Kapazitätsplanung von wandlungsfähigen Produktionssystemen und Lieferketten in der Produktion elektrifizierter Fahrzeuge
Dissertation
Jens Niemann
Die Elektrifizierung des Antriebs leitet in der Automobilindustrie einen technologischen Wandel ein, der jedoch derzeit noch mit hohen Nachfrageunsicherheiten verbunden ist. Es entsteht somit ein großes Kapazitätsrisiko in der Produktion und der Lieferkette von elektrischen An-trieben. Aufgrund dieser Risiken werden die Flexibilität und Wandlungsfähigkeit der Produktion für Automobilhersteller immer wichtigere Bausteine in der Planung ihrer Produktionskapazitäten.
Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden diese Bausteine genauer untersucht. Es wurde eine Methode entwickelt, die es erlaubt, die Kapazität von Produktionssystemen unter Berücksichtigung von Marktunsicherheiten zu optimieren. Ein wichtiger Bestandteil dabei ist eine gezieltere und auf die Produktion zugeschnittene Planung von Lieferantenkapazitäten.
Die Methode beruht auf 4 Phasen. Zunächst wurden verschiedene Nachfrageszenarien ana-lysiert und ein Nachfragekorridor erstellt. Auf Basis des identifizierten Nachfragekorridors wur-den in der nächsten Phase verschiedene Konfigurationen des Produktionssystems definiert. Diese Konfigurationen wurden anschließend unter Berücksichtigung von Flexibilitäts- und Wandlungsfähigkeitsmaßnahmen mittels des Real-Options-Ansatzes bewertet. In der dritten Phase wurden ausgehend von den Konfigurationen sowohl eine skalierbare als auch eine fle-xible Lieferantenkapazität optimiert. Abschließend wurden die Planungsergebnisse in einer zeitdiskreten Simulation bewertet.
Der wesentliche Forschungsbeitrag dieser Dissertation liegt in der systematischen Planung wandlungsfähiger Produktionen, der Ableitung von zu reservierenden Lieferantenkapazitäten und der Integration eines neuen Lieferantenvertrages zur Erzeugung skalierbarer Lieferketten. Die Methode wurde prototypisch implementiert und anhand von zwei Praxisbeispielen in der Produktion des elektrischen Antriebsstrangs getestet. Die prototypische Umsetzung zeigt, dass eine Anwendung der Methode z.B. in der strategischen Investitions- bzw. Kapazitätspla-nung von Werken oder einzelnen Produktionslinien möglich ist.
