Operations Management

• Aktivitätsdiagramme (Activity Diagrams, Workow Diagrams, ...)
• Flussdiagramme (Flow Diagrams, ...)

Die beiden Diagramm-Typen unterscheiden sich primär durch die unterschiedliche Bedeutung (Semantik) der Pfeile.

Ein Pfeil von Aktivität A nach Aktivität B bedeutet zeitliche Präzedenz:

• B muss nach A ausgeführt werden.
• Genauer: A muss abgeschlossen sein, bevor B gestartet werden kann.
• Also: Der Endzeitpunkt von A muss vor dem Startzeitpunkt von B sein.

Ein Pfeil von Aktivität A nach Aktivität B bedeutet Fluss von Objekten von A nach B (Material, Aufträge, ...)

• Die Wege B-D und C-E bilden die Äste einer Parallel-Verzweigung.
• Der Pfeil C-D springt aus dem unteren Parallel-Ast in den oberen.
• Dies ist gemäss unserer Syntax-Definition nicht erlaubt. (Warum?)
• Die Semantik dieses Pfeils wäre unklar (falls der Pfeil erlaubt wäre):
  • Gemäss Semantik-Definition sind Aktivitäten in Parallelästen zeitlich nicht korreliert.
  • Durch C-D wird jedoch eine Präzedenz zwischen C und D vorgegeben (was nicht erlaubt ist).
• Die Korrektur besteht darin, dass Aktivität D dupliziert wird.
  • Die beiden Instanzen von D bilden nun unabhängige Aktivitäten.
  • Dies ist meist auch die Intention, die beim Zeichnen eines solchen unzulässigen Pfeils vorliegt.

Jeder ‘Weg’ vom Start- zum Endknoten beschreibt einen möglichen ‘Verlauf’ des Prozesses.

• Erweiterung von Aktivitäts-Diagrammen
• Zusätzliche Information: Aufzeigen der Akteure (actors, roles)
  • Frage: Wer führt eine Aktivität durch (oder ist zuständig dafür)?
  • Aktivitätsdiagramme ohne Swimlanes: ‘Was wird in welcher Reihenfolge durchgeführt’?
  • Aktivitätsdiagramme mit Swimlanes: ‘Was wird von wem in welcher Reihenfolge durchgeführt’?

• Keine Parallel-Verzweigungen (AND)
  • Flussobjekte können nicht ‘aufgespalten’ werden
• Jede Verzweigung ist eine Alternativ-Verzweigung (XOR)
  • Somit wird kein spezielles Symbol für die Verzweigung benötigt.
• Bei Verzweigung häufig Prozentangaben für Flussanteile (oder andere Verzweigungsregel)

• Es müssen immer Typ und Masseinheit der Flussobjekte speziziert werden.
• Flüsse verschiedener Objekttypen/-einheiten können nicht zusammengeführt werden
  • Ausnahme: Spezielle, zusammenführende Aktivitäten (Montage, Synthese, ...)
  • Solche Zusammenführungen sind jedoch ausserhalb der hier gegebenen Semantik der Fluss-Diagramme.
• Für jeden Objekttyp muss ein eigenes S-T-Netzwerk erstellt werden.
• Bei Bedarf können S-T-Netzwerke verschiedener Objekttypen in einem Netzwerk kombiniert werden, indem (zwingend) die Pfeile verschieden dargestellt werden (z.B. ausgezogen und gestrichelt).
• Betrachtet werden hier meistens physische Flüsse (Materialüsse), keine Informationsüsse.
• Bei physischen Flüssen gilt das Gesetz der Materialerhaltung:
  • Bei jedem Zwischenknoten muss gleich viel hinein und hinaus fliessen: Input = Output
• Typische Flussobjekte und Masseinheiten:
  • Aufträge [Anzahl]
  • Teile, Komponenten [Anzahl]
  • Irgend eine Art von Arbeitseinheiten [Anzahl]
  • Arbeitszeiteinheiten [Std] (‘Stundenfluss’)
  • Gewichtseinheiten [kg]
• Flussdiagramme bilden u.a. die Basis für die quantitative (mathematische)
  Prozessanalyse.

BPMN ist eine standardisierte Modellierungssprache zur grafischen Darstellung und Spezifizierung von Geschäftsprozessen in einem Geschäftsprozessmodell (sehr umfangreich & komplex --> schwer verständlich)

BPMN ist in der OM-Praxis der am häugsten eingesetzte Standard.

UML (Unified Modeling Language) ist eine allgemeine Entwicklungs- und Modellierungssprache im Bereich des Software-Engineering, die eine Standardmethode zur Visualisierung des Entwurfs eines Systems bieten soll.

UML ist heute die dominierende Sprache für die graphische
Softwaresystem-Modellierung.

UML ist keine einzelne Sprache, sondern eine Sammlung von aktuell insgesamt 14 verschiedenen Diagramm-Sprachen

Variabilität ist einfach ausgedrückt ein Mass für die Unterschiedlichkeit der auftretenden Werte einer bestimmt Grösse.

CV = (Standardabweichung)/(Erwartungswert)

klein: CV < 0.75

gross: CV > 1.33

mittel: dazwischen

Starving (‘Verhungern’): Der Prozess kann nicht fortgesetzt werden, weil kein Input vorhanden ist.

Blocking (‘Blockierung’): Der Prozess kann nicht fortgesetzt werden, weil der Output nicht weitergeben werden kann. (Die bearbeitete Einheit belegt die Prozessressourcen und blockiert sie somit.)

N = lambda * W

N: (mittlere) Anzahl Objekte im System ("mean number of objects in system") [Flusseinheit]

lambda: (mittlere) Ankunftsrate ("mean arrival rate") [Flusseinheit / Zeiteinheit]

W: (mittlere) Aufenthaltszeit eines Objekts im System ("mean sojourn time") [Zeiteinheit]

In Operations Management:

WIP = TH * CT

WIP: Work in Process

TH: Throughput (mittlere Produktionsrate)

CT: Cycle Time

Die Kapazität K eines Prozesses (Ressource) bezüglich eines bestimmten Objekttyps (Produkt) entspricht dem maximal möglichen (mittleren) Throughput lamda^Max des Prozesses bezüglich des Objekttyps:
K = lambda^Max

Die Auslastung rho eines Prozesses (Ressource) bezüglich eines bestimmten Objekttyps (Produkt) ist gegeben durch

rho = lambda/K = lambda / lambda^Max

• Development (Entwicklung / Anpassung neuer Produkte, auf Zukunft ausgerichtet)
• Operations (alle Systeme und Prozesse, welche Produkte des Unternehmens kreieren, direkt an der Wertschöpfung beteiligt) --> das eigentliche "Kerngeschäft"
• Marketing & Sales (Werbung, Verkauf, Beratung, Kundenbetreuung)

• Accounting und Finance
• Human Resources
• ICT
• Support (technisch, organisatorisch)

Eine Unternehmensstruktur, deren organisatorische Einheiten im Wesentlichen den Unternehmensfunktionen entsprechen.

• "Operations" typischerweise in einem Department zusammengefasst.
• Beispiele für Top-Management Bezeichnungen (Geschäftsleitung) in diesen Einheiten ("C-Level Management"): COO, CFO, CTO, CEO

Beispiel: Fertigungsbetrieb

• Organisationseinheiten (Management-Bereiche) gemäss Prozessen und nicht gemäss Funktionen (cross-functional).
• "Operations" verteilt auf mehrere Departemente

Beispiel: Autohersteller

Das Wirkungsfeld von Operations Management umfasst heutzutage:

• Gesamtes Leistungsspektrum: materielle Güter als auch Dienstleistungen (Grenze zwischen Produktions- und Dienstleitungsbetrieben verschmilzt immer mehr, da selten noch Produkte ohne weitere Dienstleistungen verkauft werden
• Gesamter Lebenszyklus des Produkts: Beschaffung --> Produktion --> Vertrieb --> Unterhalt --> Entsorgung
• Gesamte Supply Chain: gesamtes Netzwerk von Unternehmen, welche an der Leistungserbringung beteiligt sind ("Produktion" erfolgt nicht mehr in einem Unternehmen, sondern in einem Verbund von Unternehmen)

Analyse und Optimierung von Aufgaben des OM mithilfe quantitativer (mathematischer) Modelle und Algorithmen

Einsatz von quantitativen (mathematischen) Modellen oder anderer Methoden als Entscheidungshilfen in betrieblichen Problemstellungen.

• Theoretisch: Bereich der Mathematik, welcher sich mit der Lösung komplexer mathematischer Modellierungs- und Optimierungsprobleme beschäftigt.
• Praktisch: Entscheidungsunterstützung und Optimierung mit Hilfe mathematischer Modelle und Methoden bei komplexen Problemstellungen aus der betrieblichen Praxis (Produktion, Logistik, Dienstleistung, ...).
• Anwendung von OR im OM: Quantitatives OM

Unterschiedliche Definitionen

• Operations Management und Technologiemanagement
• OM: Management, IE: Ingenieurdisziplin
• Teilweise als gleichbedeutend oder überlappend oder integrierend definiert

Produktion: "Faktorenkombinationsprozess" (Kombination von verschiedenen Produktions-faktoren zu einem Produkt)

Beispiele für Input:

• Menschliche Arbeitsleistung
• Werkstoffe
• Betriebsmittel (Maschinen, Gebäude, Energie, Kühlmittel, …)
• Information
• Kunden (bei Dienstleistungen)

Transformierende Ressourcen: Menschliche Arbeitsleistung, Betriebsmittel

Transformierte Ressourcen: Werkstoffe, Informationen, Kunden (bei Dienstleistungen)

Beispiele für Output:

• Materielle Produkte (Endprodukte, Zwischenprodukte, Abfallprodukte, …)
• Immaterielle Produkte (Dienstleistungen, Arbeitsleistungen, Informationen, …)
• Gemischte Produkte

Beispiele für Transformation:

• Physikalische Transformation (Fertigung, Herstellung, Verbindung, …)
• Räumliche Transformation (Transporte, …)
• Zeitliche Transformation (Lagerung, …)
• Tausch-Transformation (Handel, …)
• Informatorische Transformation (Telekommunikation, Informatik, …)
• Physiologische Transformation (Pflegedienste, …)

Unterscheidung gemäss Tragweite (bzw. Fristigkeit):

• Strategisch: langfristig
• Taktisch: mittelfristig
• Operativ: kurzfristig

Key Performance Indicator

• Ein KPI ist eine betriebliche Kennzahl (häufig auch Controlling-Kennzahl), welche die Leistung eines bestimmten Bereichs oder Aspekts eines Betriebs adäquat misst.
• Mehrzahlbegriff (KPIs): Auswahl von Leistungsmassen (finanzielle und andere Kennzahlen), welche die Leistung einer Firma (bzw. eines Teilbereichs) umfassend und adäquat beschreiben

• Allgemeines, grobes, betriebliches Leistungsmass; beschreibt einen bestimmten Typ von KPI
• Produktivität: Output / Input
• Zur Berechnung der Produktivität entscheidend:
  • Welchen Output und welcher Input?
  • Welche Masseinheit (Geldeinheiten, Zeiteinheiten, Stückzahlen, …)
• Beispiele:
  • "Stundenproduktivität": (Anzahl Werkstücke)/(Anzahl Arbeitsstunden)
  • "Umsatzproduktivität": (Jahresumsatz in CHF)/(Anzahl tätige Personen)
• Produktivität ist ein relatives (kein absolutes) Mass à nur im Vergleich (firmenintern (über Zeit, mit anderen Abteilungen), firmenextern (Vergleich mit Konkurrenz)) aussagekräftig
• Produktivitätsmasse als operative Ziele meist ungeeignet (Massnahmen nicht definiert)

• Einzelfaktoren-Produktivität: Nur ein einzelner Inputtyp ("Produktionsfaktor")
• Beispiel: "Stundenproduktivität": (Anzahl Werkstücke)/(Anzahl Arbeitsstunden)

Produktivität mit mehreren Inputs

• Die verschiedenen Inputtypen müssen in einem kompatiblen Mass gemessen werden

Beispiel: (Jährliche Produktionsmenge)/(Arbeitskosten+Materialkosten+Energiekosten)

Das Gegenteil der Produktivität:

1/Produktivität = Input / Output

Beispiel: Lohnstückkosten: Arbeitskosten/Jährliche Produktionsmenge

Ein System ist eine Menge von Objekten (Entitäten, Systemelementen), welche zu einem bestimmten Zweck miteinander verbunden sind und gegenseitig interagieren. Systeme werden meist anhand eines Systemzustands (evtl. zeitabhängig) beschrieben. Die Definition des Begriffs System hängt von Anwendungsgebiet und Kontext ab.

Systemanalyse: Analyse eines OM-Objekts (Unternehmen, Abteilung, ...) basierend auf einer statischen (zeitunabhängigen) Betrachtungsweise

Ein Prozess ist ein zeitlicher Ablauf einer Folge von zusammenhängenden Aktionen (Aktivitäten, Operationen, Handlungen, ...).

Ein Prozess kann auch als Folge von Zustandsänderungen eines Systems betrachtet werden.

Prozessanalyse: Analyse eines OM-Objekts (Unternehmen, Abteilung, ...) basierend auf einer dynamischen (zeitabhängigen) Betrachtungsweise.

• Plan: Handlungsabsicht, gedankliche Vorwegnahme zukünftiger Handlungen
• Planung: Entwicklung eines Plans (zukunftsgerichtet), d.h. das Festlegen von Zielen (Sollwerten) und von Methoden zur Erreichung dieser Ziele