In der industriellen Praxis hat sich die Wertstrommethode als bevorzugter Weg zur Umsetzung der Prinzipien der schlanken Produktion etabliert. Zahlreiche Unternehmen haben mit der Methode signifikante Verbesserungen erreicht, insbesondere im Hinblick auf Produktivitätssteigerungen sowie Bestands- und Durchlaufzeitreduktionen. Jedoch hat die Wertstrommethode entscheidende Schwächen. Diese liegen zum einen in der Momentbetrachtung im Rahmen der Wertstromanalyse. Hierdurch sind Fehleinschätzungen bezüglich der Analyseergebnisse möglich. Andererseits können unterschiedliche Soll-Zustände oder Verbesserungen in Bezug auf den Ist-Zustand im Rahmen des Wertstromdesigns nicht quantitativ bewertet werden. Dies führt dazu, dass häufig nicht der bestmögliche Soll-Zustand angestrebt wird. Außerdem kann die Umsetzung entwickelter Verbesserungen in der Praxis scheitern, weil das Verbesserungspotential des Soll-Zustands nicht ausgewiesen werden kann. Zur Kompensation der oben genannten Schwächen der Wertstrommethode ist in der Literatur die dynamische Betrachtung von Wertströmen bekannt. Keine der bisherigen Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der simulationsgestützten Wertstromoptimierung beschäftigt sich jedoch mit der methodischen Erweiterung der Wertstrommethode zur Integration der Simulation. In der industriellen Praxis kommt daher in der Regel die statische Wertstrommethode zum Einsatz.

Die Zielsetzung im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist es, durch die methodische Integration von Wertstrommethode und Materialflusssimulation die oben genannten Schwächen der Wertstrommethode zu eliminieren und hierdurch die Effektivität der Wertstromoptimierung zu steigern. Die im Rahmen der Arbeit entwickelte Methode versetzt Produktionsingenieure in die Lage, die Methoden der schlanken Produktion zielgerichtet einzusetzen und effizientere Wertströme zu gestalten, als dies mit dem Stand der Technik der Wertstrommethode möglich ist.

Zur Entwicklung der Methode zur Wertstromoptimierung mittels simulativer Bewertung von Handlungsalternativen werden zunächst dynamische Einflüsse in Wertströmen untersucht. Hierbei wird der Datenbedarf für Wertstromsimulationen der Datenbasis der Wertstromanalyse gegenübergestellt. Der entwickelte Leitfaden zur Wertstromanalyse unter Berücksichtigung dynamischer Randbedingungen adressiert den ermittelten Datenmehrbedarf und ermöglicht die Erstellung von Simulationsmodellen auf Basis der Analyse. Hiernach wird der Lösungsraum im Rahmen des Wertstromdesigns systematisiert und mit Kriterien zur Lösungsauswahl fundiert. Hierbei wird sowohl die Optimierung einzelner Prozesse des Wertstroms als auch die Optimierung des gesamten Material- und Informationsflusses bzgl. einer Produktfamilie adressiert. Durch die Überführung des Lösungsraums in einen morphologischen Kasten wird die systematische Entwicklung von Handlungsalternativen zur Wertstromoptimierung ermöglicht. Das entwickelte Modul zur simulationsgestützten Bewertung der Handlungsalternativen erlaubt anschließend eine Entscheidungsfindung bezüglich der geeignetsten Alternative zur Optimierung. Neben wirtschaftlichen und produktionslogistischen Zielen werden hierbei die Präferenzen des Entscheidungsträgers berücksichtigt. Abschließend wird die entwickelte Methode im Rahmen zweier Fallstudien im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit in der industriellen Praxis und auf die mit der Anwendung verbundene Effektivitätssteigerung der Wertstromoptimierung gegenüber dem Stand der Technik validiert. Innerhalb der Fallstudien bei einem Automobilzulieferer und in der Prozesslernfabrik CiP an der Technischen Universität Darmstadt wird aufgezeigt, dass die in der vorliegenden Arbeit entwickelte Methode in der industriellen Praxis anwendbar ist und dass sie eine deutliche Steigerung der Effektivität der Optimierung, im Hinblick auf die wirtschaftliche und logistische Leistungsfähigkeit von Wertströmen, gegenüber dem Stand der Technik bewirken kann.

Schlagwörter: Wertstrom; Simulation; Lean Management

Schriftenreihe des PTW: "Innovation Fertigungstechnik"