Bezug auf APS fließen dabei interdisziplinäre Erkenntnisse wie beispielsweise Planungsmodelle und -methoden aus dem Operations Research (OR), Grundlagen des SCM und des APSKonzepts aus der Betriebswirtschaftslehre/Logistik sowie Softwarearchitekturansätze und Integrationstechnologien aus der Informatik ein.

Von großer Praxisrelevanz ist die Frage, welche funktionalen und technischen Anforderungen an APS inwieweit bereits in Standardsoftware umgesetzt sind und wo derzeit Defizite bestehen. Dazu erscheint die Konzeption eines Kriterienkataloges von großer Bedeutung. Zudem existiert für das Produkt Advanced Planning and Optimization (APO) 4.0 der SAP AG, welches ein typisches Beispiel für APS darstellt, zum derzeitigen Stand noch keine Bewertung mit Hilfe eines solchen Kriterienkataloges.

Die Zielsetzung der Diplomarbeit besteht in der Erarbeitung der Anforderungen an Planungs- und Entscheidungsunterstützungssysteme im SCM, der Charakteristika von APS und des Entwicklungsstandes am Beispiel von SAP APO 4.0 mit Hilfe eines zu konzipierenden Kriterienkataloges.

Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit soll kein umfassender Marktspiegel zu APS gegeben, sondern der Kriterienkatalog exemplarisch auf oben genanntes Beispiel angewendet werden. Diese Einschränkung ist zum einen aufgrund des Umfanges der Arbeit notwendig und zum anderen, weil viele Unternehmen in Bezug auf die angebotene APS-Standardsoftware nur knappe, oberflächliche Informationen bereitstellen. Neben den Gründen der Informationszugänglichkeit und -qualität ist es aber für eine korrekte Beurteilung auch erforderlich, die entsprechende Software im Einsatz zu testen. Weiterhin abstrahiert der Autor von speziellen Branchen oder Fertigungstypen und beschränkt sich auf materielle Produkte, die im Rahmen des SCM beschafft, produziert, distribuiert und abgesetzt werden können. Dienstleistungen sind damit nicht Gegenstand der Untersuchungen.

Gang der Untersuchung:

Die Arbeit gliedert sich in fünf Kapitel. Nach einer einleitenden Betrachtung werden in Kapitel 2 die Grundlagen des Supply Chain Managements sowie der betriebswirtschaftlichen Planung im Allgemeinen und in Bezug auf die Anforderungen im SCM herausgearbeitet.

Im Anschluss wird die Eignung traditioneller Planungskonzepte und -systeme im Hinblick auf die Planung in der SC untersucht. Danach erfolgt die Klärung der Fragen, welche Anwendungssysteme zur Unterstützung der verschiedenen SCM Aufgaben existieren, wie sie systematisiert werden können und an welcher Stelle die APS einzuordnen sind. Aus den bis dahin gewonnenen Erkenntnissen werden abschließend die Anforderungen an Planungs- und Entscheidungsunterstützungssysteme im SCM noch einmal zusammengefasst.

Kapitel 3 beschäftigt sich mit den Charakteristika der APS. Neben einer genauen Begriffsklärung und der Darstellung der Leistungsmerkmale werden insbesondere die aus Kapitel 2 gewonnenen Anforderungen an Planungssysteme im SCM auf eine allgemeine Architektur für APS übertragen. Darüber hinaus erfolgt die Beschreibung der Funktionsweise, Planungsmethoden, Datenversorgung, Koordination der Module sowie der Integrationsaspekte. Den Abschluss bildet eine Nutzen- und Problembetrachtung.

Schwerpunkte von Kapitel 4 sind APS-Standardsoftwarelösungen und die Konzeption eines Kriterienkataloges für deren funktionale und technische Bewertung. Dafür bilden die in Kapitel 2 herausgearbeiteten Anforderungen an Planungssysteme im SCM sowie die Inhalte von Kapitel 3 den Ausgangspunkt. Der Entwicklungsstand von APS Standardsoftware soll am Beispiel von SAP APO 4.0 mit Hilfe des konzipierten Kriterienkataloges vorgestellt und bewertet werden.

Kapitel 5 fasst die Ergebnisse der Diplomarbeit zusammen, geht auf verbleibende Fragen ein und gibt einen Ausblick.

Inhaltsverzeichnis:

Autorenreferat II
Inhaltsverzeichnis III
Abkürzungsverzeichnis VI
Abbildungsverzeichnis X
Tabellenverzeichnis XII
Anlagenverzeichnis XIII
1. Einleitung 1
1.1 Motivation und Problemstellung 1
1.2 Zielsetzung, Forschungsfragen und Abgrenzung 2
1.3 Aufbau der Diplomarbeit 3
2. Planung und Software im Supply Chain Management 5
2.1 Grundlagen des Supply Chain Managements 5
2.1.1 Begriffsbestimmung und Klassifikation von Supply Chains 6
2.1.2 Definition und Konzept des Supply Chain Managements 9
2.1.3 Entwicklungstreiber 12
2.1.4 Ziele und Potenziale 13
2.1.5 Supply Chain Referenzmodelle 15
2.2 Einführung in die Planungsproblematik 18
2.2.1 Inhalt und Ebenen der Planung 18
2.2.2 Modellgestützte Planung 20
2.2.3 Planungskonzepte 21
2.2.4 Systemdynamische Effekte in der Supply Chain 22
2.2.5 Planung in hierarchisch koordinierten Supply Chains 24
2.2.6 Kollaborative Planung 25
2.3 Historische Entwicklung betriebswirtschaftlicher Planungssysteme 26
2.3.1 MRP I zur Nettobedarfsplanung 27
2.3.2 MRP II basierte PPS-Systeme 28
2.3.3 ERP-Systeme 30
2.4 Softwaresysteme im SCM 32
2.4.1 Systeme entsprechend dem SCM-Aufgabenmodell 32
2.4.2 Softwareunterstützung für das erweiterte Aufgabenmodell 36
2.5 Resümee: Anforderungen an Planungssysteme im SCM 39
3. Advanced Planning Systeme 42
3.1 Definition und Entwicklungstreiber 42
3.2 Leistungsmerkmale und Abgrenzung zu ERP 44
3.3 Planungsarchitektur und Funktionalitäten von APS 47
3.3.1 Das hierarchische Planungssystem 47
3.3.2 Strukturierung der Planungsaufgaben 49
3.3.3 Funktionen der Module im Überblick 51
3.3.4 Strategische Netzwerkgestaltung 52
3.3.5 Nachfrageplanung 53
3.3.6 Hauptproduktionsprogrammplanung 55
3.3.7 Produktionsgrobplanung 57
3.3.8 Produktionsfeinplanung 58
3.3.9 Distributionsplanung 59
3.3.10 Transportplanung 60
3.3.11 Beschaffungs- und Materialbedarfsplanung 61
3.3.12 Verfügbar- und Machbarkeitsprüfung 62
3.4 Planungsmethodische Betrachtung 64
3.5 Koordination der Module 68
3.6 Datenversorgung 70
3.6.1 Datengrundlage 70
3.6.2 Datenaufbereitung 71
3.6.3 Laden der Daten 71
3.7 Prozesstechnische Integration 72
3.8 Systemtechnische Integration 74
3.8.1 Integration von APS mit ERP- und anderen Systemen 74
3.8.2 Integration mehrerer APS bei kollaborativer Planung 77
3.9 Systemarchitekturoptionen 78
3.10 Resümee: Nutzen- und Problembetrachtung 79
2.4.2 Softwareunterstützung für das erweiterte Aufgabenmodell 36
2.5 Resümee: Anforderungen an Planungssysteme im SCM 39
3. Advanced Planning Systeme 42
3.1 Definition und Entwicklungstreiber 42
3.2 Leistungsmerkmale und Abgrenzung zu ERP 44
3.3 Planungsarchitektur und Funktionalitäten von APS 47
3.3.1 Das hierarchische Planungssystem 47
3.3.2 Strukturierung der Planungsaufgaben 49
3.3.3 Funktionen der Module im Überblick 51
3.3.4 Strategische Netzwerkgestaltung 52
3.3.5 Nachfrageplanung 53
3.3.6 Hauptproduktionsprogrammplanung 55
3.3.7 Produktionsgrobplanung 57
3.3.8 Produktionsfeinplanung 58
3.3.9 Distributionsplanung 59
3.3.10 Transportplanung 60
3.3.11 Beschaffungs- und Materialbedarfsplanung 61
3.3.12 Verfügbar- und Machbarkeitsprüfung 62
3.4 Planungsmethodische Betrachtung 64
3.5 Koordination der Module 68
3.6 Datenversorgung 70
3.6.1 Datengrundlage 70
3.6.2 Datenaufbereitung 71
3.6.3 Laden der Daten 71
3.7 Prozesstechnische Integration 72
3.8 Systemtechnische Integration 74
3.8.1 Integration von APS mit ERP- und anderen Systemen 74
3.8.2 Integration mehrerer APS bei kollaborativer Planung 77
3.9 Systemarchitekturoptionen 78
3.10 Resümee: Nutzen- und Problembetrachtung 79
4 Entwicklungsstand 83
4.1 Marktüberblick 83
4.1.1 Strukturierung des Anbietermarktes 83
4.1.2 Marktanteile 85
4.1.3 APS-Produkte 86
4.2 Überblick SAP APO 4.0 87
4.3 Konzeption des Kriterienkataloges 91
4.3.1 Vorbemerkungen und grobe Systematisierung 91
4.3.2 Funktionale und technische Anforderungen im Detail 92
4.4 Bewertung der Umsetzung am Beispiel von SAP APO 4.0 92
4.5 Resümee: Ergebnisse der Bewertung 93
5 Resümee 95
Quellenverzeichnis 97
Selbständigkeitserklärung 110
Anlagen A-1

Automatisiert erstellter Textauszug:

Planung des Rohstoff- und Komponentenprogramms unter Berücksichtigung des Produktprogramms, Wahl zwischen Alternativmaterialien anhand des Preises, der Qualität und Verfügbarkeit; Durchführung von ABC-Analysen; Entscheidungen über Lieferanten anhand Qualität, Service, Beschaffungskosten u. a.; Planung und Evaluierung von SCM-Umsetzungskonzepten wie VMI, JIT für A-Materialien Entscheidungen über Produktionsstandorte und -kapazitäten anhand von Prognosen und verfügbaren Kapazitäten (pro Standort), Planung des Fertigungssystems eines Standortes (Layout, Materialflüsse), Berücksichtigung neuer Produktionstechnologien Bestimmung der Standorte und Kapazitäten der Lager bzw. Übergabepunkte sowie der zugehörigen Transportverbindungen, Analyse neuer Distributionsstrategien, Entscheidungen über Outsourcing des Transportgeschäfts; Berücksichtigung des Produktprogramms, der Absatzprognosen, Produktionskapazitäten und der Kostenstruktur; Ziel: Minimierung der langfristigen Kosten für Transport, Bestand, Handling und Investitionen Entscheidungen über die Produktpalette anhand von Szenarien und Absatzprognosen, Aggregation von Produkten zu Produktgruppen notwendig, Analyse der Auswirkungen langfristiger Veränderungen der Produktpalette sowie des Potenzials neuer Absatzregionen; Berücksichtigung von Produktlebenszyklen und Faktoren wie etwa ökonomische, politische und Wettbewerbsfaktoren; Entscheidungen zur Lage des Kundenauftragsentkopplungspunktes27 Planung der zu beschaffenden oder zu produzierenden Nettobedarfe, der wöchentlichen oder monatlichen Bestellmengen und Sicherheitsbestände für die Produktion; Entscheidungen zu Rahmenverträgen/ Kontrakten mit Lieferanten von A-Materialien (Preis, Gesamtmenge und weitere Konditionen) für den nächsten Planungshorizont [...]

Die Dekomposition der Gesamtplanungsaufgabe in Teilpläne im Rahmen der hierarchischen Planung wird bei APS über verschiedene Planungsmodule erreicht, die unterschiedlichen Ebenen entsprechend des Planungshorizonts zugeordnet sind. Jede Planungsebene deckt die gesamte SC ab; die Planungsaufgaben und damit -module unterscheiden sich aber auf den einzelnen Ebenen. An oberster Stelle existiert nur ein strategisches Modul zur langfristigen, groben Planung. Je niedriger die Ebene, desto kürzer wird der Planungshorizont. Gleichzeitig steigt der Detailgrad der Planungsaufgaben (Disaggregation), die sich jetzt entsprechend Abbildung 3.1 immer mehr auf einen bestimmten SC-Bereich beschränken. Die Aggregation/Disaggration betrifft z. B. Produktgruppen/Produkte, Kapazitätsgruppen/Ressourcen oder verschiedene Periodeneinteilungen. Die Koordination der Teilpläne auf einer Ebene erfolgt durch die jeweils übergeordnete. Dazu ist zwischen den Modulen ein Informationsaustausch in hori- [...]

A.10 synchronisierte Absatz-, Produktions-, Beschaffungs-, Distributions- und Transportplanung über die gesamte SC (hierarchische Planung der Bedarfe, Materialien, Kapazitäten) A.11 Unterstützung kollaborativer Planungsprozesse A.12 Ermöglichung einer komplexen, constraint-basierten (Constraints – Restriktionen, die sich z. B. aus der begrenzten Verfügbarkeit der Ressourcen ergeben) Planung, d. h. im Planungsprozess werden Engpässe berücksichtig, z. B. nicht geliefertes Material, knappe Kapazitäten aufgrund eines Maschinenausfalls oder Eilaufträge A.13 simultane Berücksichtigung von Restriktionen zumindest für Teile der SC A.14 Simulation inner- und überbetrieblicher Szenarien, um Auswirkungen verschiedener Einflussfaktoren auf die Gesamtplanung zu verdeutlichen („What-if“, z. B. strategische Entscheidung über ein neues Distributionszentrum, operativ z. B. Variierung der Kapazität in der Produktion oder Eintreten eines Lieferengpasses) A.15 Unterstützung einer ereignisorientierten Planung (z. B. bei Eintreten von Ausnahmesituationen) und ein entsprechendes Alert Management/Exception Handling A.16 flexible Änderungen in Plänen und Vorgaben über Ursache-Wirkungsbeziehungen sowie bidirektionale Änderungsverfolgung, d. h. resultierende Konsequenzen werden in beide Richtungen der Prozesskette bestimmt, die Planung wird über die gesamte SC an den entsprechenden Stellen simultan korrigiert (z. B. Auswirkungen eines Ausfalls in der Produktion auf die Zulieferer und Kunden), zeitnahe Anpassung der Pläne an neue Situationen A.17 Integration von SCP- und SCE-/Transaktionssystemen (vorrangig ERP), um Stamm- und Bewegungsdaten als Planungsgrundlage nutzen zu können und Rückspielen bzw. Übermittlung der Planungsergebnisse zur Ausführung z. B. Planaufträge, Bestellanforderungen A.18 Kopplung der Planungssysteme der beteiligten Partner mit Hilfe von Standards z. B. XML/Webservices Tabelle 2.6: Anforderungen an SCM-Planungssysteme [...]

Arbeit zitieren:
Kiss, Christian August 2004: Advanced Planning Systeme für die integrierte, optimierende Planung von Supply Chains, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Supply Chain Management, SCM, APS, APO, SAP

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