Workflow-basierte Produktionsplanung und -steuerung
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WestfälischeWilhelms-UniversitätMünsterINFORMATIONSYSTEMSINFORMATION SYSTEMSJörg BeckerHolger HansmannStefan Neumann
2INFORMATIONSYSTEMSKoordinationsdefizite in bestehendenPPS-SystemenSystemenGGGGGProzesse nicht flexibel definierbar, sondern durch Systemdesigndeterminiert (z. B. MRP II)i. d. R. keine Rückkopplung von der Fein<strong>steuerung</strong> zur Grobplanung häufig Umplanungen notwendigStörungen/Abweichungen manuell identifiziert <strong>und</strong>Anpassungsmaßnahmen manuell koordiniertStarke Interdependenzen zwischen Aufträgen( Ressourcenkonflikte, Produktstruktur)Geringe Transparenz der Prozesse- viele Teilprozesse manuell koordiniert- große Anzahl Aktivitäten, Daten, Beziehungen
3INFORMATIONSYSTEMSPrinzip <strong>Workflow</strong>managementA B CAktivität1Aktivität2Aktivität3AnwendungDBDBDBAnwendungMS ExcelDatenbankAnwendungERP-System
4INFORMATIONSYSTEMSKoordination in WfMS / PPS-SystemenSystemenVorwärtskoordinationKoordinationsmechanismusPersönliche Weisung (vertikal)Selbstabstimmung (horizontal)Programme / Richtlinien (vertikal)Pläne (vertikal)WfMSad-hoc WFNEW, CSCWWF-ModellTerminüberwachungPPS-SystemAP,MRP2,RegelnPlanungsergebnisregulierende Koordination„Koordinationsmechanismus“TransparenzProzesscontrollingException HandlingWfMSMonitoringAudit TrailsEvents, Deadlines, POPPS-SystemStatusverfolgungOLAP/ReportsReports
5INFORMATIONSYSTEMSArchitektur eines flexiblen,<strong>Workflow</strong>-<strong>basierte</strong>n PPS-SystemsSystemsProblemstellungPPS-ProzesseErgebnisseflexibleProzessdefinitionenMaterialBestellg.K<strong>und</strong>enauftrag<strong>Workflow</strong>-InstanzBedarfKapazitätInterdependenzenzwischen PPS<strong>und</strong>WfM-ObjektenLieferantK<strong>und</strong>efeingranulare,parametrisierbarePPS-Fachkomponenten
6INFORMATIONSYSTEMSKomponenten einer<strong>Workflow</strong>-<strong>basierte</strong>nPPS-ArchitekturPPS-Funktionalität<strong>Workflow</strong>-Planungsstruktur-Zuordnung<strong>Workflow</strong>managementMaterial- <strong>und</strong>KapazitätsplanungzusätzlichePlanungsfunktionalität(Vertrieb,Versand)<strong>Workflow</strong>-Benutzerschnittstelle<strong>Workflow</strong>-Objekt-ZuordnungCreateWorkItemProceedProcessAssignInstanceAttributeCreateProcessInstanceTerminateProcessInstanceChgProcessInstanceState<strong>Workflow</strong>EnactmentServices<strong>Workflow</strong>Administration& MonitoringServicesProduktions<strong>steuerung</strong>RaiseEventCheckEventRaiseEventEreignisverarbeitungAssignInstanceAttributeProceedProcessCreateProcessInstanceProcessDefinitionServices
7INFORMATIONSYSTEMS<strong>Workflow</strong> ManagementGGGGProzessmodell-<strong>basierte</strong> Koordinationder Prozessausführung- Aktivitäten- / Ressourcen- /regulierende KoordinationVerwaltung von Build-time-Daten (<strong>Workflow</strong>modelle) <strong>und</strong>Run-time-Daten (<strong>Workflow</strong>-Instanzdaten)Administration <strong>und</strong> MonitoringIdealerweise: Adaption von PPS-Methoden für- Durchlaufterminierung von <strong>Workflow</strong>s- Kapazitätsplanung <strong>und</strong> -abgleich für <strong>Workflow</strong>-Ressourcen- belastungsorientierte Rollenauflösung ermöglicht <strong>Workflow</strong>-<strong>basierte</strong> Produktions<strong>steuerung</strong>
9INFORMATIONSYSTEMSGModell der Planungsstruktur- Interdependenzen zwischen Planungsaufgaben(Informationsflüsse, anweisungs- vs. verhandlungsorientiert)- Rollen <strong>und</strong> KapazitätseinheiteninputMaterialbedarf (Auftrag):Zeit, MengeoutputAllokation:KE, Zeit<strong>Workflow</strong>-PlanungsstrukturPlanungsstruktur-ZuordnungPlanungsrollePlanungsaufgabeKapazitätseinheit
10INFORMATIONSYSTEMSG<strong>Workflow</strong>-PlanungsstrukturPlanungsstruktur-ZuordnungModell der Planungsstruktur- Interdependenzen zwischen Planungsaufgaben(Informationsflüsse, anweisungs- vs. verhandlungsorientiert)- Rollen <strong>und</strong> KapazitätseinheitenArbeitsplanerKonstrukteurDisponentL1-nLieferantArbeitsplanungMaterialstämme,StücklistenKonstruktionBedarfsplanungBest.Fertigungsaufträge,TermineTermineKapazitätsterminierung(Fertigung)K<strong>und</strong>eWerk1ArbeitspläneK<strong>und</strong>enauftragMenge, Liefertermin(prognostiziert /bestätigt)AuftragsannahmeAuftr.-koord.ProduktspezifikationAuftragsgrobterminierungWerk1Mengen (Baugr.),geplante Terminebestätigte / revidierteMengen + TermineMengen(Baugruppen),EcktermineMontageplanerFert.-steuererMontageplanungMontagehalleM1,M2,M3
11INFORMATIONSYSTEMS<strong>Workflow</strong>-PlanungsstrukturPlanungsstruktur-ZuordnungGGGGModell der Planungsstruktur- Interdependenzen zwischen Planungsaufgaben(Informationsflüsse, anweisungs- vs. verhandlungsorientiert)- Rollen <strong>und</strong> KapazitätseinheitenVerwaltet Beziehungen zwischen- <strong>Workflow</strong>-Aktivitäten <strong>und</strong> Elementen der Planungsstruktur- Planungsergebnissen (z. B. Ressourcenallokation) <strong>und</strong>Rollen / <strong>Workflow</strong>sSemi-automatische Generierung von Ad-hoc-<strong>Workflow</strong>s zurBehebung von Störungen / AbweichungenDefinition PPS-spezifischer Planungsrollen (abh. vonPlanungsaufgabe, Ressource, Material)
12INFORMATIONSYSTEMS<strong>Workflow</strong>-ObjektObjekt-ZuordnungGVerwaltet die Beziehungen zwischen <strong>Workflow</strong>s <strong>und</strong> PPS-Objekten(Material, Aufträge, Lieferanten etc.) „Prozessprägendes Objekt”(Build-time/Modell <strong>und</strong> Run-time/Instanz)GErzeugt <strong>Workflow</strong>-Instanzen für die Bearbeitung von PPS-Objekten,die aus Planungsaktivitäten entstehen (z. B. Fertigungsaufträge)GSynchronisiert <strong>Workflow</strong>-Instanzen bei Losbildung <strong>und</strong> Splitting vonAufträgenGIdentifiziert alle <strong>Workflow</strong>-Instanzen <strong>und</strong> Rollen, die von Störungenbetroffen sind( Störungen werden als Störereignisse inEreignisverarbeitungskomponente zur Build-time definiert)
13INFORMATIONSYSTEMS<strong>Workflow</strong>-ObjektObjekt-Zuordnung<strong>Workflow</strong>-PerspektiveVersandbearbeitungAuftr.-EingangTerminierungFertigungMontageAuftragserfassungAuftragsterminierungBestellbearbeitungMaWi Fertigung Montage VersandBusiness-Object-PerspektiveBestellungK<strong>und</strong>enauftragAuftragspositionFertigungsauftragMontageauftragVersandauftragK<strong>und</strong>enauftragAK<strong>und</strong>enauftragBBildung vonVersandaufträgen gem.Versandbedingungen(Ober-/Unter-/Voll-/Teil-Lieferungen)
14INFORMATIONSYSTEMSEreignisverarbeitungGSpezifikation <strong>und</strong> Behandlung von PPS-StörereignissenG Entdeckt externe <strong>und</strong> interne Ereignisse über Polling-Mechanismen /Software AgentenGSpezifikation des Ereignis-Kontextes- für die Ereignisbehandlung relevante Informationen(z. B. „Auftrag storniert“ Kontext = (Auftragsnr., K<strong>und</strong>ennr.,Materialnr., Menge)GAnstoß von <strong>Workflow</strong>s zur EreignisbehandlungGIdentifikation aller betroffenen <strong>Workflow</strong>-Instanzen über Komponente„<strong>Workflow</strong>-Objekt-Zuordnung”
XORXORXOR15INFORMATIONSYSTEMSIdentifikation <strong>und</strong> Behandlung vonEreignissenPPS-ArchitekturGUIApplikations-ClientApplikations-ServerexterneAnwendungenEreignisverarbeitungBenachrichtigungvon <strong>Workflow</strong>-Teilnehmern<strong>Workflow</strong>-Instanziierung <strong>und</strong>-<strong>steuerung</strong>DB-Serveranhalten, fortsetzen, zurücksetzenvon <strong>Workflow</strong>-Instanzen<strong>Workflow</strong>-Instanz
16INFORMATIONSYSTEMS<strong>Workflow</strong> Benutzerschnittstelle(GUI)GGVerwaltung der WorklistAufruf interner <strong>und</strong> externer FunktionalitätG Ggf.: Weiterleitung von Workitems an externe Anwendungen (z. B.Groupware, Systeme von Geschäftspartnern)GGGAnzeige von Kontext-Informationen, Reports, Monitoring-Informationen (Status laufender <strong>Workflow</strong>-Instanzen)Delegation von Aufgaben, Ad-hoc-ModellierungAdministration
INFORMATIONSYSTEMSDatenmodell der <strong>Workflow</strong>-<strong>basierte</strong>nKoordination von PPS-ProzessenProzessenPPS-Objekt(0,n)D,PStruktur/Stückliste(0,n) (0,n)PPS-Funktionalität<strong>Workflow</strong>-Planungs-struktur-Zuordnung(0,n)Workitems (z. B. Fertigungsaufträge) können auch prozessprägendesObjekt sein (Hier zur Vereinfachung nur PPS-Objekte)(0,n)O. löstE. aus (Zustandsänd.)Ereignis(0,n)E. triggertAktivität(0,n)(0,n)Aktivitätlöst E. ausKontext,BedingungMaterialLieferantBestellungZeit(0,n)(0,n)(0,n)(0,n)(0,n)(0,n)(0,n)(0,n) (0,n)Kapazitätseinheit(0,n)(0,n)(1,1)(0,n)BestellpositionBedarfsposition(0,n)(0,n)(1,1)AllokationMenge(1,1)Bedarfsd.,eigenBedarfsd.,fremdD,TBedarfsdeckung(1,1)<strong>Workflow</strong>-Objekt-ZuordnungDatenzugriff(0,n)(0,n)(0,n)(0,n)Planungsaufgabe(0,n)(0,1)(0,n)Rolle(0,n)PlanungsstrukturInterdependenztypD,PPlanungsrolle(0,n)EreignisverarbeitungMethodenaufrufprozessprägendesObjekt (BT)(0,n)(0,n)(0,n)(0,n)(0,1)(0,n) (0,n)<strong>Workflow</strong>- (0,n)WorkitemAktivität (0,n) (1,1)(0,n) (1,1)D,PD,P(0,n) (0,n)Planungs-(1,1) AktivitätInterdependenztypPlanungsergebnis(Terminierung/Allok.)(0,n)PlanungsworkitemPlanungsergebnis(Bedarfsd.)Planungsergebnis(Bedarf)(0,n)(0,n)assoziierteObjektinstanzen(RT)ArbeitsplanFertigungsauftrag(1,n)<strong>Workflow</strong>managementRollenzuweisung(0,n)ArbeitsgangStellvertretungMaterial-/Stückl.-Zuordng. überprozessprägendesObjekt möglichFertigungsauftragsposition(0,n)(0,n)Akteur(0,n)(0,n)AusführungD,TplanendeEinheit(0,n)RollenzuweisungKapazitätseinheit17
18INFORMATIONSYSTEMSBeispiel-Szenario (Nicht(Nicht-MRPII)ArbeitsplanerKonstrukteurDisponentL1-nLieferantArbeitsplanungMaterialstämme,StücklistenKonstruktionBedarfsplanungBest.Fertigungsaufträge,TermineTermineKapazitätsterminierung(Fertigung)ArbeitspläneProduktspezifikationMengen(Baugruppen),EcktermineFert.-steuererM1,M2,M3K<strong>und</strong>eWerk1K<strong>und</strong>enauftragMenge, Liefertermin(prognostiziert /bestätigt)AuftragsannahmeAuftr.-koord.AuftragsgrobterminierungWerk1Mengen (Baugr.),geplante Terminebestätigte / revidierteMengen + TermineMontageplanerMontageplanungMontagehalleGGverhandlungs<strong>basierte</strong> PlanungsinterdependenzenStörereignis “Material nicht verfügbar“ Identifikation betroffener Planungsaufgaben: z. B. Montageplanung semi-automatische Generierung von Kompensationsworkflows, z. B. “Montageplanungüberarbeiten” <strong>und</strong> “Abstimmung mit Auftragsgrobterminierung herbeiführen”
19INFORMATIONSYSTEMSZusammenfassung <strong>und</strong> AusblickGGGG<strong>Workflow</strong>management leistet einen Beitrag zur flexibleren <strong>und</strong>individuellen (nicht-MRP II) Koordination von PPS-AufgabenInterdependenzen der Materialflüsse führen zu hoch-interdependentenPlanungsaufgaben.Eine <strong>Workflow</strong>-<strong>basierte</strong> PPS-Architektur benötigt daher spezifischeIntegrationskomponentenForschungsbedarf:- Integration aller vorhandenen PPS- <strong>und</strong> <strong>Workflow</strong>-Koordinationsmechanismen(Arbeitspläne vs. <strong>Workflow</strong>s, BDE mit Workitems, Maschinenbelegung durchRollenauflösung etc.)- Dafür: Integration komplexer Methoden zur Resourcenallokation in die<strong>Workflow</strong>-Rollenauflösung Radikaler Neuentwurf von PPS-Systemen („grüne Wiese“)
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