Resiliente Produktionsplanung in Lieferkette
Projektkoordination & -leitung
Herr Prof. Dr. rer. pol. habil. Thorsten Claus
Herr Prof. Dr.-Ing. Frank Herrmann (Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg)
Projektdurchführung
Herr M.Sc. Chenghao Dai
Herr M.Sc. Maximilian Schön
Zeitraum:
01.05.2023 bis 31.04.2026
Kurzbeschreibung:
Globale Produktions- und Lieferketten sind zunehmend von Störungen geprägt, die insbesondere in standortübergreifenden Produktionsnetzwerken zu erheblichen Einbußen in Lieferfähigkeit und Termintreue führen. Da Produktionsplanung und -steuerung (PPS) hierarchisch organisiert und kapazitätsorientiert ist, wirken sich Störungen nicht nur lokal aus, sondern propagieren sich über mehrere Planungsebenen und Standorte hinweg. Klassische Optimierungsansätze liefern hierfür wichtige Entscheidungsgrundlagen, sind jedoch häufig auf einzelne Planungsebenen oder statische Szenarien beschränkt und können die dynamischen Wechselwirkungen unter Störungsbedingungen nur eingeschränkt abbilden.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines hierarchischen PPS-Simulators zur Analyse der Lieferfähigkeit von Multi-Site-Produktions- und Lieferketten unter Störungen. Der PPS-Simulator integriert Optimierungsmodelle auf verschiedenen Planungsebenen – von der aggregierten Produktionsplanung über die Material- und Ressourcenplanung bis hin zur Feinplanung – in eine rollierende Simulationsumgebung. Dadurch werden Optimierungsentscheidungen nicht isoliert betrachtet, sondern in ihrer operativen Umsetzung und ihren zeitlichen Rückkopplungseffekten systematisch analysiert.
Innerhalb des PPS-Simulators können unterschiedliche Störungsprofile, wie Kapazitätsreduktionen oder Liefermengenbeschränkungen, gezielt auf einzelnen Standorten oder Planungsebenen implementiert werden. Die Simulation ermöglicht es, die Ausbreitung solcher Störungen über das Produktions- und Liefernetzwerk nachzuvollziehen und die Wirksamkeit operativer Resilienzmaßnahmen – etwa Subcontracting oder alternative Kapazitätszuweisungen – im Zusammenspiel mit hierarchischen Planungsentscheidungen zu bewerten. Der Ansatz kann als operativer Kern eines digitalen Lieferkettentwins verstanden werden.
Teilergebnisse des Projekts wurden bereits auf der ECMS International Conference on Modelling and Simulation (38th und 39th ECMS) in Form begutachteter Konferenzbeiträge veröffentlicht.