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Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik W1332 Fakultät für Wirtschaftswissenschaften W. Dangelmaier.

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Präsentation zum Thema: "Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik W1332 Fakultät für Wirtschaftswissenschaften W. Dangelmaier."—  Präsentation transkript:

1 Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik W1332 Fakultät für Wirtschaftswissenschaften W. Dangelmaier

2 Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik - Inhalt 1.Einführung: Worum geht es hier? 2.System 3.Modell 4.Modellierung von Gegenständen 5.Strukturmodelle (Gebildestruktur) 6.Verhaltensmodelle (Prozessstruktur) 7.Produktion 8.Digitale Fabrik 9.Planung von Produktionssystemen 10.Wirtschaftlichkeitsrechnung 11.Prüfungen

3 Funktionale Struktur von Systementwicklungsaufgaben Problemanalyse (Systemziele) Situations- analyse Zielformulierung (Entwurfsziele) Synthese von Systemlösungen Analyse von Systemlösungen Bewertung von Systemlösungen Entscheidung 9. Planung von Produktionssystemen

4 Problemanalyse Wir zerlegen ein abgegrenztes System in Subsysteme und Teilsysteme – wir schaffen ein System, wir systematisieren. Problemanalyse (Systemziele) Situations- analyse Zielformulierung (Entwurfsziele) Synthese von Systemlösungen Analyse von Systemlösungen Bewertung von Systemlösungen Entscheidung 9. Planung von Produktionssystemen

5 Problemanalyse Die Problemanalyse ist die (gedankliche) Zerlegung einer Systemplanungsaufgabe in deren Elemente. Die Problemanalyse arbeitet dabei mit den Begriffsmerkmalen Verrichtung, Gegenstand, Sach- oder Arbeitsmittel, Zeit und Arbeitsraum. Orientiert sich die Problemanalyse vor allem am Gegenstand der Systemplanungsaufgabe, umfasst dies auch die Eigenschaften der einzelnen Untersysteme und Elemente sowie die Funktionsstruktur des Systems selbst. Versteht man Verhalten als die Änderung von Attributen, so ist auch die Gliederung nach einzelnen Aspekten bzw. die verhaltensorientierte Sicht in diese Merkmale ein – und dem Gegenstand zuzuordnen. 9. Planung von Produktionssystemen

6 Problemanalyse Beispiel 1: Die Fahrradkette ist vom Fahrrad gesprungen. Der Besitzer des Rennrads hat diese Kette schon für 1200 km eingesetzt. Beispiel 2: Hörsäle der Universität Paderborn sind überfüllt. 9. Planung von Produktionssystemen

7 Situationsanalyse Problemanalyse (Systemziele) Situations- analyse Zielformulierung (Entwurfsziele) Synthese von Systemlösungen Analyse von Systemlösungen Bewertung von Systemlösungen Entscheidung 9. Planung von Produktionssystemen

8 Situationsanalyse In der Situationsanalyse hat sich das Systemteam mit dem Problem vertraut zu machen. Die Situation des Umsystems, in welches das System eingebettet werden soll, sowie die Diskurswelt werden in dieser Phase analysiert. In dieser Phase muss ein Überblick über die verschiedenen Lösungsmöglichkeiten gewonnen werden; dies ist die Grundlage für die Festlegung realistischer Zielsetzungen. In der Situationsanalyse werden die Systemgrenzen zur Gewinnung zweckmäßiger Systemgrenzen bewusst ausgedehnt, um darauf wieder auf ein vernünftiges Maß reduziert zu werden. Ergebnis der Situationsanalyse ist ein Katalog von Problemen und Möglichkeiten. Ergebnis :  Katalog von Problemen und Möglichkeiten  Beschreibung der Situation, vor die sich das Systemplanungsteam gestellt sieht. Feld, das neues System abdecken soll Lösungs- möglichkeiten Ausdehnen und Abspecken Ausdehnen und Abspecken 9. Planung von Produktionssystemen

9 Situationsanalyse Beispiel 1: Die Fahrradkette war nicht genügend gespannt. Beispiel 2: Die Universität Paderborn hat jedes Jahr mehr Studienanfänger als es die Platzkapazität zulässt. 9. Planung von Produktionssystemen

10 Zielformulierung Problemanalyse (Systemziele) Situations- analyse Zielformulierung (Entwurfsziele) Synthese von Systemlösungen Analyse von Systemlösungen Bewertung von Systemlösungen Entscheidung 9. Planung von Produktionssystemen

11 Zielformulierung Aus der Problemstellung einerseits und den Ergebnissen der Situationsanalyse (Katalog von Problemen und Möglichkeiten) andererseits müssen die für die folgenden Aktivitäten erforderlichen Zielsetzungen erarbeitet werden. Das Zielsystem in Form eines Kriterienplans stellt dabei eine Reihe von Teilaspekten dar, die zur Beurteilung und Bewertung der späteren Systementwürfe dienen. Die für die Systemplanung geltenden Zielsetzungen sind zudem vom Auftraggeber zu genehmigen, um Fehlentwicklungen zu vermeiden. Sowohl seitens des Auftraggebers, als auch seitens des Systemteams können Zielsetzungen und Kriterien im Laufe der Systementwicklung ergänzt, modifiziert, konkretisiert und u. U. auch für gegenstandslos erklärt werden. Änderungen dürfen jedoch nicht einseitig und ohne die Information der übrigen Beteiligten erfolgen. Ergebnis :  Kriterienplan  Reihe von Teilaspekten zur Beurteilung und Bewertung der Systementwürfe 9. Planung von Produktionssystemen

12 Formale Anforderungen an ein Zielsystem (I) Terminaussage  Die Ziele sollen bis zu einem bestimmten Zeitpunkt realisiert werden oder  Die Ziele sollen während eines Zeitraumes ständig erreicht werden oder  Die Ziele sollen auf einem bestimmten Realisierungsniveau gehalten werden Präzision der Formulierung  Zielaussagen müssen präzise und eindeutig formuliert sein Quantifizierung  Die einzelnen Zielelemente des Zielsystems müssen quantifizierbar sein, wenn sie als eindeutige Richtlinien gelten sollen Elastizität  Veränderungen in der Motivationsstruktur und Veränderungen der Daten der umgebenden Situation muss Rechnung getragen werden 9. Planung von Produktionssystemen

13 Formale Anforderungen an ein Zielsystem (II) Kompatibilität  Wenn sich die einzelnen Ziele nicht widersprechen  Bei Fällen, bei denen Ziele ohne Beeinträchtigung des anderen sich nicht erfüllen lassen, muss abgewogen werden bis zu welchem Grad man beide Ziele erreichen kann  Inkompatibilität durch geeignete Formulierung ausschalten Operationalität  Es muss überprüft werden können, bis zu welchem Grad ein Ziel erreicht wurde Lösungsunabhängigkeit  Ziele dürfen nicht von einzelnen Lösungsmöglichkeiten abhängig sein Anforderungen der Systemumwelt  Ziele müssen Ziele der Systemumwelt sein 9. Planung von Produktionssystemen

14 Zielgewichtung  Anstatt die Zielkriterien alle einzeln zu gewichten, können sie indirekt über die relativen Gewichte der zugehörigen Oberziele schrittweise bestimmt werden  Gewichte hinsichtlich Oberziel = Knotengewichte  Gewichte hinsichtlich einer Stufe, also aller Zielinhalte = Stufengewichte z % z % z % z % z % z % Oberziel zu z 11, z 12, z 13 Oberziel zu z 111, z 112 Unterziel zu z 11 Unterziel zu z 1 Die Zuordnung von Zielen Knotengewicht Stufengewicht 9. Planung von Produktionssystemen

15 Zielbereich :  Gebiete, auf die sich die Aufmerksamkeit bei der Zielsuche richtet. Zieldimension :  Zielsuche ausgehend von Zielbereichen.  Ziele durch Zielrichtung gekennzeichnet. Dazu Zielinhalt bzw. Zielbereich (Kosten), Zielquantum (Kostensenkung oder Kosten = €) und eventuell zeitlicher Bezugswert zu definieren (pro Jahr). Randbedingung :  Randbedingungen: Angaben innerhalb des Zielbereiches, auf deren Einhaltung streng zu achten ist(z. B. gesetzliche Vorschriften, technische Mindestanforderungen, Kostengrenzen). 9. Planung von Produktionssystemen

16 Zielformulierung Beispiel 1: Die Kette soll für eine lange Zeit einsetzbar sein. Beispiel 2: Die Universität Paderborn soll eine Lösung finden, die sowohl die Studenten als auch die Regierung zufriedenstellt. 9. Planung von Produktionssystemen

17 Synthese von Lösungen Problemanalyse (Systemziele) Situations- analyse Zielformulierung (Entwurfsziele) Synthese von Systemlösungen Analyse von Systemlösungen Bewertung von Systemlösungen Entscheidung 9. Planung von Produktionssystemen

18 Synthese von Lösungen In dieser Phase geht es darum, das System konstruktiv zu gestalten. Ein wesentliches Merkmal der Synthese besteht darin, dass versucht wird, einen möglichst umfassenden Überblick von – auf der betrachteten Systemstufe – denkbaren Lösungsmöglichkeiten zu schaffen. Wichtig ist, dass hier eine Detaillierungsstufe erreicht wird, auf der Lösungen aus bekannten Sachverhalten und Beziehungen zusammengesetzt und anschließend bewertet werden können. 9. Planung von Produktionssystemen

19 Synthese von Lösungen Beispiel 1: Kette richtig spannen und anschließend Öl eintröpfeln (Kosten: 5€) Neue Kette anschaffen (Kosten: 50€) 9. Planung von Produktionssystemen

20 Synthese von Lösungen Beispiel 2: Neue Hörsäle bauen Weniger Studenten aufnehmen (Zulassungsbeschränkung einführen) 9. Planung von Produktionssystemen

21 Analyse von Lösungen Problemanalyse (Systemziele) Situations- analyse Zielformulierung (Entwurfsziele) Synthese von Systemlösungen Analyse von Systemlösungen Bewertung von Systemlösungen Entscheidung 9. Planung von Produktionssystemen

22 Analyse von Lösungen Die Systemanalyse stellt eine kritische Untersuchung der Systemkonzepte auf ihre Funktionstüchtigkeit sowohl im Rahmen des Systems selbst als auch im weiteren Rahmen der Umwelt an. Systemsynthese und -analyse lassen sich zeitlich nicht voneinander trennen, denn im Moment des Auftauchens einer Idee setzt auch die kritische Auseinandersetzung damit (= Analyse) ein. 9. Planung von Produktionssystemen

23 Analyse von Lösungen Beispiel 1: Eine Umfrage mit 160 Radsportlern ergibt folgendes Ergebnis in Bezug auf Lebensdauer der Fahrradketten (bei einer Pflege von mindestens 1 mal pro Woche): Die neue Kette harmoniert nicht mit der Schaltvorrichtung. 9. Planung von Produktionssystemen

24 Analyse von Lösungen Beispiel 2: Prognostizierte Anzahl der Studierenden Bei Beibehaltung der aktuellen Zulassungsbedingungen wird sich die Anzahl der Studierenden an der Universität Paderborn in Zukunft ansteigen. Bei einer weiteren Steigerung der Studierendenzahl / weiteren Hörsälen wird der zentrale Energieverteiler zusammenbrechen. Jahr 9. Planung von Produktionssystemen

25 Beispiel 3: Systementwicklung Informationssysteme sind mehr als Hardware und Software: Aufgaben, Fertigkeiten, Management, Organisationsstrukturen Einführung von neuen Informationssystemen ist eine geplante organisatorische Umgestaltung Unternehmen müssen einen Informationssystemplan entwickeln Dazu Bestimmung langfristiger sowie kurzfristiger Anforderungen an ein Informationssystem –Unternehmensanalyse –„kritische Erfolgsfaktoren“ (KEF) 9. Planung von Produktionssystemen

26 Abbildung Planung von Produktionssystemen Entwicklung von Systemen mithilfe von KEF

27 Quelle: Tabelle 14.2, S Planung von Produktionssystemen Wie IT Organisationen verändern kann

28 Tabelle 14.1 Abschnitte des Informationssystemplans 9. Planung von Produktionssystemen

29 Abbildung Planung von Produktionssystemen

30 Quelle: Abbildung 14.5, S.923Quelle: Tabelle 14.3, S Planung von Produktionssystemen Idealtypische Aktivitäten

31 Bewertung von Lösungen Problemanalyse (Systemziele) Situations- analyse Zielformulierung (Entwurfsziele) Synthese von Systemlösungen Analyse von Systemlösungen Bewertung von Systemlösungen Entscheidung 9. Planung von Produktionssystemen

32 Bewertung Zur Bewertung gelangen Systemvarianten, die den zuletzt gültigen Zielsetzungen entsprechen bzw. bei denen Aussicht darauf besteht, dass sie durch Modifikationen diesen Zielsetzungen genügen werden. Eine diesbezügliche Ausscheidung von Varianten wird in der Phase der Systemanalyse vorgenommen. Die Bewertung erfolgt aufgrund des Zielsystems. 9. Planung von Produktionssystemen

33 Bewertung von Lösungen Beispiel 1: Kette richtig spannen und anschließend Öl eintröpfeln. Eine günstige und schnelle Lösung. Die Kette war nur für 1200 km im Einsatz, d.h. sie kann noch für mindestens 2800 km und höchstens 3800 km eingesetzt werden, wenn sie regelmäßig gepflegt wird. Neue Kette anschaffen Eine neue Fahrradkette ist teuer. Eine neue Kette kann zu gleichem Problem führen, wenn sie nicht richtig gespannt oder regelmäßig gepflegt wird. 9. Planung von Produktionssystemen

34 Bewertung von Lösungen Beispiel 2: Neue Hörsäle bauen Bau von zusätzlichen Hörsälen ist teuer. Dies kann aber mit Unterstützung des Bundeslandes ermöglicht werden. Löst das Problem endgültig (bzw. für eine längere Zeit). Weniger Studenten aufnehmen (Zulassungsbeschränkung einführen) Viele Jugendliche bekommen keine Gelegenheit zu studieren.  Schlecht für die Zukunft 9. Planung von Produktionssystemen

35 Entscheidung Problemanalyse (Systemziele) Situations- analyse Zielformulierung (Entwurfsziele) Synthese von Systemlösungen Analyse von Systemlösungen Bewertung von Systemlösungen Entscheidung 9. Planung von Produktionssystemen

36 Entscheidung Die letztendliche Lösungsauswahl sollte grundsätzlich durch den Auftraggeber erfolgen. Ist die Entscheidung über das System bzw. die Lösung getroffen, wird das weitere Vorgehen geplant. 9. Planung von Produktionssystemen

37 Entscheidung über Lösungen Beispiel 1: Es wird für die Reparatur der Fahrradkette entschieden (Kette spannen und Öl eintröpfeln), da sie noch mindestens 2800 km halten kann und die Anschaffung einer neuen Kette sehr teuer ist. 9. Planung von Produktionssystemen

38 Entscheidung über Lösungen Beispiel 2: Es wird für den Bau von zusätzlichen Hörsälen entschieden, da durch ansteigende Anzahl der Studierenden mehr Geld zur Verfügung steht. Außerdem ist es wichtig potentiellen Mangel an Akademikern zu vermeiden. 9. Planung von Produktionssystemen

39 Anstoß zur Vorstudie Systemeinführung Vorstudie Hauptstudie Systembau Systembenutzung Liquidierung bzw. Anstoß zur Um- oder Neugestaltung Teilstudien Projektmanagement = Entscheid über Fortführung des Auftrags, Änderung der Aufgabenstellung möglich 9. Planung von Produktionssystemen Studien abbrechen

40 Vorstudie/Konzeptionsphase  Abgrenzung gegen Umwelt  Problemstellung überprüfen  Anforderungen spezifizieren  Überprüfung und Präzisierung der gewählten Ziele  Prüfung der vorhandenen Ressourcen und Techniken  Lösbarkeit und Wirtschaftlichkeit prüfen Hauptstudie/Entwurfsphase  Festlegung von Varianten und Lösungsmöglichkeiten  Optimieren der Funktionstüchtigkeit und der Zielsetzung  Beurteilung von Wirtschaftlichkeit und Funktionstüchtigkeit  Prioritäten in der Entwicklung 9. Planung von Produktionssystemen

41 Detailstudien/Ausarbeitungsphase  Lösungskonzepte für Unter- und Teilsysteme  Konkretisierung bis zur Realisierungsreife Systembau/Realisierung  Erstellung und Errichtung von Anlagen  Herstellung von Geräten  Programmierung  usw. Systemeinführung  Inbetriebnahme Systembenutzung 9. Planung von Produktionssystemen

42 Vorgehens- zyklus Lebensphasen Situations- analyse Zielsetzung Kriterienplan Konzept- entwurf Konzept- analyse Bewertung Entscheidung, Auswahl Planen weiteres Vorgehen Vorstudie Hauptstudie Teilstudien Systembau System- einführung System- benutzung 9. Planung von Produktionssystemen

43 Kennnisse über System Zulässige Unkenntnisse Vorstudie Haupt- und Detailstudien Systembau Grad des Wissens Zeit 9. Planung von Produktionssystemen

44 12345 VorstudieRahmen- konzept Haupt- studie Gesamt- konzept Teil- studien Teilkon- zept US1 Teilkon- zept US2 Teil- konzept US3 Teil- konzept US4 Zeitpe- riode Phase 9. Planung von Produktionssystemen

45 Definition Methode: Eine Methode ist die Kombination von Regeln und Operationen zur Steuerung von Informationsprozessen. Entwurfsmethode:  Hilfestellung bei  Erkennen von Art, Umfang und Komplexität aller Faktoren, die für den Systementwurf relevant sind.  Erstellung einer Dokumentationsstruktur zur lückenlosen Fixierung partiellen Wissens  zielgerichtetem Suchen nach rational erfassbaren Lösungsmöglichkeiten  Arbeitsteilung und Teamarbeit  Fortschritte im Entwurfsprozess durch Entscheidungen, mit denen jeweils Lösungsmöglichkeiten ausgeschieden werden.  Bei Nutzung aller Informationen über ein Problem/System: Reihenfolge von Entscheidungen maßgeblich beeinflussend auf Struktur des resultierenden Systementwurfes. 9. Planung von Produktionssystemen

46 Strategie ist ein umfassender Plan zur Verwirklichung eines Ziels bzw. von Grundvorstellungen mittels aufeinander einwirkender dynamischer Systeme  Was ist bei der Systemgestaltung zu tun ?  Wann ist es zu tun und zwar generell und speziell in einer bestimmten Situation?  Wie kann es getan werden? Lineare Strategien:  Sequentielle Folgen von Aktionen mit direkter Abhängigkeit.  Starr und für Pioniersituationen ungeeignet. 9. Planung von Produktionssystemen

47 Zyklische Strategien:  Falls zusätzliche Abhängigkeiten notwendig  Rückkopplungen: Zyklische Strategie. Berücksichtigung des Erkenntnisgewinns während der Systemplanung: Neben der besseren Einsicht in das zu entwerfende System können Änderungen innerhalb der Umsysteme technologischer, organisatorischer, ökonomischer oder politischer Natur sein: Es sind Punkte zu definieren, zu denen Rückkopplungen zu weniger detaillierten Ebenen sinnvoll sind 9. Planung von Produktionssystemen

48 Verzweigte Strategien:  Parallele und alternative Entwurfsarbeiten.  Durch Einplanung von Alternativen Anpassung der Strategie an Ergebnisse vorangegangener Arbeitsschritte möglich. Ergebnisangepasste, jeweils anschließend neu fixierte Strategien  intelligentestes Vorgehen in Pioniersituation  Keine Möglichkeit der Zeit- und Kostenvoraussage  Entspricht menschlicher Eigenschaft, korrekt nur auf einwandfreie Impulse zu reagieren. Traditionelle Methode: Scheibchenweise – verbessern  Weiterentwicklung  Neuentwicklung Beizeit- oder Geldmangel  Vorteile bei instrumentell ausgerichteter Lösung 9. Planung von Produktionssystemen

49 Alternativen der Systementwicklung Traditionelle Systementwicklung Inkrementelle Entwicklung Concurrent Engineering Prototyping Rapid Application Development (RAD) Joint Application Design (JAD) Flexible Modelle der Entwicklung Varianten der agilen Entwicklung Extreme Programming (XP) 9. Planung von Produktionssystemen

50 Quelle: Abbildung 14.7, S Planung von Produktionssystemen Beispiel für traditionelle Systementwicklung: Wasserfall-Modell

51 Standardanwendungssoftware: Eine Menge vorgefertigter, bereits codierter Anwendungssoftware zur Lösung bekannter betriebswirtschaftlicher Fragestellungen, die kommerziell angeboten werden. Viele Anwendungen sind für alle Unternehmen mehr oder weniger gleichartig Für solche Standardprozesse erledigt ein standardisiertes System die Anforderungen vieler Unternehmen Bei speziellen Anforderungen bieten viele Standardsoftwarepakete die Möglichkeit einer benutzerdefinierten Anpassung (Customizing) Bei Verwendung von Standardanwendungssoftware beinhaltet die Systemanalyse auch die Auswahl eines Pakets, häufig über eine Ausschreibung (RFP, Request for Proposal) 9. Planung von Produktionssystemen

52 Quelle: Abbildung 14.9, S.946 Auswirkung der Anpassung eines Softwarepakets auf die Gesamtimplementierungskosten 9. Planung von Produktionssystemen

53 Endbenutzerentwicklung: Die Entwicklung von Informationssystemen durch Endbenutzer mit wenig oder keiner formalen Unterstützung durch Technikspezialisten. Entwicklung von Informationssystemen unter Verwendung von Programmiersprachen der vierten Generation, Grafiksprachen und PC- Softwaretools durch Endbenutzer Oft sehr viel schneller als die traditionelle Systementwicklung 9. Planung von Produktionssystemen

54 Quelle: Abbildung 14.10, S Planung von Produktionssystemen Endbenutzerentwicklung im Vergleich zur traditionellen Systementwicklung

55 Untergliederung in Untersysteme bzw. Teilsysteme  Ein System wird nach örtlichen oder funktionalen Gesichtspunkten in seine Untersysteme gegliedert, deren gegenseitige Beziehung man festhält und jede Komponente als System betrachtet  Das Zusammenwirken der Untersysteme muss sichergestellt sein: Um die Komplexität zu beherrschen, sind Teilsysteme/Eigenschaften isoliert zu betrachten 9. Planung von Produktionssystemen

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58 Horizontale Vorgehensweise (von-innen-nach-außen/von-außen-nach-innen)  Bei der Von-außen-nach-innen Vorgehensweise werden zuerst die Fragen nach den verlangten Leistungen und den Außenbeziehungen eines Systems beantwortet  Dann wird untersucht, wie das System und die Komponenten entworfen werden können  Bei der Anwendung der Von-innen-nach-außen Taktik werden erst Komponenten entwickelt und dann ihre Adaption an die Umwelt versucht 9. Planung von Produktionssystemen

59 Beispiel: Entwurf eines PPS-Systems Von-innen-nach-außen:  Zuerst Algorithmen und Ablauf definieren  Dialogmasken und Datenerfassung definieren ( Gefahr: Daten können nicht beschafft werden) Von-außen-nach-innen:  Dialogmasken und Datenerfassung definieren  Algorithmen und Ablauf definieren (Algorithmen haben riesige Komplexität 9. Planung von Produktionssystemen

60 Modelle im Systementwicklungsprozess Gestaltung von Informationssystemen im Rahmen des Systementwicklungsprozesses wird durch Modelle unterstützt –Fachkonzepte –DV-Konzepte –Sichten Modelle sind Repräsentationen der Realität Sie repräsentieren ihre Originale aber in der Regel immer nur –für bestimmte (erkennende oder handelnde) Subjekte (die Modellbenutzer) –innerhalb bestimmter Zeitspannen –unter Einschränkung auf bestimmte (gedankliche und tatsächliche) Operationen In der Wirtschaftsinformatik dienen Modelle vorwiegend der Beschreibung realer, soziotechnischer Systeme, ihrer Strukturen und Prozesse (Schütte, 2001) 9. Planung von Produktionssystemen

61 Datenmodellierung Beschreibung der Struktur der Datenbasis eines Informationssystems Kernkomponenten sind Datenobjekttypen mit zugehörigen Attributen und Beziehungen Bekanntes Metamodell zur Datenmodellierung ist das Entity-Relationship-Modell (ERM) (vgl. Kapitel 4: Datenorganisation und Datenmanagement) 9. Planung von Produktionssystemen

62 Quelle: Abbildung 14.11, S.956 Datenflussansatz 9. Planung von Produktionssystemen

63 Objektorientierter Ansatz Objektorientierte Entwicklung verwendet Objekt als Grundeinheit für Systemanalyse und -entwicklung und basiert auf den Konzepten von Klasse und Vererbung Kombination von Daten und spezifischen Prozessen, die an diesen Daten ausgeführt werden Hohe Verbreitung der Unified Modeling Language (UML) als Modellierungssprache Quelle: Abbildung 14.12, S Planung von Produktionssystemen

64 Definition 9. Planung von Produktionssystemen "Ein Geschäftsprozess ist eine strukturierte, messbare Menge von Aktivitäten, die einen bestimmten Output für einen Kunden oder Markt produzieren. Es ist ein zeitlicher und örtlicher Ordnungsrahmen für Arbeitsaufgaben, der einen Anfang, ein Ende und eindeutig identifizierbare Inputs und Outputs hat.„ Davenport (1993) Beispiel: Produktion eines Motors, Wareneingang Beispiel: Geschäftsprozess Produktion Produktion Einzelteile Auto Input Output Karosserie- bau Lackierung End- montage Teilprozesse Zeit: 4 Tage Zeit: 1 Tag Zeit: 2 Tage Anfang Ende Hauptprozess

65 Geschäftsprozessorientierter Ansatz Betonen die Hinwendung von einer primär statischen und strukturorientierten Sicht eines Informationssystems zu einer dynamischen und verhaltenstheoretischen Sicht Modellierung umfasst neben Aufgabenebene auch Aufgabenträgerebene Weitverbreiteter geschäftsprozessorientierter Modellierungsansatz ist die Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS) –Ganzheitliche Betrachtung von Geschäftsprozessen Organisationssicht Funktionssicht Datensicht Leistungssicht Steuerungssicht (Integration der anderen Sichten) 9. Planung von Produktionssystemen

66 Architektur integrierter Informationssysteme (Aris) Quelle: Abbildung 14.16, S Planung von Produktionssystemen

67 Betriebswirtschaftliche Problemstellung Fachkonzept DV-Konzept Implementierung Fachkonzept DV-Konzept Implementierung Fachkonzept DV-Konzept Implementierung DV-Konzept Fachkonzept Daten (Welche Informationen sind relevant?) Funktion (Welche Funktionen werden durchgeführt?) Steuerung Zusammenhang zwischen Daten, Funktion und Organisation Organisation (Welche Organisationseinheiten existieren?) Halbformale Darstellung der Ausgangssituation (z.B. Fehler bei der Auftrags- bearbeitung) 9. Planung von Produktionssystemen - ARIS

68 Methoden Vorgangsketten- diagramm Datenbank- beschreibung Funktionsbaum Programme Verteilte Datenbanken Fenster, Masken Trigger Programmsteuerung Protokolle: Ethernet, TCP/IP, Token Ring, etc. Netztopologie Daten Funktion Steuerung Organisation Ausgangssituation Organigramm Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) = relevante Bereiche für die Geschäftsprozessmodellierung Entity- Relationship- Modell (ERM) 9. Planung von Produktionssystemen - ARIS Struktogramme Module Relationen

69 Interaktionsmodell DatenFunktion Steuerung Organisation Org 2 ET 2 E 2 F 11 ET 3 ET 1 ET 2 F 1 F 11 F 12 F 111 F 112 F 12 E 1 Org 2Org 3Org 1 Org 4Org 5 9. Planung von Produktionssystemen - ARIS

70 Ereignisgesteuerte Prozesskette (EPK) Inhalt –Darstellung der Ablauforganisation (=Prozesse) von Unternehmen als Folge von Funktionen und Ereignissen –Darstellung der Verbindungen zwischen den Objekten der Daten-, Funktions- und Organisationssicht –Für jede Funktion können Start- und Endereignisse angegeben werden –Ereignisse sind Auslöser und Ergebnis von Funktionen Grundelemente der Prozessmodellierung: –Ereignisse –Funktionen –Verknüpfungsoperatoren: UND, ODER, XOR 9. Planung von Produktionssystemen

71 Ereignisgesteuerte Prozessketten Die ereignisgesteuerte Prozesskette beschreibt einen Geschäftsprozess als zeitlich-logische Abfolge betriebswirtschaftlicher Aufgaben Die zentralen Konstrukte zur Modellierung des Kontrollflusses sind – Ereignisse (Events) – Funktionen – Verknüpfungsoperatoren (Konnektoren) – Kontrollflusskanten Ereignisgesteuerte Prozessketten (ePK) sind semiformale grafische Darstellungen, die hauptsächlich dazu benutzt werden, um Geschäftsprozesse bzw. deren Modelle (Schemata) darzustellen ePKs stellen eine gebräuchliche, allgemein bekannte und werkzeuggestützte Methode der Geschäftsprozessmodellierung dar und werden darüber hinaus für das Geschäftsprozessmanagement eingesetzt 9. Planung von Produktionssystemen

72 Basiselemente einer EPK BezeichnungSymbolDefinition Ereignis Ein Ereignis beschreibt das Eingetretensein eines Zustands, der eine Folge von Funktionen auslosen kann (z.B. „Auftrag eingegangen“) Funktion Eine Funktion (Aktivität) ist die Transformation eines Input- in eine Outputgröße und hat einen Bezug zu den Sachzielen der Unternehmung (z.B. „Auftrag erfassen“) Verfeinerung Eine Funktion kann durch eine weitere EPK detailliert werden. Dies wird durch ein zusätzliches Symbol neben der Funktion angezeigt. Prozessschnittstelle Die Prozessschnittstelle verweist auf einen vorhergehenden oder nachfolgenden Prozess. Ergänzend können die Objekte angegeben werden, die von einem Prozess an einen anderen Prozess übertragen werden. Konnektoren Die Konnektoren beschreiben unterschiedliche Formen der Prozessverzweigung. Es ist hierbei zwischen dem UND, dem INKLUSIVEN ODER und dem EXKLUSIVEN ODER zu unterscheiden Kontrollfluss Der Kontrollfluss gibt den zeitlich-sachlogischen Ablauf von Ereignissen und Funktionen wieder, d.h. er verdeutlicht, in welcher Reihenfolge die Funktionen ausgeführt werden. x 9. Planung von Produktionssystemen

73 Informationsobjekt Zustands- veränderung Ereignis Ein Ereignis beschreibt einen eingetretenen betriebswirtschaftlich relevanten Zustand eines Informationsobjektes, der den weiteren Ablauf eines Geschäftsprozesses steuert oder beeinflusst. grafische Darstellung: Kunden- anfrage geprüft 9. Planung von Produktionssystemen

74 Informationsobjekt Verrichtung Funktion Eine Funktion ist eine fachliche Aufgabe bzw. Tätigkeit an einem (Informations-) Objekt zur Unterstützung eines oder mehrerer Unternehmensziele Die Funktion ist Träger von Zeiten und Kosten. grafische Darstellung: Kundenanfrage prüfen 9. Planung von Produktionssystemen

75 Verfeinerung Auftrag bearbeiten Auftrag angenommen Auftrag bearbeitet Auftrag prüfen Auftrag geprüft Auftrag disponieren 9. Planung von Produktionssystemen

76 Prozessschnittstelle Auftrag annehmen Auftrag eingetroffen Auftrag angenommen Auftrags- bearbeitung Auftrag prüfen Auftrag angenommen Auftrag geprüft Auftrags- annahme Prozessschnittstelle Auftragsannahme Auftragsbearbeitung 9. Planung von Produktionssystemen

77 UND-Split: Parallelität wird durch UND-Verknüpfung modelliert Ein Ereignistyp ist Auslöser mehrerer Funktionstypen Antrag genehmigt Kundenkartei aktualisieren Kunde informieren Kundendaten verfügbar Antragsdaten erfassen Tarif bekannt Kunden- nummer vergeben Prämie berechnen Nach einem Funktionstyp treten mehrere Ereignistypen auf 9. Planung von Produktionssystemen

78 Vertragsdaten bekannt Kundennummer vergeben Prämie berechnen Versicherungs- schein ausfüllen Kunden- nummer bekannt Prämie berechnet Versicherungs- schein ausfüllen Kundennummer vergeben Prämie berechnen Ein Ereignistyp tritt nach mehreren Funktionstypen ein Mehrere Ereignistypen lösen gemeinsam einen Funktionstypen aus UND-Join: Parallele Zweige können wieder zusammengeführt werden 9. Planung von Produktionssystemen

79 ODER-Split: Verzweigungen werden durch ODER bzw. XOR modelliert XOR: Genau ein Nachfolgepfad Antrag genehmigt Antrag genehmigen Antrag abgelehnt XOR Kranken- versicherung Antragsdaten erfassen Pflege- versicherung ODER: Mehrere Nachfolgepfade möglich 9. Planung von Produktionssystemen

80 ODER-Join: Verzweigungen können ebenfalls wieder zusammenlaufen XOR: Genau ein Pfad wurde durchlaufen Ablehnung geschickt Kopie ablegen Vertrag geschickt XOR Beleg kopiert Beleg verschicken Belegdaten erfasst ODER: Mehrere Pfade konnten durchlaufen werden 9. Planung von Produktionssystemen

81 Der Prozess Urlaubsantrag als EPK Antrag genehmigt Urlaubskartei aktualisieren Mitarbeiter informieren Antrag genehmigen Antrag abgelehnt XOR Mitarbeiter informieren Wunsch nach Urlaub Urlaubsantrag ausfüllen Antrag ausgefüllt kein Urlaub genehmigt 9. Planung von Produktionssystemen

82 UNDODER UND Kein ODER bzw. XOR nach einem einzelnen Ereignis!! XOR Regeln zu Prozessmodellierung: Splits 9. Planung von Produktionssystemen XOR

83 Warum sind diese Verknüpfungen verboten? Antrag genehmigt Kunde per Brief informieren Kunde telefonisch informieren Beispiel: Antrag genehmigt Kunde per Brief informieren Kunde telefonisch informieren XOR Beispiel: XOR 9. Planung von Produktionssystemen

84 Regeln und Konventionen zur Erstellung ereignisgesteuerter Prozessketten Zu den verschiedenen Verbindungen zwischen Objekten sowie den allgemeinen Notationen einer ePK gehören einige Regeln und Konventionen: – Regel 1 : Ein ePK-Modell muss mit einem Ereignis, dem sogenannten Startevent, beginnen – Regel 2 : Ein ePK-Modell muss mit einem Ereignis, dem sogenannten Endevent, enden – Regel 3 : Funktionen und Ereignisse müssen abwechselnd vorkommen – Regel 4 : Bezüglich jeder Verbindung zwischen Ereignissen und Funktionen gilt, dass jedes Event und jede Funktion nicht mehr als einen Input- und einen Output-Konnektor haben dürfen 9. Planung von Produktionssystemen

85 Beispiel: Ereignisgesteuerte Prozessketten EPK: Wareneingangsbearbeitung Ware ist eigentroffen Warenein- gangstelle XOR Bestellung Lieferschein Prüfergebnis prüfe Ware Ware ist freigegeben Ware ist gesperrt Ware wurde abgelehnt Fertigungs- durchführung Qualitätsprüfung EPK: Fertigungsdurchführung Wareneingangs -bearbeitung Ware ist freigegeben Fertigungs- termin ist eingetreten V durchführen Fertigung V Material ist eingelagert Fertigungs- auftrag ist abgeschlossen Fertigung 9. Planung von Produktionssystemen

86 Erweiterte EPK (eEPK) Beispiel Kundenauftrag eingetroffen Kundenauftrag erfassen Kundenangebot techn. prüfen Kundenauftrag erfasst Vertrieb Technischer Vertrieb KA techn. machbar KA techn. nicht machbar Kunden- auftrag Produkt- daten Auftrags- daten Kunden- auftrag 9. Planung von Produktionssystemen

87 EPK - Abschließende Bemerkungen EPK sind eine weit-verbreitete Modellierungsmethode für Geschäftsprozesse EPK werden eingesetzt u.a. von –SAP AG zur Modellierung von SAP Businsess Workflow –IDS Scheer AG als Basis der ARIS eBusiness Suite EPK sind nicht automatisierbar –Ereignisse sind nur verbal beschrieben –Können für Verzweigungen nicht interpretiert werden –nicht geeignet für Workflow-Modellierung / Ablaufsteuerung EPK sind nur eingeschränkt geeignet für Simulation –Probleme mit der Semantik der ODER-Verknüpfungen wie werden Entscheidungen getroffen wann werden Entscheidungen getroffen  Fehlende semantische Fundierung  EPK nur für Modellierung auf Fachebene 9. Planung von Produktionssystemen

88 Frage 1: Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) Gegeben sind die folgenden Ausschnitte aus unterschiedlichen EPK: a) d) c) b)

89 9. Planung von Produktionssystemen RichtigFalsch EPK a) und c) sind syntaktisch korrekt. EPK b) ist syntaktisch korrekt. Ersetzt man im EPK c) den ODER-Operator durch einen XOR-Operator, ist EPK c) sinnvoll. EPK d) ist sinnvoll. EPK b) ist falsch, da auf ein Ereignis niemals zwei Funktionen folgen dürfen.

90 9. Planung von Produktionssystemen RichtigFalsch In dieser EPK wird mindestens ein UND-Operator verwendet. In dieser EPK wird mindestens ein ODER-Operator verwendet. In dieser EPK werden mindestens ein UND- und mindestens ein ODER-Operator verwendet. In dieser EPK kommen nur die Organisationseinheiten „Firmenchef“ und „Sekretärin“ vor. In dieser EPK gibt es zwei Startereignisse. Frage 2: Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) Nachdem sich das Finanzamt angekündigt hat, informiert der Firmenchef eines mittelständischen Unternehmens seinen Buchhalter und seine Sekretärin. Die Sekretärin kümmert sich darum, dass ein Besprechungsraum frei geräumt wird, in dem die Beamten des Finanzamtes arbeiten können. Parallel dazu holt sich der Buchhalter bei dem Steuerberater des Unternehmens Rat. Nach der Beratung durch den Steuerberater stellt der Buchhalter schon einmal mögliche, benötigte Unterlagen zusammen. Beide Tätigkeiten sollten vor der Prüfung abgeschlossen sein. Gehen Sie davon aus, dass diese Beschreibung korrekt in eine EPK übersetzt wurde.

91 9. Planung von Produktionssystemen Frage 3: Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) Ein Kunde spricht in einem Fahrrad-Fachgeschäft einen Verkäufer an und bittet ihn um ein Beratungsgespräch. Der Verkäufer fragt den Kunden, ob er Interesse an einem Mountainbike, an einem Rennrad oder an einem Treckingrad hat. Nachdem der Kunde sich entschieden hat, ermittelt der Verkäufer für Mountainbikes und Treckingräder die benötigte Rahmengröße für den Kunden, bei Rennrädern wird in dem Fachgeschäft nur eine einzige Rahmengröße angeboten. Im nächsten Schritt erkundigt sich der Verkäufer nach der Preisvorstellung des Kunden. Danach zeigt er dem Kunden drei unterschiedliche Modelle (drei verschiedene Mountainbikes, drei verschiede Rennräder oder drei verschiedene Treckingräder), die alle jeweils den Ansprüchen des Kunden entsprechen. Anschließend entscheidet sich der Kunde für eines dieser Modelle, möchte mehr Modelle sehen da er noch unentschlossen ist, oder beendet das Verkaufsgespräch.

92 9. Planung von Produktionssystemen RichtigFalsch Modelliert man den beschriebenen Prozess als EPK, so enthält diese mindestens einen XOR-Operator. Modelliert man den beschriebenen Prozess als EPK, so enthält diese mindestens einen UND-Operator. Modelliert man den beschriebenen Prozess als EPK so enthält diese neben der Organisationseinheit „Verkäufer“ keine weitere Organisationseinheit. Modelliert man den beschriebenen Prozess als EPK, so enthält diese genau ein Startereignis. Eine EPK muss immer mit einer Funktion beginnen und aufhören.

93 Frage 4: Alternativen der Systementwicklung Sie haben verschiedene Alternativen der Systementwicklung kennengelernt. a.Erläutern Sie kurz das Wasserfall-Modell (Traditionelle Systementwicklung). b.Für welche Art von Projekten der Systementwicklung wird das Wasserfall-Modell häufig eingesetzt? c.Welche Vor-und Nachteile birgt das Vorgehen bei der Systementwicklung nach dem Wasserfall-Modell? 9. Planung von Produktionssystemen

94 RichtigFalsch Geschäftsprozesse sollten insbesondere für nicht regelmäßig auftretende Aktivitäten definiert werden. Dies hilft den beteiligten Mitarbeitern dabei auch im Rahmen dieser Aktivitäten stets die richtigen Schritte auszuführen. Die Unterstützung von Geschäftsprozessen durch IT kann zu erheblichen Verbesserungen bei der Prozessdurchlaufzeit führen. Aus diesem Grund sollten Unternehmen ihre IT stets möglichst genau an die bestehenden Prozesse anpassen. Geschäftsprozessmanagement beinhaltet Workflow-Management, Geschäftsprozessmodellierung, Qualitätsmanagement und Änderungsmanagement, Werkzeuge für die standardisierte Neueinrichtung der Geschäftsprozesse und die Überwachung und Analyse von Prozessen. Informationssysteme setzen sich vor allem aus Hardware und Software zusammen. Idealtypisch werden während der Systementwicklung nach dem Wasserfallmodell die folgenden Phasen durchlaufen: Systemanalyse, Systementwurf, Programmierung, Testen, Migration und Produktion und Wartung. Frage 5: Systementwicklung

95 Frage 6: Für welche Arten von Projekten wird das Wasserfall-Modell häufig eingesetzt? Frage 7: Was sind die Vor- und Nachteile des Wasserfall-Modells? 9. Planung von Produktionssystemen


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