Strategisches Ersatzteilmanagement in Closed-Loop Supply Chains: Ein systemdynamischer Ansatz 3835001930, 9783835001930

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Marcus Schroter Strategisches Ersatzteilmanagement in Closed-Loop Supply Chains

GABLER EDITION WISSENSCHAFT

Marcus Schroter

Strategisches Ersatzteilmanagement in Closed-Loop Supply Chains Ein systemdynamjscher Ansatz

Miteinem Geleitwortvon Prof. Dr. Thomas Stefan Spengler

Deutscher Universitats-Verlag

Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche BibKothek verzeictinet diese Pubiikatron in der Deutschen Nationalbibiiografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet iiber abrufbar.

Dissertation TU Braunschweig, 2005

1. Auflage Februar 2006 Alle Rechte vorbehalten ^ ^ . M. 2.89% \'^/^ Schadstoffe ^^^^^ Kabelreste \ j 1,59% "^^'^^--- \ J ^ ^ V ' ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ Nichteisenmetaile (NE) 23,02%

di,u^/o """""^^^^--^ ^ ^ ^ ^

Kunststoff 0,27%

^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ Eisen (FE) 48,86%

Abbildung 2-16: Verteilimg der Aiisgangsfiraktioiieii bei der ElectrocycUng GmbH (fan Gew.- %)

Der Abbildung ist zu entnehmen, dass die stoffliche Materialverwertung derzeit die Uberwiegende Recyclingart bei der Behandlung von Elektro(nik)altgeraten darstellt. Neben Eisenmetall sind Kupfer, Aluminium und in geringen Mengen auch Edelmetalle wie Gold, Silber und Palladium enthalten. Diese Metalle werden an Stahl- und KupferhUtten sowie Aluminiumschmelzwerke verkauft. Glas aus Bildr6hrcn wird als Mischglas oder getrennt in Front- und Konusglas in der Bildr5hrenproduktion eingesetzt. Die wirtschaftliche Bedeutung der Verwertung der Kunststofffraktion ist fiir den Recyclingprozess als eher gering einzustufen, da die fUr eine Verwertung notwendige Menge defmierter Qualitat selten vorliegt. Die energetische Verwertung kann beispielsweise in Kraftwerken geschehen. Auch hier ist eine vorherige Aufbereitung notwendig, um ein gleichmSBiges Heizwertniveau zu erreichen. Ein grofier Anteil der Kunststoffmischfraktion wird nach wie vor ebenso wie andere Misch- und Reststofffraktionen in Abfallverbrennungsanlagen oder auf Deponien entsorgt [Ploog 2005]. Ein hochwertiges Recycling in Form einer emeuten Produkt- octer Produktkomponentenverwendung wird derzeit nur in sehr geringen Mengen realisiert, da insbesondere die Marktnachfrage stark begrenzt ist. Trotzdem stellt sich die Recyclingart der emeuten Verwendung ftir Recyclinguntemehmen, bei entsprechender Nachfrage, wirtschaftlichcr dar als die der Verwertung. Mit den emeut verwendbaren Produkten und Produktkomponenten ist in der

2 Rahmenbedingungen von Closed-Loop Supply Chains in der Elektro(nik)industrie

41

Regel ein Erl5s zu erzielen, der den reinen Materialwert Ubersteigt. In dem oben genannten Referenzuntemehmen betragt der Anteil emeut zu verwendender Stoffe etwa drei Gewichtsprozent der ausgehenden Massenstr5me. Das grOBte Absatzpotenzial besitzen Produktkomponenten aus dem Informations- und Telekommunikationsbereich [Hesselbach/KUhn 1998] sowie auch ganze Gerate, die vorwiegend an Zwischenhandler verkauft werden. In kleinerem Umfang fmdet auch ein Verkauf an private Kunden statt, wobei das Internet hUufig als Kommunikationsmedium genutzt wird.^^ Einige Recyclinguntemehmen bieten darUber hinaus ,3astlerverkUufe" an, bei denen es m5glich ist, direkt aus angelieferten GerUten Bauteile heraus zu suchen, die fUr Bastler einen Gebrauchswert besitzen. In geringem Umfang fragen Hersteller gelegentlich die VerfUgbarkeit von Produktkomponenten an mit dem Ziel, diese im Rahmen ihres Ersatzteilmanagements einzusetzen. Eine systematische und geplante Rtickfilhrung von Produktkomponenten vom Recyclinguntemehmen an den Hersteller zur Verwendung im Ersatzteilmanagement ist derzeit aber nicht zu erkennen. Die bedeutendsten Hemmnisse einer hOheren Verwendungsmenge von GerUten und Produktkomponenten sind: •

die geringen Mengen an gleichartigen Altgeraten,

•

das dezentrale Aufkonmien des Abfalls,

•

die problematische Wissensbereitstellung ftir Recyclinguntemehmen,

•

der geringe Wert vieler Produktkomponenten,

•

der fehlende Informationsaustausch Uber Bedarfe und Verfiigbarkeiten.

2.9 Erkenntnisse aus den Rahmenbedingungen von Closed-Loop Supply Chains in der Elektro(nik)industrie Aus der Analyse der Rahmenbedingungen von CLSCs in der Elektro(nik)industrie k5nnen folgende wesentliche Erkenntnisse zusammengefasst werden. FUr Hersteller von Elektro(nik)geraten kommt der RUcknahme und dem Recycling ihrer Produkte am Ende ihrer Nutzungszeit eine immer hOhere Bedeutung zu. MaBgebliche Griinde hierfUr liegen einerseits in den neuen gesetzlichen Rahmenbedingungen wie die WEEE, der RoHS sowie deren nationalen Umsetzungen und andererseits in der zunehmenden Erkenntnis, dass durch die Kontrolle dieser Prozesse auch betriebswirtschaftliche Vorteile erzielt werden kSnnen (vgl. Abschnitt 2.3). Da bisher erst verhaltnismSBig wenige Untemehmen Konzepte fUr das R^ycling ihrer Produkte entwickelt haben (vgl. Abschnitt 2.3.2), ist anzunehmen, dass viele Produzenten derzeit vor dem Problem stehen, Recyclingsysteme fiir ihre Produkte zu gestalten. Hierbei geht es etwa um Fragestellungen, welche Logistiksysteme zu implementieren sind, welche Recyclingprodukte wieder in das eigene Leistungssystem zuriickgefiihrt werden und wie Kunden in den Prozess der ProduktrUcknahme eingebunden werden. Zur L5sung dieser Planungsaufgaben werden Entscheidungen notwendig, die stmktureller Art und kurzfristig nur schwer revidierbar sind; derartige Entscheidungen sind daher von der strategischen Planungsebene zu treffen.

57

Ein Beispiel hierfUr stellt der Online-Shop der Firma Electrocycling GmbH aus Goslar dar (http://www.electrocycling.de/shop).

42

2 Rahmenbedingungen von Closed-Loop Supply Chains in der Elektro(nik)industrie

Die Planungsprobleme, die in diesem Zusammenhang zu losen sind sowie bestehende Ansatze zur Entscheidungsunterstiitzung der produktverantwortlichen Untemehmen werden im nachsten Kapitel aufgezeigt.

3 Strategisches Management von Closed-Loop Supply Chains

3

12.

Strategisches Management von Closed-Loop Supply Chains

Aufbauend auf den technischen, okonomischen und rechtlichen Rahmenbedingungen steht in diesem Kapitel die strategische Planung von CLSCs in der Elektro(nik)industrie im Mittelpunkt. Ziel ist es dabei, durch die Analyse der auf dieser Managementebene bestehenden Planungsaufgaben, LOsungsansStze zu diskutieren und zu priifen, in welchem Bereich der strategischen EntscheidungsunterstUtzung im CLSCM Handlungsbedarf besteht. Ausgehend von einer Darstellung der Charakteristika der strategischen Planungsebene (Abschnitt 3.1) und der grundsatzlichen Ziele und Anforderungen des SCM (Abschnitt 3.2) werden der Inhalt, Zielsetzungen und Besonderheiten des CLSCM im Vergleich zum SCM definiert (Abschnitt 3.3). Hierauf aufbauend werden die verschiedenen zu losenden Gestaltungsaufgaben in CLSCs identifiziert und bestehende LSsungsansMze erSrtert (Abschnitt 3.4). Ein Schwerpunkt Uegt dabei auf der integrierten Planung des Designs von CLSCs und der Recyclingstrategien fUr Produkte (Abschnitte 3.5 und 3.6). AbschlieBend erfolgt die Zusammenfassung der Ergebnisse des Kapitels (Abschnitt 3.7).

3.1 Charakteristika der strategischen Planung^ Zur Strukturierung der in Untemehmen anfallenden Planungsaufgaben werden diese beziiglich ihrer zeitlichen und inhaltlichen Reichweite klassifiziert. Dieser Uberlegung liegt zugrunde, dass mit der Zunahme des Planungshorizontes auch die Tragweite der zu treffenden Entscheidung fiir das Untemehmen ansteigt. Die dadurch entstehende Hierarchie von Planungsaufgaben wird haufig in die drei Ebenen der strategischen, der taktischen und der operativen Planung gegliedert [Zapfel 2000] [Wild 1978] [Anthony 1965]. Die der Planungsebene zuzuordnenden Planungsaufgaben unterscheiden sich hinsichtlich der Dimensionen Planungshorizont, Bedeutung der Entscheidung fur das Gesamtuntemehmen, benStigter Aggregationsgrad der entscheidungsrelevanten Informationen sowie der Managementebene auf der die jeweilige Entscheidung getroffen wird (Abbildung 3-1).

Der Begriff der Planung selbst kann verstanden werden als „gedankliche Vorwegnahme zukiinftigen Handelns" ([SchneeweiB 1991], S.l), ahnlich auch [Vo6/Gutenschwager 2001]. Eine weitere Definition, welche weitere Aspekte des Planungsprozess einbezieht stammt von ([SchoU 2001], S. 9). Dieser versteht ,J*lanung als ein von Entscheidungstragem auf der Grundlage unvoUkommener Informationen durchgefUhrter, zukunftsorientierter, grundsatzlich systematisch und rationaler Prozess zur LSsung von (Entscheidungs-)Problemen unter Beachtung subjektiver Ziele." ([SchoU 2001], S. 9)

3 Strategisches Management von Closed-Loop Siyply Chains

44

Bedeutung fur das Qesamtuntemehmen hoch

mittel

gering

3

I

I 1 i

hoch

mittei

niedrig

Managementebene

AbbUdimg 3-1: Kennzeichnimg strate^scher, taktischer und operativer Pianiuigen [Gimther/Teiiipeliiieier 2003]

Die Aufgabe der strategischen Planung besteht insbesonderc darin, Ziel- und Aktionsr^ume zu definieren, „...die ein Untemehmen zur Sicherung bestehender und / oder zur ErschlieBung neuer Erfolgspotentiale bis zum Planungshorizont durch spezifische Operationen ausflillen will." [Zahn 1989]. Hierzu sind Strategien zu entwickeln, durch die grunds^tzlich die Art der Verwendung der Ressourcen beziehungsweise Leistungspotenziale eines Untemehmens und somit dessen Grundorientiening ftir die weitere Entwicklung festgelegt wird [Hentze 1993] [Bunz 1988]. Im Rahmen der taktischen Planung werden die entwickelten Strategien fUr die einzelnen Funktionsbereiche der Untemehmung konkretisiert. Im Bereich der Produktion sind dabei etwa die langftistig bereitzustellenden Produktionspotenziale (Input), die langfristige Organisation des Produktionsprozesses (Throughput) sowie die langfristig festzulegenden Leistungsfelder Gegenstand der Planung [Schultmann 2003] [ZSpfel 2000]. Aufgrund der schwierigen Abgrenzung zwischen strategischen und taktischen Planungsaufgaben, wird zwischen diesen nachfolgend nicht weiter differenziert.^ Im Folgenden werden deshalb strategisch-taktische Planungsaufgaben zu Gestaltungsaufgaben zusammengefasst [Zapfel 2003], die von der strategischen Planungsebene zu I6sen sind.^ Die operative Planungsebene, die auch Lenkungsebene genannt wird, hat die Aufgabe, die auf der strategisch-taktischen Ebene geschaffenen Potenziale und Strukturen bestmdglich auszunutzen. Das dargestellte hierarchische System kann sowohl fiir die Planung in einzelnen Untemehmen als auch in untemehmensUbergreifenden Kooperationsverbtinden, beispielsweise Supply Chains, zu Grunde gelegt werden [Zapfel 2003].

Dieses Vorgehen schlagen etwa auch [Hoitsch 1993] und [Schultmann 2003] vor. Im Folgenden wird statt von der strategisch-taktischen Planungsebene einheitiich von der strategischen gesprochen.

3 Strategisches Management von Closed-Loop Supply Chains

45^

3.2 Supply Chain Management als Ausgangspunkt des Closed-Loop Supply Chain Managements Globalisierte Beschaffungs- und Absatzmarkte, steigende Arbeitsteilung, zunehmende Preis-, Qualitats- und Zeitanforderungen der Kunden haben den Begriff der Supply Chain in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewinnen lassen [Hahn 2002]. Akteure der Supply Chain sind dabei Vorlieferanten, Zulieferer, Produzenten und Logistikuntemehmen. Zunehmend wird es notwendig, dass diese Akteure innerhalb der Supply Chain kooperativ zusammenarbeiten, um den Kundenanforderungen gerecht zu werden. Die Verbindung der einzelnen Teilnehmer in der Supply Chain erfolgt durch einen Huss von Giitem, der sich vom Zulieferer kommend in Richtung des Endkunden bewegt. AuBerdem stehen die einzelnen Teilnehmer tiber den Austausch und einen Fluss von Informationen und finanziellen Mitteln miteinander in Kontakt. Eine Supply Chain gleicht in der Realitat hSufig eher einem Netzwerk als einer Kette, da die einzelnen Akteure in vielen Fallen Mitglied einer Reihe weiterer Wertschepfungsketten sind. Hiervon ausgehend wird in der vorliegenden Arbeit das SCM* als die integrierte Planung und Steuerung der Material- und DienstleistungsflUsse ausgehend von der Rohstoffgewinnung Uber die Veredelungsstufen bis hin zum Endkunden, einschlieBlich der damit veibundenen Informations- und FinanzflUsse, mit dem Ziel, Kundenanforderungen betriebswirtschaftlich effizient Uber alle WertschOpfungsstufen zu erftillen, verstanden.^ Charakterisierendes Kennzeichen des SCMs ist dessen systemische Fluss- und Prozessorientierung [Pfohl et al. 2001]. Nicht einzelne Teilbereiche der Wertsch5pfungskette, wie etwa Lager und Transport, soUen hinsichtlich der diesen AktivitSten zuzuordnenden Kosten optimiert werden, sondem das Gesamtsystem der Supply Chain. Dazu ist im Rahmen einer idealtypischen Sichtweise jede AktivitSt im Hinblick auf die Vorteilhaftigkeit fiir die gesamte Supply Chain zu bewerten. Supply Chains besitzen folgende Kemfunktionen: Die physische Funktion umfasst die Transformation, die Lagerung und den Transport von Material- und GUterstrdmen. Die Maiictausgleichsfunktion hingegen beinhaltet die Aufgabe des Ausgleichs zwischen Angebot und Nachfrage [YucesanA^an Wassenhove 2003]. Zur effizienten ErfUllung dieser Funktionen werden Supply Chains von drei „Saulen" unterstUtzt [YucesanA^an Wassenhove 2003]: •

Prozesse (Querschnittsfunktionen der Supply Chain wie Logistik, Wissensmanagement, Produktentwicklung)

•

Organisationsstruktur (AusprSgung der marktlichen und hierarchischen Elemente in der Kooperation)

•

Ermdglichende Technologien (Prozess-und Informationstechnologien)

Eine einfache Struktur einer Supply Chain zeigt Abbildung 3-2.

Ein einheitlichcs Verstandnis des Begriffes SCM hat sich in der Literatur bishcr noch nicht hcrausgebildet [StOlzle 1999] [Otto/Kotzab 2001]. Dies ist u.a. darauf zurUckzuftthren, dass das Konzept von untcrschiedlichcn wisscnschaftlichen Teildisziplinen diskutiert wird und sich unterschiedliche Denkschulen entwickelt haben [Busch et al. 2003] [Croom/Romano/Giannakis 2000]. Vgl, fUr ahnliche Defmitionen [Gabler 2000], [Hahn 2002] und [Schultmann 2003].

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3 Strategisches Management von Closed-Loop Supply Chains

Zulieferer

Hersteller Kunde

I Prozessej

| Organisationsstrukturenj

Ermdglichende Technologien

AbbUdimg 3-2: Supply Chain (verandert nach [YucesanA^an Wassenhove 2003])

Im Rahmen der strategischen Gestaltung von Supply Chains sind die Strukturen der MaterialInformations- und Finanzfltisse sowie die AusprSgungen dieser SSulen langfristig zu planen, da die damit zusammenhangenden Entscheidungen dauerfiaft bindend und damit nur begrenzt umkehrbar sind. Aufgabe der Lenkungsebene (operative Planungsebene) ist dann „die zielgerichtete laufende Regelung der Material- und WarenflUsse" [Zapfel 2003] in der Supply Chain unter Beachtung der auf der Ubergeordneten Planungsebene geschaffenen Strukturen. Die spezifischen Anforderungen an das SCM ergeben sich aus der Komplexitat von Supply Chains, den unterschiedlichen Zielsetzungen der beteiligten Institutionen, der inhSrcnten Dynamik von Supply Chains, dem schwierigen Ausgleich von Angebot und Nachfrage, dem Auftreten des BuUwhip-Effektes^ und vielen weiteren Unsicherheitsquellen im Wertsch5pfungsprozess [Simchi-Levi/Kaminsky/Simchi-Levi 2003]. Aus diesen Anforderungen lassen sich die Hauptziele eines SCMs ableiten. Zu diesen zShlen insbesondere die Reduzierung der Komplexitat, der Abbau von Informationsasymmetrien, sowie die Erhahung der Flexibilitat hinsichtlich der Reaktion auf dynamische und diskontinuierliche Umweltentwicklungen in der Wertschepfungskette [Schultmann 2003] [Busch et al. 2003]. Das optimale Design einer Supply Chain hUngt stark von den Eigenschaften des Produktes ab, welches tiber eine WertschSpfungskette produziert und vertrieben werden soil. [Fisl^r 1997] unterscheidet diesbeziiglich funktionale und innovative Produkte.

Das Phanomen des Aufschaukelns der Nachfrage und damit der Lagerbestande entiang der Supply Chain wurde schon in den grundlegenden BeitrSgen von Forrester [Forrester 1958] und [Forrester 1961] untersucht. Das von ihm entwickelte Modell einer vierstufigen WertschSpfungskette stellt die Basis ftir das seit Ende der 80er Jahre bekannt gewordene Beer-Game dar. Umfangreiche Untersuchungen tiber das menschliche Entscheidungsverhalten in Supply Chains bei begrenzter InformationsverfUgbarkeit wurden von [Sterman 1989] durchgefiihrt.

47

3 Strategisches Management von Closed-Loop Supply Chains

Funktionale Produkte zeichnen sich etwa dadurch aus, dass •

ihre Marktphase relativ lang ist (>2 Jahre),

•

die Variantenvielfalt relativ gering ist,

•

der Deckungsbeitrag relativ niedrig ist und

•

Nachfrageprognosen aufgrund stabiler Nachfrage relativ genau zu erstellen sind.

Elektrische Werkzeuge (Bohrhammer etc.) sowie Kopierer sind beispielhafte Produkte aus der Elektro(nik)industrie, die dieser Produktgruppe angehdren. Innovative Produkte sind im Gegensatz dazu gepr^gt durch •

kurze Marktphasen,

•

hohe Variantenvielfalt,

•

hohe Deckungsbeitrage und

•

erhebliche Schwankungen in der Nachfrage, so dass exakte Nachfrageprognosen kaum zu erstellen sind [Fisher 1997].

Zu dieser Produktgruppe gehOren etwa viele GerSte aus der Informations- und Kommunikationstechnik, z.B. Handys, PCs etc. Der Erfolg von Produkten am Markt hangt nach [Fisher 1997] wesentlich davon ab, ob die Supply Chain des Produktes zu den charakteristischen Nachfragemerkmalen des Produktes passt. Er schlagt vor, fUr funktionale Produkte „effiziente Supply Chains (efficient supply chains)" und fUr innovative Produkte „reaktionsfMhige Supply Chains (responsive supply chains)" aufzubauen (Abbildung 3-3).^ Funktionale Produkte

Innovative Produkte

«i

match

p:L^^!!>^^^j^L^^iSSii^;\^;~i^H

II

|iliiB««

match

Abbildung 3-3: Paanmg von Produkten und Supply Chain Designs [Fisher 1997]

Die wesentlichen Handlungspolitiken effizienter und reaktionsfahiger Supply Chains werden in der folgenden Tabelle 3-1 gegeniiber gestellt:

Vergleiche zur Ubersetzung des Begriffes ,/esponsive" Supply Chain in ,jeaktionsf^hige" Supply Chain [Corsten/Gabriel 2002].

48

3 Strategisches Management von Closed-Loc^ Supply Chains

Tabelle 3-1: Vergleich von effizienteii und reaktionsdliigeii Supply Chains [Corsten/Gabiiel 2002] [FIdier 1997] Reaktionsfiihige Supply Chains Effisdente Supply Chains

Berechenbare Nachfrage effizient versorgen

Auf unvorhersehbare Nachfrage reaktionsschnell reagieren, um Fehlmengen und Cberbestande zu vermeiden

Hohe KapazitMtsauslastung sichem

KapazitStspuffer aufbauen

Lagerbest^de minimieien und Umschlag erhfthen

Sicherheitsbest^de von Produkten und Komponenten halten

Durchlaufzeit moderat verkiirzen

Durchlaufzeiten stark verkiirzen

Lieferanten anhand von Kosten- und Qualitatskriterien auswahlen

Lieferanten anhand von FlexibUitats-, Schnelligkeits- und QualitHtskriterien auswlMen

Produktleistung maximieren und Kosten minimieren

Produktvielfalt durch Postponement und Modularisierung beherrschen

[Lee 2002] erweitert den nachfrageorientierten Ansatz von [Fisher 1997] um Unsicheiheiten in der Beschaffung. Dazu unterscheidet er zwischen stabilen und entstehenden Beschaffungsprozessen. StabUe Beschaffiingsprozesse liegen allgemein fiir Produkte vor, deren Fertigungstechnologien ausgereift sind und deren Beschaffungsquellen bekannt und etabliert sind. Entstehende Beschaffiuigsprozesse zeichnen sich dagegen dadurch aus, dass sich Fertigungstechnologien noch in einer friihen Entwicklungsphase befinden und sich rapide andem kOnnen. Dies fUhrt dazu, dass die Beschaffungsquellen in den Bereichen ,JErfahrung" und „Kapazitat" limitiert sind. Tabelle 3-2 zeigt die Beschaffungscharakteristika der beiden genannten NachfrageprozessausprSgungen auf: Tabelle 3>2: Nachfracecharakteristika [Lee 2002] StabUer Nachfrageprozess 1 Wenige Stftrfklle

Entstehender Nachfrageproasess Anfallig fUr Stdrfalle

Stabile und hohe Gutmengen

Variable und geringe Gutmengen

Geringe Qualitatsprobleme

Mdgliche Qualitatsproblen^

Viele Beschaffungsquellen

Begrenzte Anzahl an Beschaffungsquellen

Zuverl^ssige Zulieferer

Unzuverlassige Zulieferer

Wenige Anderungen im Prozess

Viele Anderungen im Prozess

Wenige KapazitStsengpMsse

M5gliche KapazitStsengp^sse

Leichter Zuliefererwechsel m5glich

Zuliefererwechsel schwierig

Flexibel

Unflexibel

ZuverlMssige Durchlaufzeit

Wechselhafte Durchlaufzeit

49

3 Strategisches Management von Closed-Loop Supply Chains

Zur Gestaltung einer optimalen Supply Chain-Struktur sind demnach sowohl die Nachfrageals auch die Beschaffungssituation des Untemehmens zu analysieren, die Quellen mOglicher Unsicherheiten aufwarts und abw^rts der Wertschdpfungskette zu verstehen und Wege zu finden, diese GeMirdungen fiir die Effizienz der Supply Chain zu reduzieren [Lee 2002]. Dazu schlagt [Lee 2002] eine Erweiterung des Portfolios von [Fisher 1997] um die Dimensionen der ,3eschaffungsunsicherheit" vor, was in Abbildung 3-4 dargestellt ist. Nachfrageunslcherhelt Niedrig (funktionale Produkte)

1

1

Hoch (innovative Produkte)

Effiziente

Realctionsfahige

Supply Chains

Supply Chains

Risikoabgesicherte Suppiy Chains

Agile Suppiy Chains

AbbUdung 3^: Abgestimmte Strategien [Lee 2002] Neben den Supply Chain Designs, die auch [Fisher 1997] vorschlMgt, nennt [Lee 2002] zusatzlich risikoabgesicherte Supply Chains sowie bewegliche (agile) Supply Chains, die durch eine hohe Beschaffungsunsicherheit gekennzeichnet sind. Risikoabgesicherte Supply Chains versuchen durch eine Bundelung und gemeinsame Nutzung von Ressourcen die Risiken eines Beschaffungsengpasses in der Supply Chain zu reduzieren. M5gliche operative MaBnahmen zur Umsetzung der Strategie liegen in der gemeinsamen Vorhaltung von SicherheitsbestSnden und im Aufbau zusStzlicher Beschaffungsquellen. Da es einfacher ist, eine Supply Chain zu lenken, die nur wenigen Unsichertieiten ausgesetzt ist, muss es Ziel eines SCMs sein, die Nachfrage- und Beschaffungsprozesse so zu gestalten bzw. umzugestalten, dass es gelingt, die UnsicherheitsausprSgungen eines Produktes betriebswirtschaftlich effizient zu reduzieren. Magliche Wege zur Reduzierung von Unsicherheiten werden in Abbildung 3-5 durch die Richtungen der Pfeile verdeutlicht. Das optimale Supply Chain Design fiir ein Produkt kann sich jedoch im Laufe eines Produktlebenszyklus Sndem, wenn sich Nachfragemuster so verandem, dass sich innovative Produkte zu funktionalen Produkten wandeln [Aitken/Childerhouse/Towill 2003]. Die Herausforderung des SCM besteht dann darin, nicht nur das notwendige Redesign der Supply Chain durchzufUhren, sondem auch den richtigen Zeitpunkt hierfiir zu finden.

3 Strategisches Management von Closed-Loop Supply Chains

50

Nachfragcunsicherheit Niedrig (funkUonaie Prodiikte)

Hoch (Innovative Produkte)


nenten zur Verringerung des Risikos einer emeuten Unterschreitung des gewUnschten Systembestandes eingelagert. 100

75

50 • • • • •

• •

25

24

48

I

\ \ \

F • •

^ \

• p

\ %

96

Langfristig gepianter Systembestand [Tell]

p •

120 Monate

168

192

216

240

Tatsachllcher Systembestand [Tell] '

AbbUdimg 6-19: Gepianter und tatsfichiiclier Systembestand

6.6.6 Einstellungen zur Untersuchung alteraativer Strategien Eine tfbersicht der aufgezeigten Strategieelemente sowie mOgliche Kombinationen dieser Elemente zu Strategien sind Tabelle 6-1 zu entnehmen. Die Simulation und betriebswirt-

6 Konzeption und Implementierung eines Entscheidmigsuntersttttzungsinstruments

185

schaftliche Bewertung dieser Strategien wird im Rahmen einer Fallstudie in Kapitel 7 durchgefUhrt. Tabcllt6-l;StnH

Basis

X

Basis mit Prognose Reaktiv ohne Akquisition Realctiv mit AI(quisition ISystemweite Bestandspolitik ohne Akquisition jSystentweite Bestandspolitik mit (Akquisition JFrQhwamsystem ohne Akquisition Fruhwamsystem mit Akquisitk>n Einlagerung aufart)eitt>arer JKomponenten

X X X X X X X

Einlagemng aufarbeitbarer Komponenten und iangfristige Prognose

X

Einlagenjng aufart)eitt>arer Komponenten und FrQhwamsystem mit Akquisitkyi

X

X X X

X X X X

X X X X

X X

X

X

X 1

Die Strategic „Basis" reprasentiert den in vielen Untemehmen vorherrschcnden Status Quo. Es werden keine Komponenten aufgearbeitet. AltgerSte werden lediglich passiv zurtickgenommen und einer Materialverwertung zugefUhrt. Dartiber hinaus werden wMhiend der Nachserie keine langfristigen Abschatzungen Uber die Sicherstellung der UeferfUhigkeit von Ersatzteilen gemacht. Basis mit Prognose Diese Strategic unterscheidet sich von der Strategic ,3asis" durch den Einsatz der mittelftistigen Prognose des Systembestands. Reaktiv ohne Akquisition Diese Strategic ist dadurch charaktcrisiert, dass mit der Gewinnung von aufarbeitbaren Komponenten aus passiv zurUckgenommenen AltgerSten begonnen wird, sobald die garantierte Licferzeit fUr die Kunden nicht mchr eingehalten werden kann. Reaktiv mit Akquisition Im Verglcich zu der vorher genannten Strategic wird hier zusStzlich zu der Gewinnung von Komponenten aus passiv zurtickgcnonmien GcrSten versucht, AltgcrStc mit aufarbeitbaren Komponenten zu akquiricren. Die Akquisitionsaktivitaten beginnen, wenn die (ten Kunden garantierte licferzeit von Ersatzteilen Ubcrschritten wird.

186

6 Konzeption und Implementierung eines EntscheidungsuntCTstUtzungsinstruments

Svstemweite Bestandspolitik ohne Akquisition Diese Strategie enthalt das Strategieelement der mittelfristigen Prognose des Systembestands sowie die Aufarbeitungsoption. Wird ein Fehlbestand prognostiziert, werden aufzuarbeitende Komponenten aus passiv zuriickgenommenen AltgerUten gewonnen und bis zu einem entspnechenden Bedarf zwischengelagert. Svstemweite Bestandspolitik mit Akquisition ZusStzlich zu den Eigenschaften der vorherigen Strategie werden bei der „systemweiten Bestandspolitik mit Akquisition" AltgerMte mit aufarbeitbaren Komponenten akquiriert. Sofem noch kein Fehlbestand eingetreten ist, wird versucht, so viele AltgerSte zu akquirieren, wie aktuell an Ersatzteilen nachgefragt wird. Fruhwamsvstem ohne Akquisition Diese Strategie verkniipft die „systemweite Bestandspolitik ohne Akquisition" mit einem Bestandsmonitoring. Es werden Komponenten aus passiv zuriickgenommenen AltgerSten gewonnen bis es gelingt, den geplanten Systembestand wieder zu erreichen. Fruhwamsvstem mit Akquisition Im Rahmen dieser Strategie ist es im Vergleich zum „Friihwamsystem ohne Akquisition" zusatzlich moglich, zur Anpassung des aktuellen an den geplanten Systembestand Altgerate mit aufarbeitbaren Komponenten zu akquirieren. Einlagerung aufarbeitbarer Komponenten Diese Strategie beinhaltet die Gewinnung von aufarbeitbaren Komponenten aus passiv zuriickgenommenen Altgeraten im gesamten Ersatzteillebenszyklus. Nicht ben5tigte Komponenten werden bis zum Ende des Versorgungszeitraumes eingelagert. Einlagerung aufarbeitbarer Komponenten und langfristige Prognose Diese Strategie kombiniert die Merkmale der Strategien ,^inlagerung aufarbeitbarer Komponenten" sowie „Systemweite Bestandspolitik ohne Akquisition". Einlagerung aufarbeitbarer Komponenten und Fruhwamsvstem mit Akquisition Diese Strategie ist eine Kombination aus den Strategien „Einlagerung aufarbeitbarer Komponenten" und, J'rUhwamsystem mit Akquisition". Reicht die dauerhafte Gewinnung von Komponenten aus passiv zuriickgenonmienen Altgeraten nicht aus, um den geplanten Systembestand zu sichem, werden zusatzhch Altgerate mit aufarbeitbaren Komponenten akquiriert. Ein Redesign ist bei jeder der genannten Strategien moglich. 6.6.7

Parametrisiening des Modells

Zur fallspezifischen Untersuchung von Strategien zur Ersatzteilversorgung in CLSCs ist das generische Simulationsmodell geeignet zu parametrisieren. Eine hervorgehobene Bedeutung haben die Parameter, die den Ersatzteilbedarf und den Produktriicklauf der betrachteten Produkte determinieren. Bestehende AnsStze zur Schatzung dieser Parameter wurden schon in Kapitel 3.4.2.6 dargestellt. Im Folgenden wird deshalb lediglich auf einzelne Aspekte der Datenbestimmung detaillierter eingegangen.

6 Konzeption und Implemcntierung eines EntscheidimgsunterstUtzungsinstruments

187^

Die kohortenspezifischen Obsoleszenzwahrscheinlichkeiten und Reparaturquoten sind modellexogen vorzugeben. Die Entwicklung von Methoden zur adUquaten Bestimmung dieser Parameter stellt keinen Schwerpunkt dieser Arbeit dar. Im Folgenden werden deshalb nur gmndsatzlich mOgliche Vorgehensweisen zur Parameterschatzung skizziert. Fur beide Parametertypen konnen Methoden eingesetzt werden, die im Rahmen der Schatzung der Ersatzbedarfsnachfrage verwendet werden [Lewandowski 1974]. Ziel der Ersatzbedarfsnachfrage ist es, die Markmachfrage zu schatzen, die aus der AuBerdienststellung von Gtitem resultiert. Im Gegensatz dazu versucht die Neubedarfsprognose den Neubedarf an Gutem zu schStzen, der aus der Zunahme des Marktpotenzials oder aus der Erh5hung des Pro-Kopf-Verbrauchs resultiert. Die Gesamtnachfrage wShrend des Produktlebenszyklus ergibt sich dann aus dem Neubedarf und dem Ersatzbedarf. Die Ersatznachfrage wird auf Basis der Wahrscheinlichkeiten, dass ein Produkt aus dem Markt ausscheidet, bestimmt. Diese Wahrscheinlichkeitsfunktion, die auch Sterblichkeitsfunktion genannt wird, entspricht von der Struktur der Wdirscheinlichkeitsfunktion der Obsoleszenz. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die im strategischen Planungsinstrument betrachteten Gliter mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit noch einmal repariert werden und dabei das jeweils benStigte Ersatzteil nachgefragt wird. Wie sich die Ersatzteilnachfrage und der ProduktrUcklauf im Zeitablauf gestalten, kann durch die Schatzung der Sterblichkeitsfunktion analysiert und prognostiziert werden. Verteilungsfunktionen, die typischerweise zum Einsatz kommen, sind etwa die Exponentialfunktion und die Weibullfunktion. Welche dieser Funktionen am besten geeignet ist, den betrachteten Ersatzprozess zu prognostizieren, kann auf der Basis von spezifischen statistischen Tests (nichtparametrische Verfahren) entschieden werden. Im Rahmen dieser Verfahren, auch Verteilungstests genannt, geht es darum, aus einer Zufallsstichprobe den Typ der Zufallsverteilung zu bestinmien. Hierbei werden die beobachteten Haufigkeiten mit den theoretisch zu erwartenden HSufigkeiten verglichen. Unterschieden werden k5nnen diese Verfahren in Sichttests, fUr die Wahrscheinlichkeitspapier^^ verwendet wird, sowie in Anpassungstests (ChiquadratAnpassungstest^, Kolmogoroff-Smimov-Anpassungstest^^). Die zur Anwendung dieser Tests notwendigen Beobachtungswerte fUr die Produktriicklaufe und Ersatzteilnachfragen k5nnen durch Stichprobenverfahren gewonnen werden. Dazu sind bei den Nutzem/KHufem des betrachteten Produktes Erhebungen durchzufiihren, ob ein zu einem bestimmten Zeitpunkt gekauftes GerSt noch genutzt wird oder ob es schon entsorgt wurde bzw. eine Entsorgung des Produktes bevorsteht. Die ermittelten Werte dienen dann als Grundlage fiir Hypothesentests zur Bestinmiung der Parameter einer angenommenen Wahrscheinlichkeitsverteilung. Mit den Informationen, die man durch diese Stichproben erhalt, kSnnen Riickschlusse auf die Verteilung der Grundgesamtheit sowie tiber deren Parameter gezogen werden [Bohley 2(KX)]. Eine grundsStzliche Fragestellung besteht allerdings darin, zu welchem Zeitpunkt im Produktlebenszyklus die ben5tigten Parameter geschatzt werden. Aufgrund der stetig kiirzer werden-

Der Nachtcil graphischer Verfahren besteht in der subjektiven Einschatzung Uber Annahme oder Ablehnung der Hypothese des Verteilungstyps und in der nur naherungsweisen Bestimmung seiner Parameter. Daher werden graphische Anpassungsverfahren durch analytische, so genannte Anpassungstests, untersetzt. Jede einzelne Klasse der theoretischen Verteilung sollte mit mindestens ftinf „th«)retischen Beobachtungen" besetzt sein. Falls die Anzahl an Beobachtungswerten insgesamt zu klein ist, kann es selbst nach Zusammenlegen von Klassen unmSglich sein, einen Chiquadrat-Anpassungstcst durchzuftihren [Bohley 2000]. FUr kleine StichprobenumfHnge ist der Kolmogoroff-Smimov-Anpassungstest bcsser geeignet als der Chiquadrat-Anpassungstest, da letzterer nur approximativ arbeitet [Hartung/Elpelt/Kl6sener 2002].

188

6 Konzeption und ImplementiCTung eines Entscheidungsuntersttltzungsinstroments

den Lebenszyklen ist eine ausreichcnde Anzahl von Beobachtungswerten fUr die einzelnen Klassen h^ufig ncwh nicht vorhanden, wenn die Planung der Ersatzteilversorgung Uber den gesamten Versorgungszeitraum durchgefiihrt wird. In der Praxis grcift man aus diescn Grlinden dann zu Expertenschatzungen oder Analogieschlussverfahren. Bei dem letztgenannten Ansatz greift man auf Wissen zurCick, welches durch die Beobachtung eines Mhnlichen Prognosegegenstands gewonnen wurde. Dies k5nnen etwa die Ersatzteilnachfrageverliufe e i n ^ Produktvorgangers oder einer technisch ahnlich konstruierten Produktkomponente sein. Dieses Wissen kann dann diiekt in Fonn von subjektiven Wahrscheinlichkeiten verwendet oder in Prognoseinstrumenten auf der Basis des Fuzzy-Ansatzes eingesetzt werden. [Miiller/Wehner 1997] entwickeln beispielsweise ein solches Instrument flir die Prognose des Absatzes von Ersatzteilen in der Automobilindustrie. Die sich im Laufe des Ersatzteillebcnszyklus crgebende veibesserte Mormationsbasis zur Schatzung der entscheidungsrelevanten Parameter kann durch eine emeute Parametrisierung des Simulationsmodells im Sinne einer roilierenden Planung berilcksichtigt werden. 6.6.8

BerilcksichtigimgderlJiisicherheit

Der BerUcksichtigung unsicherer Entwicklungen bei Investitionsprojekten kommt eine besondere Bedeutung zu, da Entscheidungen, die zu Beginn eines Projektes getroffen werden, nicht Oder nur in einem sehr geringen Umfang reversibel sind. Sind die Paran^ter eines Investitionsplanungsproblems nicht deterministisch, spricht man von Entscheidungen bei Unsichertieit [Blohm/Ulder 1995]. Zur Einbeziehung von Unsicherheit in die Entscheidungsfindung ist es mit dem strategischen Planungsinstrument^ mSglich, Sensitivitatsanalysen^^ oder Risikoanalysen durchzufUhren.^ Beim erstgenannten Verfahren wird nach Bestimmung des Kapitalwertes in weiteren Rechnungen Ubeiprttft, wie das Ergebnis durch Variation der Eingabeparameter verandert wird. Dieses kann entweder durch systematische Modifikation eines (einfache Sensitivitatsanalyse) oder mehrerer Parameter gleichzeitig (multiple Sensitivitatsanalyse) erfolgen [Bitz 2005]. Wendet man letzteres Verfahren an, so kOnnen die Ergebnisse dazu dienen, ein einfaches Risikoprofil unter BerUcksichtigung der relativen Haufigkeiten der unterschiedlichen Ergebnisauspragungen zu erstellen. Durch die grafische Darstellung des Risikoprofils kdnnen Wirkungszusammenhange zwischen den untersuchten Parametem gut nachvollzogen werden [Bitz 2005]. Sensitivitatsanalysen ermaglichen erste Erkenntnisse tiber die Unsicherheitsstruktur der analysierten Strategien bzw. Investitionsprojekte [Kilger 1965]. Darauf aufbauend kann entschieden werden, welchen Einfluss die Unsicherheit der untersuchten Parameter auf den Zielfunktionswert besitzt, und ob es notwendig ist, weitere Untersuchungen hinsichtlich der Wahrscheinlichkeitsverteilungen dieser Parameter vorzunehmen [Scholl 2001]. Weiterhin kann die Sensitivitatsanalyse dazu verwendet werden, mehrere sich untereinander ausschlieBende Investitionsaltemativen zu vergleichen. Eine geringe Empfindlichkeit einer optimalen Alternative gegentiber Abweichungen bedeutet, dass sie auch dann gegenUber anderen Altemativen vorteilhaft bleibt. Diese Art der Sensitivitatsanalyse wird dann angewendet, wenn es darum geht, eine Alternative zu finden, die bei mdglichst vielen

^ Dicsc Funktionalitatcn werden von der Software VENSIM bcreitgestellt. AusfUhrliche Beschreibungen der Methoden finden sich in fast alien Lehrbilchaii. Zur Sensitivitatsanalyse vgl. Z.B. [Ross/Westerfield/Jaffe 2002]. ^ Vgl. zur Risikoanalyse z.B. [Gdtze/Bloech 2004] [Franke/Hax 2004] [Kruschwitz 2003].

6 Konzeption und Implementierung eines Entscheidungsunterstiitzungsinstruments

189

denkbaren Umweltentwicklungen gegeniiber anderen Altemativen tiberlegen ist [Frank^Hax 2004]. Bei der Risikoanalyse ist das Ziel, eine Wahrscheinlichkeitsverteilung fUr die OutputgrdBe (z.B. Kapitalwert, Endvermdgen) zu bestimmen. Nach Identifiziemng der Werttrciber des Projektes lassen sich durch Monte-Carlo-Simulation die zuktinftigen Zahlungen annahem. Dabei ist fUr jeden unsicheren Einflussparameter eine Wahrscheinlichkeitsverteilung festzulegen. Diese dient als Grundlage fiir die Bestimmung des bei einem Simulationsdurchlauf verwendeten Parameterwerts. Wird dieser Vorgang ausreichend haufig wiederfiolt, so ergeben sich Haufigkeitsverteilungen, die RUckschltisse auf die Wahrscheinlichkeitsverteilung cter OutputgrSfie zulassen. Die Risikoanalyse stellt einen Ansatz zur Entscheidungsvoibereitung dar. Sie erlaubt es, Entscheidungstragem eine Bandbreite mSglicher Werte anhand eines Risikoprofils zu verdeutlichen. Eine Strategieauswahl auf der Basis der resultierenden Risikoprofile kann dann durch die Anwendung wahrscheinlichkeitsorientierter Dominanzkriterien objektiviert werden [Adam 1997]. Von den Verfahren, welche Aspekte der Unsicheriieit einbeziehen, zahlt die Sensitivitats- zu den am haufigsten eingesetzten Verfahren in der Praxis. Dagegen setzen nur sehr wenige Untemehmen Verfahren der Risikoanalyse ein [Vollrath 2003].

6.7 Implementieniiig des strategischen Planimg^instmiiieiits Das strategische Planungsinstrument wurde auf der Basis der Software VENSM DSS 32 Version 5.2 von Ventana Systems, Inc. entwickelt. Das in den voihergehenden Abschnitten beschriebene System Dynamics Modell stellt dabei den Kern des entwickelten strategischen Planungsinstruments dar. Die Dialogkomponente basiert auf Venapps™, ein Bestandteil von VENSIM DSS. Die Datcnmanagementkomponente wurde mit MS-Excel® umgesetzt. Entsprechend der in Kapitel 5 geforderten Interaktivitat des Planungsinstruments wurden geeignete Funktionalitaten der Dialogkomponente vorgesehen. Eine Obersicht der Struktur des strategischen Planungsinstruments ist in Abbildung 6-20 dargestellt.

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6 Konzeption und Implcmentierung eines Entscheidungsunterstlltzungsinstruments

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mmmmmmmm^^ AbbiMuiig 6-20: Stniktur des strategischen Planungsinstmments

Das strategische Planungsinstmment besteht aus drei Hauptmodulen. Das Modul „Modellstmktur" ermOglicht es dem Nutzer, die zur Abbildung des Systems erstellten Bestands- und Flussdiagramme zu analysieren. Dabei ist es m5glich, auszuwShlen, welcher Sektor oder Subsektor des Modells dargestellt werden soil. Zur Vorbereitung und Durchfiihrung des Simulationsexperiments ist ein weiteres Modul entwickelt worden. Hier werden Strategic- und Szenarioeinstellungen vorgenommen, bei Bedarf Modellparameter und Tabellenfunktionen modifiziert sowie der Simulationslauf gestartet. In Abbildung 6-21 ist exemplarisch die Eingabemaske zur Veranderung von Strategieeinstellungen dargestellt.

191

6 Konzeption und Implementierung eines Entscheidungsuntersttttzungsinstruments

Strategie-Einstel lungen 1 1

Hdh« «!•« AlMi«Mu«*l«MS in % d t r • f w a r t t t t n NiKtiAiHit

1

P r « f ^ o s « 8e Einlagerung aufarbeitbarer Komponenten Fruliwamsystem mit Akquisltion FrOhwamsystem ohne Aicquisition Systemweite Bestandspolltik mit Akqui8itk>n Systemwelte Bestandspolltik ohne Akquisltton Reaktiv mit Akquisltfon Reaktiv ohne Akqulsltkjn Baste mit Prognose Baste

AbbUdimg 7-21: Vergleich der szenarioabhMiigigeii Kapitalwerte (in Tausend €) Die Entwicklung der Vorteilhaftigkeit der Akquisitionsoption einer Strategie in AbhSngigkeit von der Aufarbeitbarkeit des Scanners kann nun durch eine Differenzbetrachtung mit einer Strategie aufgezeigt werden, welche abgesehen von der Akquisitionsoption, dieselben Strategieelemente aufweist. So wSchst beispielsweise die Differenz zwischen cten durchschnittlich zu erzielenden Kapitalwerten der Strategien „Reaktiv ohne Akquisition" und „Reaktiv mit Akquisition" von 316.000 € im Szenario „geringe Aufarbeitbarkeit" auf 932.000 € im Szenario „hohe Aufarbeitbarkeit" an. Bin Vergleich der Strategie „Reaktiv mit Akquisition" mit den Ubrigen untersuchten Strategien zeigt jedoch auch, dass die Akquisitionsoption dem Unternehmen bei einer geringen Aufarbeitbarkeit des Scanners kein akzeptables Ergebnis garantiert. Wahrend die Strategie „Reaktiv mit Akquisition", bei einer hohen Aufarbeitbarkeit des Scanners noch einen im Vergleich zur besten Strategie hohen Kapitalwert erzielen kann, schneidet sie bei einer geringen Aufarbeitbarkeit des Scanners im Vergleich zu den Ubrigen Strategien am drittschlechtesten ab. Lediglich die Strategien ,JReaktiv ohne Akquisition" und „Basis", die jeweils noch weniger FlexibilitStseigenschaften besitzen, erzielen ein noch schlechteres Ergebnis. Die fehlende ,JProaktivitat" einer Strategie kann demnach durch eine habere Aufarbeitbarkeit des Scanners kompensiert werden. Aufgrund des geringen Wissens des Untemehmens Uber die Aufari)eitbarkeit des Scanners kann ein akzeptables Ergebnis durch die Verfolgung der Strategie „Reaktiv mit Akquisition" gleichwohl nicht garantiert werden. Eine robuste Strategie, die selbst bei einer geringen Aufarbeitbarkeit des Scanners ein ftir das Untemehmen akzeptables Ergebnis garantiert, wird mOglich, wenn diese neben der Akquisitionsoption zusatzlich die Eigenschaft aufweist bei der Gefahr von Fehlmengen, friihzeitig Ge-

7 Exemplarische Anwcndung des Planungsinstroments

221

genmafinahmen (Akquisition von AltgerSten, Gewinnung von Ersatzteilen aus AltgerUten) einzuleiten. So erzielt etwa die Strategic „Reaktiv mit Akquisition" noch im Szenario „hohe Aufarbeitbarkeit" einen um 15.000 € h5heren durchschnittlichen Kapitalwert als die Strategic ,JEinlagerung aufarbeitbaier Komponenten und Friihwamsystem mit Akquisition", weist aber im Szenario „geringe Aufarbeitbarkeit" einen um 1.225.000 € niedrigeren Kapitalwert auf. Zur emeuten Verwendung von Produktkomponenten bietet sich in dieser Fallstudie als ,,robuste Strategic" die „Einlagerung aufarbeitbarer Komponenten und Friihwamsystem mit Akquisition" an, die bei jedem untcrsuchten Szenario zur Aufarbeitbarkeit gute Ergcbnisse erzielt. Organisatorische Voraussetzungen flir die Umsetzung sind dabei sowohl die Obermittlung von Informationen an die Recyclinguntemehmen, bezUglich der zu demontierenden und zu lagcmden Produktkomponenten, als auch die laufende Erfassung und Regclung des Systembestandes (Abschnitt 3.4.2.6.2). Wesentlichcs Augenmerk muss dabei auf der Abstimmung und Koordination zwischen den neuen, rUcknahmespezifischen Prozessen und bereits bestehenden Unternehmensprozessen liegen. Hier sind Anpassungen crforderlich, die sich tiber die gesamten Wertschdpfungsaktivitaten von der Beschaffung und Produktion bis hin zum Marketing erstrecken. Insofem ist die Gestaltung einer ganzheitlichen RUcknahme- und Rccyclingstratcgic fUr cin Untcmehmen als Querschnittsaufgabe zu verstehen.^

Siehe [Graf 2005], der ein Konzept zur Prozessgestaltung in CLSCs zur Ersatzteilversorgung entwickelt.

8 WUrdigung und Ausblick

223^

8 Wiirdigung und Ausblick In der vorliegenden Arbeit wird ein Entscheidungsuntersttitzungsinstrument zur strategischen Planung von CLSCs zur Ersatzteilversorgung entwickelt und im Rahmen einer Fallstudie exemplarisch angewandt. In diesem Kapitel werden die Erkenntnisse zusammengefasst, die im Rahmen der gewahlten Vorgehensweise zur Entwicklung und Anwendung des Planungsinstruments gewonnen wurden (Abschnitt 8.1). Weiterhin werden weitere Einsatzbereiche des konzipierten Planungsinstruments skizziert (Abschnitt 8.2) sowie zukiinftiger Forschungsbedarf abgeleitet (Abschnitt 8.3).

8.1 Kritische Wiirdigung 8.1.1 Kooperationsvertrage in der Closed-Loop Supply Chain Hersteller von Elektro(nik)geraten haben aufgrund rechthcher Anforderungen Systeme zum Recycling ihrer Produkte aufzubauen. Recyclingsysteme stellen sich in der Regel als Kooperationen in Form von Netzwerken dar, die sich insbesondere durch den unterschiedlichen Einfluss der beteihgten Akteure auf die Systemgestaltung unterscheiden. Hersteller, die aus betriebswirtschaftlichen Motiven ein Interesse daran haben, aufgearbeitete Produktkomponenten aus Altgeraten zur Ersatzteilversorgung ihrer Kunden zu nutzen, miissen in diesem Zusammenhang entscheiden, in welcher Netzwerkform sich dieses Vorhaben effizient umsetzen iSsst. Wesentliche Einflussgr56en sind dabei die Haufigkeit der Ruckfiihrung gebrauchter Komponenten sowie die Spezifitat der Demontage- und Aufarbeitungsprozesse. Die Anforderungen, die ein Hersteller an die RiickfUhrung und Behandlung von Altgeraten, an die Vermarktung von Recyclingprodukten sowie an die Gewinnung und Ruckfiihrung der Produktkomponenten stellt, werden im Rahmen von Kooperationsvertragen geregelt, die zwischen Herstellem und Recyclinguntemehmen auszuarbeiten sind. Diese Kooperationsvertrage haben bisher kaum eine Rolle gespielt, da Hersteller nicht fur das Recycling ihrer Gerate verantwortlich waren. Aufgrund der Langfristigkeit der Vertragsdauer sind viele EinflussgrOBen auf die im Vertrag zu regelnden Aspekte unsicher. Hierzu gehSren etwa die Unsicherheiten bezUglich der Menge und der Qualitat der zuriickzunehmenden AltgerSte sowie der Bedarf des Ersatzteilmanagements des Herstellers an aufgearbeiteten Produktkomponenten. Eine methodische Untersttitzung zur Entwicklung eines gemeinsamen ProblemverstSndnisses, welches eine wesentliche Grundlage fiir eine erfolgreiche Kooperation darstellt, ist bislang nicht vorhanden. GemSB der Zielsetzung dieser Arbeit wird deshalb ein Entscheidungsunterstiitzungsinstrument entwickelt, mit dem es erstmalig gelingt, strategische Optionen zur Gestaltung der Material-, Informations- und Finanzfltisse in CLSCs zur Ersatzteilversorgung unter Berucksichtigung der bestehenden sachlich horizontalen und zeitlich vertikalen Interdependenzen fundiert zu analysieren und zu bewerten. Das strategische Planungsinstrument kann in diesem Zusammenhang beispielsweise dazu beitragen, Obergrenzen der Preise fiir die Gewinnung und Riickgabe von aufarbeitbaren Produktkomponenten zu bestimmen, die das produktverantwortliche Untemehmen maximal bereit ist, an das Recyclinguntemehmen zu bezahlen. Durch die Ermittlung der AltgerSteriickflussmengen und der Ersatzeilbedarfe ist es auBerdem moglich, die vom Recyclinguntemehmen vorzuhaltenden Kapazitaten hinsichtlich der Demontage

224

8 WUrdigung und Ausblick

und der Lagerung von Produktkomponenten zu bestimmen. Voraussetzung fiir die erfolgreiche Anwendung des strategischen Planungsinstmments ist jedoch eine offene kooperative Beziehung der an der CLSC beteiligten Akteure. Diese trUgt zu einer Bereitstcliung der bendtigten Infonnationen zur problemadaquaten Parametrisiemng und Modifizierung des generischen System Dynamics Modells maBgeblich bei. 8.1.2 Gestaltung von Geschaftsprozessen FUr eine effiziente RUckfUhrung von Produktkomponenten in den Leistungsprozess der Ersatzteilversorgung ist es fUr Hersteller erforderlich neben der Neugestaltung von Kooperationen mit Recyclinguntemehmen auch eine Umgestaltung der eigenen GeschSftsprozesse durchzufUhren. In Abschnitt 3.5 wurde auf der Basis des Ansatzes von [Lee 2002] ein Vorgehen zur Ableitung geeigneter CLSC Strukturen fUr alternative Recyclingarten eines Produktes entwickelt. Als Beurteilungskriterien werden bestehende Unsicherheiten bezUglich der Beschaffung geeigneter Altprodukte und der Nachfrage nach Recyclingprodukten herangezogen. Die oben genannten Unsicherheiten in CLSCs zur Ersatzteilversorgung erfordem derzeit die Gestaltung einer agilen CLSC. Da derartige Systeme schwierig zu lenken sind, ist es Aufgabe des CLSCM die Prozesse so zu gestalten, dass Unsicherfieiten in geeignetem MaBe reduziert werden. Im Mittelpunkt der Reduzierung von Beschaffungsunsicherheiten steht der Aufbau eines Altproduktrlicknahmemanagements. Dessen Ziel ist es, durch geeignete lang-, mittelund kurzfristige Mechanismen die Menge und die Qualitat der Altprodukte Ober den gesamten Produktlebenszyklus so zu beeinflussen, dass eine betriebswirtschaftlich effiziente Versorgung des Ersatzteilmanagements mit ben5tigten Produktkomponenten ermdglicht und gleichzeitig eine ungewoUte Ansammlung von Altprodukten vermieden wird. Zu diesen Mechanismen gehdren beispielsweise eine geeignete Produktgestaltung, der Einsatz von Miet- und LeasingvertrSgen sowie eine aktive Akquisition von benQtigten Altprodukten durch RUckkaufaktionen. Wahrend der positive Beitrag dieser Mechanismen zur Reduzierung von Unsicherheiten in der Beschaffung unbestritten ist, kann jedoch nicht allgemeingiiltig davon ausgegangen werden, dass diese AnsStze in jedem Fall wirtschaftlich sind. Eine 5konomische Bewertung ist aufgrund bestehender Interdependenzen mit vielen Schwierigkeiten behaftet. Geeignete methodische Ansatze existieren deceit nicht. Wird die Gewinnung von Produktkomponenten aus Altgeraten als eine von mehreren Beschaffungsoptionen zur Sicherstellung der Ersatzteilversorgung vorgesehen, ist es notwendig die AktivitSten zur Beschaffung von neuen und von gebrauchten Produktkomponenten aufeinander abzustinmien. In diesem Zusanmienhang ist es notwendig, frUhzeitig zu entscheiden, welche Mengen an aufgearbeiteten Komponenten zur Befriedigung des Ersatzteilbedarfs in der Nachserie eingeplant werden. Die Einplanung der Aufarbeitung von Komponenten als NotfallmaBnahme bei ungeplanten Beschaffiingsschwierigkeiten von Neuteilen erfordert andere Prozesse und Planungsaktivitaten, als wenn eine Nutzung von aufgearbeiteten Komponenten schon zu Beginn des Ersatzteilversorgungszeitraums vorgesehen wird. So sind fiir letzteres eher langfristige und unmittelbar wirkende Mechanismen wie die Sicherung einer hohen passiven Rtlckflussquote von Altgeraten mit aufarbeitbaren Produktkomponenten anzustreben. Zur Deckung kurzfristiger, spezifischer Bedarfe eignen sich dagegen die flexibler einzusetzenden, jedoch im AUgemeinen mit fiir den Produzenten ungiinstigeren Zahlungswirkungen verbundenen kurzfristigen Mechanismen, zu denen etwa der RUckkauf von benStigten Altprodukten geh5rt. Die friihzeitige Definition solcher Riicknahmestrategien sowie deren konsequente und vor allem praxisnahe

8 WUrdigung und Ausblick

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225

Umsetzung und Integration in das bereits vorhandene Zielsystem der Untemehmung ist notwendige Voraussetzung ftir ihren wirtschaftlichen Erfolg. Derzeit bestehende AnsStze zur Entscheidungsunterstatzung aus den Bereichen des CLSCM und des Ersatzteilmanagements sind nicht geeignet, hierzu eine adSquate Hilfestellung zu bieten. Diesen mangelt es vor allem daran, dass sie die dynamische Komplexitat sowie den hohen Neuigkeitsgrad des Planungsproblems nicht angemessen beriicksichtigen. Im Vergleich zu diesen Ansatzen gelingt es in der vorliegenden Arbeit, durch die Entwicklung des System Dynamics Modells und der Simulation altemativer Prozesse und Entscheidungsregein, Einsichten in das Systemveriialten zu gewinnen und dadurch vorhandene Informationsdefizite des CLSCMs auszugleichen. Die erzielten Erkenntnisse kOnnen dazu genutzt werden, den Grobablauf in einer CLSC zur Ersatzteilversorgung festzulegen. Diese Entscheidung gibt den Rahmen fUr eine detaillierte Prozessgestaltung yor, die auf der taktischen Planungsebene erfolgt.* Das entwickelte strategische Planungsinstrument bietet somit eine wesentliche EntscheidungsunterstUtzung bei der Umgestaltung von Geschaftsprozessen. 8.1.3 Informationsmanagement in Closed-Loop Supply Chains zur Ersatzteilversorgung Das Informationsmanagement nimmt eine SchlUsselrolle in CLSCs zur Ersatzteilversorgung ein. Dessen Aufgabe besteht insbesondere darin, der strategischen Planungsebene Inf(Mtnationen Uber den langfristigen Bedarf an Produktkomponenten ftir die Ersatzteilversorgung sowie Uber die Entwicklung derMenge und Qualitat der zurlickzunehmenden Altprodukte zur Verfagung zu stellen. Ben6tigt werden diese Informationen beispielsweise im Rahmen der Gestaltung von Kooperationsvertragen und zur langfristigen Planung der Ersatzteilversorgung. Zur Bereitstellung dieser Informationen werden derzeit unterschiedliche Prognosemethoden vorgeschlagen, die jedoch lediglich als Lageprognosen eingesetzt werden k5nnen. Die Wirkungen von Entscheidungen des Managements, beispielsweise hinsichtlich der aktiven Akquisition von bendtigten Altgeraten, kSnnen nicht analysiert werden. Im Gegensatz zu den vorhandenen Verfahren ist es mit dem entwickelten Planungsinstrument mdglich, sowohl die kurzfristigen als auch die langfristigen Konsequenzen von Entscheidungen fUr das Systemverhalten der CLSC zu untersuchen. Dieses gelingt durch die explizite Abbildung der vorherrschenden Wirkungsbeziehungen in der CLSC. Eine weitere Aufgabe des Informationsmanagements ist es, dem Recyclinguntemehmen Produktinformationen fiir die Behandlung von Altgeraten zur VerfUgung zu stellen. Der Informationsbedarf ist fiir die Gewinnung und Aufarbeitung von Produktkomponenten aus AltgerSten ungleich h5her als fiir die stoffliche Verwertung von Altgeraten. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, dass Hersteller frtihzeitig entscheiden, wie ein Gerat am Ende seiner Lebensdauer recycelt werden soil. Dadurch ist es mSglich, die Informationen an Recyclinguntemehmen zu iibermitteln, die auch tatsachlich benStigt werden. Da jedoch derzeit geeignete methodische Ansatze fehlen, die unterstiitzend bei Entscheidungen zur Umsetzung von CLSC Strategien eingesetzt werden kSnnen, ist auch die Auswahl der bereitzustellenden Produktinformationen mit vielen Unsicherheiten behaftet. Mit dem entwickelten strategischen Planungsinstrument ist es nun mdglich, die betriebswirtschaftliche Vorteilhaftigkeit der emeuten Verwendung von Produktkomponenten aus Altgeraten fundiert zu beurteilen. Hierauf aufbauend kann entschieden werden, ob neben der tJber-

^ Siehe hierzu [Graf 2005].

226

8 Wtlrdigung und Ausblick

mittlung von Produktinformationen zur stofflichen Verwertung zusatzliche Informationen bereitzustellen sind, die ftir die Gewinnung von emeut zu verwendenden Produktkomponenten benotigt werden. Konzepte zur Ubermittlung derartiger Produktinformationen werden in [Graf 2005] [Spengler/Hermann 2004] sowie [Spengler/SchrOterAValther 2001] vorgestellt. 8.1.4 Entwicklung eines Entscheidungsimterstutzungssystems auf der Basis von System Dynamics Die Anforderungen, die an ein EntscheidungsunterstUtzungsinstrument zur strategischen Planung von CLSCs zur Ersatzteilversorgung zu stellen sind, liegen insbesondere in der Einbeziehung der dynamischen Komplexitat, dem hohen Neuigkeitsgrad, dem langen Planungshorizont und der schlechten Strukturiertheit der Planungsaufgabe. Dariiber hinaus ist zu beachten, dass an dem Entscheidungsprozess mehrere EntscheidungstrSger aus unterschiedlichen Abteilungen des Herstellers sowie ggf. von weiteren Akteuren der CLSC eingebunden sind. Durch die Entwicklung eines methodischen Ansatzes, der sowohl auf dem Konzept der strategischen Entscheidungsunterstutzungssysteme als auch auf der systemkybemetischen Methode System Dynamics basiert, ist es erstmals gelungen, EntscheidungstrSgem ein Planungswerkzeug zur strategischen Planung von CLSCs zur Verfiigung zu stellen, das die formulierten Anforderungen erfUllt. Die Modelliemng der mentalen Modelle der Entscheidungstrager mit Kausaldiagrammen ermoglicht es, ein gemeinsames Problemverstandnis der Entscheidungstrager zu fordem. Mit dem Instrument ist es durch die detaillierte Modelliemng bestehender Systeminterdependenzen erstmalig moglich, das Ausmafi des Einflusses der unsicheren GroBen auf die betriebswirtschaftliche Vorteilhaftigkeit der emeuten Produktkomponentenverwendung zu untersuchen sowie die Wirkungen von MaBnahmen zur Reduzierung dieser Unsicherheiten ex ante betriebswirtschaftlich zu bewerten. Dariiber hinaus wird das System Dynamics Modell als Kern eines strategischen Entscheidungsuntersttitzungsinstruments integriert. Die aktive Nutzung des Instruments durch die Entscheidungstrager wird durch geeignete Dialogkomponenten sowie eine Vielzahl an Analysem5glichkeiten begUnstigt. Der Erfolg des strategischen Planungsinstruments in der Praxis hangt von mehreren Aspekten ab. Ein wichtiger Punkt ist beispielsweise die „richtige" Parametrisierung des Modells. Eine Reihe der benotigten entscheidungsrelevanten Daten ist vielfach jedoch nicht verfiigbar, weil das abgebildete System bisher in der Realitat so nicht existiert und bestimmte Informationen, wie die Obsoleszenzwahrscheinlichkeiten, in der Praxis nur schwer zugUnglich und messbar sind. Dariiber hinaus sind auch heute verfiigbare Daten aufgrund der Langfristigkeit des Planungshorizontes nur mit groBen Unsicherheiten auf die Zukunft zu iibertragen. Diesen Mangel an statistisch abgesicherten Informationen kann das dargestellte Modell nicht beseitigen, was jedoch auch nicht Intention der Modellentwicklung ist. Durch Modellexperimente k5nnen allerdings Hinweise darauf gewonnen werden, welche Anforderungen an die Genauigkeit der einzelnen Parameter zu stellen sind und welche Anstrengungen zur Datenerfassung dementsprechend in der Praxis untemommen werden sollten [Milling 1981]. Nicht zu vemachlassigen ist femer der Aufwand, der zur Erstellung eines System Dynamics Modells bendtigt wird. Die Erfassung und Abbildung der bestehenden Wirkungszusammenhange in CLSCs kann sehr zeitintensiv sein, so dass der Nutzen des Modells dem Aufwand fUr seine Entwicklung gegeniiberzustellen ist. Die Auswirkung des Einflusses der aktiven Nutzung des Planungsinstruments auf die Qualitat der Entscheidungen des Managements ist jedoch nur

8 WOrdigung und Ausblick

227

schwer zu beurteilen. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein generisches Modell entwickelt, mit dem Ziel, durch eine umfassende Abbildung der Interdependenzen den Aufwand ftir eine fallspezifische Modifikation des Modells zu begrenzen. Notwendige Voraussetzung hierfiir ist, dass die relevanten Entscheidungstrager der CLSC (Marketing, Einkauf, Produktion, Ersatzteilmanagement, Recyclingabteilung), in das Projekt zur problem- und untemehmensspezifischen Anpassung des generischen Modells einbezogen werden. Eine methodische Untersttitzung dieser Arbeiten kann mittels der Nutzung von Ansatzen des „Group Model Building" erfolgen, wie sie etwa von [Vennix 2001] vorgeschlagen werden. Dadurch kann ein abteilungsUbergreifendes Problemverstandnis und ein gemeinsamer MaBnahmenplan zur effizienten Gestaltung einer CLSC zur Ersatzteilversorgung entwickelt werden. 8.1.5 Einsatz des System Dynamics Modells in der Closed-Loop Supply Chain Die exemplarische Anwendung des entwickelten System Dynamics Modells erfolgt im Rahmen einer Fallstudie aus dem Bereich der Medizintechnik. Dabei ist es gelungen zu zeigen, dass das entwickelte Instrument geeignet ist, Entscheidungstragem die Risiken und Chancen von CLSCs zur Ersatzteilversorgung zu verdeutlichen sowie die 5konomischen und organisatorischen Konsequenzen altemativer Strategien und Szenarien aufzuzeigen. Eine wesentliche Erkenntnis der Anwendung des strategischen Planungsinstruments im Rahmen der Fallstudie liegt darin, dass die Aufarbeitbarkeit der benOtigten Produktkomponenten einen wesentlichen Einfluss auf die Strategieauswahl hat. So ist gezeigt worden, dass es moglich ist, durch verhaltnismSBig einfach umzusetzende Strategien, wie „Einlagerung aufarbeitbarer Komponenten", gute Ergebnisse zu erzielen, wenn eine hohe Aufarbeitbarkeit der bendtigten Produktkomponenten langfristig sichergestellt werden kann. Ist dieses jedoch nicht garantiert oder mit einer hohen Unsicherheit behaftet, soUte aufflexibleStrategien zuriickgegriffen werden, die es ermbglichen durch den Einsatz von Frtihwamsystemen friihzeitig auf die Gefahr von Fehlmengen reagieren zu kdnnen oder durch die Akquisition geeigneter AltgerSte die Menge an verfugbaren aufarbeitbaren Komponenten zu erhahen. Diese flexiblen Strategien ermoglichen selbst bei einer geringen Aufarbeitbarkeit verhaltnism^ig gute Ergebnisse und erweisen sich somit als robust.

8.2 Weitere Einsatzbereiche des Planungsinstruments Das Planungsinstrument bzw. das generische System Dynamics Modell kann auf eine Reihe weiterer Branchen iibertragen werden. Die Problematik der Sicherung der Ersatzteilversorgung von Produkten, die fur ihre Funktionsfahigkeit elektronische Bauelemente benStigen, kann in vielen Bereichen beobachtet werden. Die folgende Abbildung 8-1 gibt hierzu einen tJberblick. Deutlich wird, dass insbesondere Produkte mit langen Nutzungsdauem (Verkehrstechnik, Maschinen- und Anlagenbau, Automobil) eine langfristige Sicherung der Ersatzteilversorgung bendtigen. Gleichzeitig wechseln in diesen ZeitrUumen die Generationen von tcchnologisch unterschiedlichen Bauelementen hUufig, so dass insbesondere im Bereich der Nachserie Beschaffungsrisiken zu verzeichnen sind. Aufgrund der in der Automobilindustrie bestehenden umweltrechtlichen Anforderungen erscheint das entwickelte SEUS fur diese Branche geeignet. Hersteller der Automobilbranche haben seit der Verabschiedung des Altfahrzeug-Gesetzes fUr ihre Produkte eine erweiterte Produktverantwortung zu Ubemehmen, die unter anderem die Einhaltung hoher Recyclingquoten verlangt. Gleichzeitig stehen die

8 WUrdigung und AusbJick

228

Hersteller aufgrund der langfristigen, tibcr mehr als 15 Jahre andauemden Ersatzteilversorgungsgarantien bei zugleich kUrzer werdenden VerfUgbarkeitszeiten von elektronischen Bauelementen vor der Herausfordemng, wirtschaftliche Strategien zur Sichenmg der Ersatzteilversorgung zu entwickeln. Das entwickelte Modell wird derzeit auch im Rahmen eines Industrieprojektes in dieser Branche eingesetzt. Durchschnittlich« Nutzungidauttr

Durehtchnlttliehe NytiungsdaiMr

1980

1980

2005

Verkehrstechnik

25 Jahre

25 Jahre

Maschinen- und Aniagenbau

20 Jahre

20 Jahre

Medizintechnik

>12 Jahre

^ Jahre

8 Jahre

3 Jahre

IT-Technik

m_

Automobr

>12 Jahre >1S

HaushaltsgroBgerSte 16 Jahre Haushaitskleingerate Femseher

2005

14

8 Jahre

7

lO^hre

8 Jahre

>

Verkehrstechnik

Abbildimg 8-1: Nutzungsdauern versus Entwkkhuigszyklen der HalMetterindiistrie [Herrmann 2004] Weiterhin bietet es sich an, das Planungsinstmment schon im Rahmen der Produktkonzeption einzusetzen. Hier kSnnte es etwa dabei helfen zu entscheiden, ob eine aufarbeitungsgerechte Produktkonstruktion, die mit h5heren Produktionskosten verbunden w^re, einer nicht aufarbeitungsgerechten Konstruktion vorgezogen werden sollte, weil dadurch Beschaffungsrisiken im Bereich der Ersatzteilversorgung reduziert und Kosten fUr Redesign und Nachfertigung vennieden werden k5nnten.

8.3 Forschungsbedarf Eine Modellerweiterung erscheint beztiglich der Systemgrenzen der modellierten CLSC sinnvoll. Eine detailliertere Abbildung der Zulieferer von Materialien, die zur Herstellung von Ersatzteilen benOtigt werden, ermOglichte die Untersuchung verschiedener Koordinationsformen zur Abstimmung der Materialfltisse der Beschaffung von Neuteilen und von aufgearbeitcten Produktkomponenten. AuBerdem werden die Einfltisse von Miet- und Leasingvertragen auf die passive Produktrtickflussmenge durch eine geeignete Parametrisierung der p^siven RUckflussquote abgebildet. Nicht beriicksichtigt werden dabei die sich gegebenenfalls wSh-

8 Wiirdigung und Ausblick

229

rend des Produktionszeitraumes verUndemden PrSferenzen der Nutzer. So kdnnte es beispielsweise sein, dass zu Beginn des Produktionszeitraumes mehr Ger^te vermietet werden als zum Ende des Produktionszeitraumes. Dies kOnnte sich auf die Produktrlickflussstruktur auswirken. Der verwendete Modellierungsansatz System Dynamics hilft nicht bei der Generierung alternativer LOsungen. Die Suche nach viel versprechenden weiter zu untersuchenden Ldsungen kann sich somit als sehr aufwSndig erweisen. Hilfreich k5nnte es in diesem Falle sein, ein Optimierungsmodell zu entwickeln, welches das System vereinfacht abbildet und zur Ermittlung weiterer LOsungsaltemativen eingesetzt werden kann. Strategien werden im Rahmen der Anwendung des strategischen Planungsinstruments auf der Basis der Kapitalwertmethode bewertet. Dieser Ansatz bietet viele Vorteile, zu denen etwa die weite Verbreitung dieser Methode in der Praxis gehOrt. Er ist jedoch nur bedingt geeignet, bestehende Handlungsflexibilitaten, beispielsweise die M5glichkeit der Akquisition geeigneter Altgerate, inneriialb einer Strategie adMquat zu bewerten. Eine explizite Bewertung derartigcr Handlungsspielraume, die auch als Realoptionen bezeichnet werden, k5nnte auf der Basis des Realoptionsansatzes erfolgen, der Verfahren der Optionspreistheorie zur Bewertung von Realinvestitionen mit Handlungsflexibilitaten nutzt [Breuer/GUrtler/Schuhmacher 1999]. Eine inhaltliche Erweiterung des generischen System Dynamics Modells bietet sich ebenfalls an. So besteht ein immer gr56erer Bedarf nach Konzepten zur ganzheitlichen Bewertung von Produktlebenszyklen unter Einbeziehung aller Recyclingarten. Neben der Option der emeuten Verwendung von Produktkomponenten ist dabei auch die Aufarbeitung und emeute Verwendung von ganzen Geraten zu berilcksichtigen. Derzeit werden zur Beurteilung der Vorteilhaftigkeit von Produktprojekten im Rahmen der Produktentwicklung in der Regel langfristig ausgerichtete Produktlebenszyklusrechnungen erstellt. Die dabei bisher berilcksichtigen Ausund Einzahlungen der Konstruktions- und Entwicklungs-, der Produktions-, der Distributionsund der Nutzungsphase sind aufgrund der gesetzlichen Regelungen zur Produktverantwortung und der betriebswirtschaftlich motivierten Recyclingaktivitaten der Hersteller um die Zahlungsstr5me der Retrodistributionsphase zu erweitem. Zur AbschStzung dieser Zahlungsgr56en sind im Rahmen der strategischen Produktprogranmiplanung Aussagen dariiber zu machen, auf welcher Stufe der WertschSpfungskette Recyclingprodukte wieder in den Leistungsprozess einzusetzen sind, und in welchen ZeitrSumen dies geschehen soil. Adequate Entscheidungsunterstatzungsinstrumente zur Bewertung und Auswahl von Produktrecyclingstrategien, welche die Langfristigkeit sowie damit einhergehende Aspekte der Unsicherheit und Dynamik dieser Problemstellung berilcksichtigen, existieren derzeit nicht. Ein ganzheitlicher an der Zielsetzung der Nachhaltigkeit orientierter Produktlebenszyklusansatz muss jedoch noch Uber die sich rein auf das Recycling beziehenden Aspekte hinausgehen. In jilngster Zeit wird vermehrt das Nachhaltigkeitspotenzial von Systeminnovationen hervorgehoben [Hafkesbrink 2004] [lOW 2(K)1]. Unter einer Systeminnovation wird ein komplexes Btlndel von durchgreifenden Neuerungen in Technologien, Produktionsweisen sowie VerSnderungen in Konsunmiustem, Markt- und Akteurskonfigurationen verstanden. Zur Entwicklung und Umsetzung von Systeminnovationen sind sowohl alle Phasen des Produktlebensweges (Produktplanung, Design, Herstellungsprozesse, neue Nutzungskonzepte, Recycling) als auch die beteiligten Akteure des Innovationssystems (Rohstofflieferanten, Bauteilehersteller, Komponentenhersteller, OEMs, Dienstleistungsuntemehmen, Recyclingbe-

230

8 Wttrdigung und Ausblick

triebe etc.) integriert zu betrachten. Die Umsetzung von Systeminnovationen erfordert erhebliche Lemprozesse, fiir die eine Planungsunterstlitzung derzeit nicht vorhanden ist. In diesem Zusammenhang bietet sich die Entwicklung eines System Dynamics Modells an, welches das Innovationssystem abbildet und zur Simulation, Analyse und Bewertung altemativer Netzwerkstrukturen und Strategien (Betreibermodelle, Innovationsstrategien, Produktriicknahmepolitiken, Vertragsarten) sowie des Kunden- (Produktdiffusion, Netzwerkeffekte, Einfluss von KomplementargUter) und Wettbewerberverhaltens (z.B. Markteintritt von Konkurrenzprodukten) eingesetzt werden kann.

9 Zusammenfassung

231

9 Zusammenfassung Die Gestaltung geschlossener Wertschopfungsketten wird fiir Untemehmen der Elektro(nik)industrie immer mehr zu einer unumganglichen Herausfordemng. Herstellem wird dutch neue europaische und nationale Regelungen wie die Richtlinie uber Elektro- und Elektronikaltgerate sowie das Elektro- und Elektronikgerategesetz zunehmend eine erweiterte Produktverantwortung fur ihre Gerate ubertragen. Diese beinhaltet unter anderem die Pflicht, AltgerSte am Ende ihrer Nutzungsdauer zuriickzunehmen und zu recyceln. Neben den zwingend zu erfiillenden rechtlichen Anforderungen bietet der Aufbau von CLSCs auch eine Reihe von Chancen fUr Untemehmen. Hierzu gehSren der Aufbau eines „griinen Images*' sowie die ErschlieBung neuer Marktsegmente. Weiterhin ermoglichen eigene Kreislaufwirtschaftssysteme Produzenten zusatzliche Beschaffungsquellen von Materialien und Produktkomponenten, beispielsweise fiir das Ersatzteilmanagement. Insbesondere die emeute Verwendung von Produktkomponenten zur Sicherstellurig der Ersatzteilversorgung in der Nachserienphase erSffnet groBe wirtschaftliche Potenziale. Die letztgenannte Option steht deshalb im Mittelpunkt dieser Arbeit. Die strategische Planung von CLSCs zur Ersatzteilversorgung ist eine komplexe Aufgabe, die Entscheidungstrager aufgrund der dynamischen KomplexitSt des Planungsproblems vor groBe Herausforderungen stellt. Systeme zur Entscheidungsuntersttitzung, die Entscheidungstragem dabei helfen, das Verhalten des zu gestaltenden Systems zu verstehen sowie die Wirkungen altemativer Strategien zu prognostizieren und zu bewerten, stehen derzeit nicht zur Verftigung. Ziel der vorliegenden Arbeit ist deshalb die Konzeption eines auf der Methode „System Dynamics" basierenden strategischen Planungsinstruments zur Simulation und betriebswirtschaftlichen Bewertung von CLSCs zur Ersatzteilversorgung. Der Fokus wird hierbei auf hochwertige elektr(on)ische Konsum- und Industrieguter gelegt. Die Anwendung des Planungsinstruments erfolgt am Beispiel der strategischen Planung von CLSCs zur Ersatzteilversorgung im Bereich der Medizintechnik. Dazu erfolgt in einem ersten Schritt die Analyse der technischen, wirtschaftlichen, rechtlichen und organisatorischen Rahmenbedingungen von CLSCs in der Elektro(nik)industrie. Dabei zeigt sich, dass viele Untemehmen noch keine umfassenden Konzepte fiir das Recycling ihrer Produkte entwickelt haben und somit vor der Aufgabe stehen, geeignete Recyclingsysteme zu gestalten. Hierzu sind Entscheidungen bezUglich der zu errichtenden Stmktur notwehdig, die von der strategischen Planungsebene zu treffen sind. Eine Analyse der strategischen Planungsaufgaben im CLSCM sowie bestehender LSsungsansStze zeigt auf, dass bisher vor allem die LCsung von Einzelproblemen methodisch unterstUtzt wird. Eine integrierte Planung von Recyclingstrategien fiir Produkte sowie der Gestaltung von hierfUr geeigneten CLSC Stmkturen wird bisher nicht betrachtet. Hierzu wird ein eigener Ansatz auf der Basis des von [Lee 2002] vorgeschlagenen Konzepts zur Gestaltung von Wertschopfungsketten entwickelt und fiir altemative Recyclingstrategien angewendet. Dabei zeigte sich, dass die Strategic der emeuten Verwendung von Produktkomponenten von einer hohen Beschaffungs- und Nachfrageunsicherheit gepragt ist. Im Rahmen des strategischen CLSCM ist zu entscheiden, durch welche MaBnahmen bestehende Unsicherheiten betriebswirtschaft-

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lich effizient rcduziert werden k5nnen. Ein Ansatz zur Bewertung dieser MaBnahmen steht derzeit nicht zur Verftigung. Ein wesentlicher Aspekt der effizienten Gestaltung von CLSCs besteht in der Berttcksichtigung der Rahmenbedingungen und Anfordemngen des Leistungsprozesses, in dem das Recyclingprodukt emeut eingesetzt wird. Aus diesem Grund erfolgt eine Analyse der Rahmenbedingungen und Planungsaufgaben des Ersatzteilmanagements von IndustriegUtem, wobei insbesondere auf die Besonderheiten der Nachserienphase eingegangen wird. Auf Basis der erlangten Erkenntnisse werden detaillierte Anfordemngen an das zu entwickelnde Planungsinstrument identifiziert. Aufgrund der bestehenden dynamischen Komplexitat des Planungsproblems besteht eine wesentliche Anforderung darin, das Urteilsvermfigen sowie die EntscheidungsqualitUt der EntscheidungstrSger zu verbessem. Hierzu bietet sich das Konzept der strategischen Entscheidungsunterstlitzungssysteme an, das im weiteren Verlauf der Arbeit diskutiert wird. Zur Modellierung des Planungsproblems eignen sich insbesondere systemkybemetische AnsStze. Die Methoden KontroUtheorie sowie System Dynamics werden analysiert und bezttglich der identifizierten Anfordemngen bewertet. Auf der Gmndlage des Vergleichs wird System Dynamics als methodischer Ansatz zur Modelliemng des Planungsproblems ausgewUhlt. Hierauf aufbauend erfolgt die Konzipiemng und Implemcntiemng eines Entscheidungsunterstiitzungsinstmments zur strategischen Planung von CLSCs zur Ersatzteilversorgung. Zur Modelliemng wurde die System Dynamics Software VENSIM DSS 32 Version 5.2 von Ventana Systems, Inc. verwendet. Auf der Basis von Kausaldiagrammen werden die Schwachstellen der bisherigen Praxis im Ersatzteilmanagement sowie im Recycling untersucht und darauf aufbauend qualitativ Strategieelemente entwickelt, die dazu beitragen kdnnen, bestehende Schwachstellen zu beseitigen und die oben angesprochenen Unsicherheiten zu reduzieren. Hierzu geharen die aktive Akquisition von AltgerSten und die Entwicklung geeigneter Prognose- und Planungssysteme. Zur AbschHtzung der Wirkungen und zur Bewertung der identifizierten Strategieelemente wird ein System Dynamics Modell entwickelt. Kemelemente des Modells sind die abgebildeten Prozesse der Produktion und Distribution, Redistribution und Aufarbeitung von Ersatzteilen sowie der Altemng von Produkten. Letzteres erm5glicht die Ermittlung des zeitabhSngigen Ersatzteilsbedarfs sowie der zeitabhangigen RUckflussmengen von Altprodukten. Das erstellte Softwareprogramm erlaubt eine groBe InteraktivitSt des Nutzers mit dem EntscheidungsunterstUtzungsinstmment, die sich etwa in der Auswahl altemativer Strategieoptionen und der Erstellung von Szenario- und SensitivitMsanalysen ausdrttckt. Die exemplarische Anwendung des entwickelten Planungsinstmments erfolgt am Beispiel der Ersatzteilversorgung des ADC Compact, ein GerSt aus dem Bereich der Medizintechnik der Agfa-Gevaert AG. Es zeigt sich dabei, dass die Aufarbeitbarkeit der als Ersatzteil zu verwendenden Produktkomponenten einen groBen Einfluss auf die zu verfolgenden Strategien besitzt. So kbnnen im Rahmen der untersuchten Fallstudie auch reaktive Strategien zur betriebswirtschaftlich effizienten Sicherstellung der Ersatzteilversorgung eingesetzt werden, sofem eine hohe Aufarbeitbarkeit des Ersatzteils gesichert ist. Untersuchungen von Szenarien mit einer geringeren Aufarbeitbarkeit von Produktkomponenten verdeutlichten jedoch, dass im Rahmen der Fallstudie lediglich flexible Strategien robust sind, da nur diese in jedem der untersuchten Szenarien gute Ergebnisse erzielen. Durch flexible Strategien kdnnen mit Hilfe der Nutzung von Fnlhwamsystemen frtihzeitig Gefahren fUr die Lieferfahigkeit erkannt wer-

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den. Dadurch wird der Einsatz geeigneter MaBnahmen, wie z.B. die Aufarbeitung von gebrauchten Produktkomponenten oder die Akquisition von AltgerSten mit aufaibeitbaien Komponenten m5glich. Zur Umsetzung dieser Strategien sind neue Konzepte zur Gbertnittlung der entscheidungsrelevanten Informationen an die Recyclinguntemehmen zu entwickeln. Dartiber hinaus sind neue riicknahme- und recyclingspezifische AblSufe in bisherigc Geschaftsprozesse zu integrieren. Mit dem in der vorliegenden Arbeit entwickelten EntscheidungsunterstUtzungssystcm wird erstmalig ein auf System Dynamics beruhender Ansatz zur strategischen Planung von CLSCs zur Ersatzteilversorgung bereitgestellt. EntscheidungstrSgem der verschiedenen Akteure von CLSCs steht damit ein methodisches Hilfsmittel zur VerfUgung, um abgestimmte Entscheidungen bezUglich der betriebswirtschaftlich effizienten Ausgestaltung der Material-, Informations- und FinanzflUsse in CLSCs zu treffen. Das generische System Dynamics Model! erlaubt dariiber hinaus die Ubertragbarkeit des entwickelten Ansatzes auf jede weitere Branche, die von kurzen Innovationszyklen, langen Nutzungs- und ErsatzteilversorgungszeitrSumen geprSgt ist und fUr die eine technische, Skonomische und rechtliche Machbarkeit der Aufarbeitung von Produktkomponenten gegeben ist. Die vorliegende Arbeit liefert deshalb einen relevanten Beitrag zur Intensivierung von StoffkreislHufen auf einer hohen Wertsch5pfungsebene.

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Anhang: Modellgleichungen

259^

Anhang: Modellgleichiuigen des System Dynamics Modells .Prognose Systembestand phorizonz: pl,p2 [Monat] Prognosehorizont[p 1 ]= IF THEN ELSE (Schalter Option Redesign = 1, VerzOgerung Redesign + VerzSgerungszeit Neuproduktion, 0) Prognosehorizont[p2]= zusatzlicher Prognosehorizont flir Aufarbeitung + IF THEN ELSE (Schalter Option Redesign = l.VerzOgerung Redesign + VerzOgerungszeit Neuproduktion, 0) zusatzlicher Prognosehorizont fOr Aufarbeitung= [Monat] jUngster Systembestand= SIMULTANEOUS (IF THEN ELSE (Time > Absatzende + VerzOgerungszeit Neuproduktion, SMOOTH (Aktueller Systembestand, Zeit urn Systembestand wahrzunehmen), exogene Einschatzung tiber Ersatzteilbedarf in der Nachserie * unbekannter Allzeitbedarf + Gebrauchtteillagw), exogene Einschatzung Uber Ersatzteilbedarf in der Nachserie * unbekannter Allzeitbedarf + Gebrauchtteillager) [Teil] prognostizierter Systembestand verz5gert[phorizonz]= DELAY FIXED

(Prognostizierter

Systembestand

[phorizonz], Prognosehorizont

[phorizonz],

Prognostizierter Systembestand [phorizonz]) [Teil] Prognostizierter Systembestand[phorizonz]= jUngster Systembestand * (1 + erwartetes Wachstum Systembestand * Prognosehorizont [phorizonz]) [Teil] anfanglich erwartetes Wachstum SystembestaiKi= 0[1/Monat] angezeigtes Wachstum Systembestand= ZBDZ (((jUngster Systembestand - Historischer Systembestand)), ((Historischer Systembestand * historischer Horizont fUr Systembestand))) [1 / Monat]

260

Anhang: Modeligieichttngen

erwartetes Wachstum Systembcstand= SMOOTH (angezeigtes Wachstum Systembestand, Zeit um Wachstum Systembestand wahrzunehmen) [1/Monat] historischer Horizont fUr Systembestand^ [Monat] Historischer Systembestand= SMOOTHI (jUngster Systembestand, historischer Horizont ftlr Systembestand, jUngster Systembestand / (1 + anfilnglich erwartetes Wachstum Systembestand * historischer HorizontftirSystembestand)) [Teil] Zeit um Systembestand wahrzunehmen= [Monat] Zeit um Wachstum Systembestand wahrzunehmen= [Monat] Aktueller SystembestaiKls: Ersatzteiliager + Neuteile WIP + (Schalter Aufarbcitung * (Gebrauchtteillager + Aufarbeitung WIP)) + (Schaltcr Aufarbeitung * (Altger^telager) * Teileanzahl pro GcrSt) - Auftragsbcstand [Teil]

.Friihwamsystem **i|c4i**i|i4ii|i«>|t«i|i«**4i***«>ii««iK*i(i>|c*«««*««iiii|i«*i|c)ii*i|i>ii«)ti)f>4t«>|ii|ti|i>K4c>li«^

prozentualer Bestand opt EBV= IF THEN ELSE (Time > Absatzende + Verz5gerungszeit Neuproduktion, jUngster Systembestand / Allzcitbedarf opt, 1) [Dnml] rSUPPLEMENTARY geplanter prozentualer Systembestand Nachseries geplanter proz Systembestand Nachserie Lookup (Time) [Dmnl] "gew. Rtickflussrate Frilhwamsystem"= Schalter FrUhwamsystem * Max (0, (Abweichung Bestand vom geplanten Bestand / Teileanzahl pro Gerat)) / Systembestand Anpassungszeit [Gerate / Monat] Abweichung Bestand vom geplanten Bestand= IF THEN ELSE (Time > Absatzende + Verz5gerungszeit Neuproduktion, (gq)lanter Systembestand Ersatzteiliager in der Nachserie - jUngster Systembestand), 0) * Schalter FrUhwamsystem [Teil] gq)lanter proz Systembestand Nachserie Lookups GET XLS lookups ('ebvopt3.xls','ebvoptS','A', *B2') [Dmnl] Systembestand Anpassungszeit= 1 [Monat]

Anhang: Modellgleichungen

________»__

2§L

geplanter Systembestand Ersatzteillager in der Nachserie= Abschlusslos * geplanter prozentuaier Systembestand Nachsoie [Teil] «««***«4i4(**4i**«>ii4i)tt*«i|ii|i*i|ta|i4iiti*i|i****«i|t«i|i*a|i*4i4i««i|ii|iiti«)|ii|ciii«)ic>|i)|(*

.Bewertung *4i*****i|i**«**>|i**«**>N*i|i>|i««**«**«««i|i4i«4ii|i*4i4i**i|ti|ii|i>|i4!«>i>«>lt*iti«*^

"Konversion Monate-Jahr"= 12 [Monat] Kosten Redesign^ INTEG ((Kapazimtsausgabenschalter[pl] * Ausgaben pro Redesign), 0) [GE] rSUPPLEMENTARY Ersatzteillagersatz= [GE/Teil/Monat] Transportausgabens [GE/Teil] Zahliingsreihe= (Abarbeitungsrate

* StUckerles)

-

(Aufarbeitungsausgaben

* Aufarbeitung

Auftragsrate)

-

(Transportausgaben * Aufarbeitung Auftragsrate) - (Produktionsausgaben • Neuteile Produktion) ^ Lagerausgaben Ersatzteillager - (Altgerfltelager * Lagerausgaben Altgeritelager) - (Altgerfttelager nicht aufarbeitbar * Lagerausgaben Altgeratelager) - (Materialrecycling Gcrate nicht aufarbeitbar * Materialrecyclingausgaben Gerat) - (Kapazitatsausgabenschalter[pl] * Ausgaben pro Redesign) (RefercnzRedistributionsausgabensatz * (Rttckfluss Supply Chain nicht aufarbeitbar + Riickfluss Supply

Chain

aufarbeitbar))

-

(Lagerausgaben

Gebrauchtteillager

*

Gebrauchttcillagw)

-

(Materialrecycling Telle * Materialrecyclingausgaben Teil) - (Materialrecyclingausgaben Gerftt * Materialrecycling

Gerate)

-

(Fehlmengenausgaben

* Auftragsbestand)

* (Verschrottung

•

Materialrecyclingausgaben Teil) - (Demontageausgaben * Demontagerate) - (Akquisitionsrate Rtickfluss aufarbeitbar * Redistributionsausgabensatz Akquisition) [GE / Monat] Lagerausgaben Ersatzteillager^: Ersatzteillagersatz * (Max (0, Ersatzteillager) + Max (0, Neuteile WIP)) [GE / Monat] Fehlmengenausgaben^ IF THEN ELSE (durchschnittliche LiefCTverz6gerung > "Ziel-LiefervCTzagcrung" + 0.01, 10000, 0 ) [GE/(Teil* Monat)] Kapazitatsausgabenschalter[p 1 ]= Redesignaufd-ag[pl] [Dmnl] Effekt der Dichte Gerate mit aufarbeitbaren Teilen auf den Redistributionsausgabensatz = Effekt der Dichte Gerate mit aufarbeitbaren Teilen auf den Redistributionsausgabensatz Funktion (Dichte Gerate mit aufarbeitbaren Teilen) [Dmnl]

262

Anhang: Modellgleichungen

Effekt der Dichte GerSte mit aufarbeitbaren Teilen auf den Redistributionsausgabensatz Funktion ()[Diiml] Redistributionsausgabensatz Akquisition^ Effekt der Dichte Gerate mit aufarbeitbaren Teilen auf den Redistributionsausgabensatz * ReferenzRedistributionsausgabensatz [GE / Gerate] Demontageausgaben= [GE/Gerate] Lagerausgaben Altgeratelager= [GE/Gerat/Monat] Aufarbeitungsausgabens [GE/Teil] Materialrecyclingausgaben Teils [GE/Teil] Kalkulationszinssatz= [Dmnl] Kapitalwert= INTEG (Zahlungsreihe * exp (-kontinuierlicher Kalkulationszinssatz * Time / "Konversion MonateJahr").0)[GE] kontinuierlicher Kalkulationszinssatz= In (1 + Kalkulationszinssatz) [Dmnl] Lagerausgaben Gebrauchtteillager= [GE/(Teil*Monat)] Materialrecyclingausgaben Gerat= [GE/Gerate] Sprunghdhe=: [Dmnl] StUckerl5s= [GE/Teil] ReferenzRedistributionsausgabensatz= [GE/Gerate]

Anhang: Modellglcichungen

263

Prodiiktionsausgaben:^ IF THEN ELSE (Time > Absatzende + Verz5g»ungszeit Neuproduktion, SprunghOhe * Referenzproduktionsausgaben, Referenzproduktionsausgaben) [GE / Teil] Referenzprodiiktionsausgaben= [GE/Teil] Ausgaben pro Redesign= [GE/Monat]

.Produktion >|c»i|!*i|c4e*:|i*«««*4c««*4ei|(>|ci|c**«j|c*«*4E>|c*>|c4c«>|(**«*4E«*>|c«*>tt>ic>N>|i>l')tc>|:)Hi|ii|(iic^

gewtinschterErsatzteiilagerbestand= IF THEN ELSE (Time >= Absatzende + Hfichstdauer der Ersatzteilversorgung :AND: Auftragsbestand = Absatzende + Hdchstdauer der Ersatzteilversorgung :AND: Auftragsbestand > 0.5 :AND :jUngste Auftragsrate < 0.3, Auftragsbestand / ("Ersatzteillager-Anpassungszeit" + VerzOgerungszeit Neuproduktion + Auftragsauslieferungszeit) * Konversion, 0) [Teil] "Ersatzteillager-Anpassungszeit"= [Monat] Anpassung des Ersatzteillagers= (gewUnschter Ersatzteillagerbestand - Ersatzteillager) / "Ersatzteillager-Anpassungszeit" [Teil/Monat] inikap= [Teil/Monat] GlMttungsparameter Lieferverzdgerung= [Monat] aktuelle Lieferverzdgerung= IF THEN ELSE (Time > Absatzende + H5chstdauer der Ersatzteilversorgung :AND: Auftragsbestand < 0.9,0, ZIDZ (Auftragsbestand, Abarbeitungsrate)) [Monat] Bedarf bis Abschlusslos= INTEG (IF THEN ELSE (Time < = Absatzende, Gesamtbedarf an Ersatzteilen, 0), 0) [Teil] Bedarf in der Nachserie= SAMPLE IF TRUE (Time < Absatzende + HOchstdauer der Ersatzteilversorgung, Bedarf an Ersatzteilen im Ersatzteillebenszyklus - Bedarf bis Abschlusslos, 0) [Teil]

264

Antang: McxteUgleichungen

Bedarf an Ersatzteilen im Ersatzteillebenszyklus=: INTEG (Gesamlbedarf an Ersatzteilen, 0) [Teil] durchschnittliche AuftragsbearbeitungszeitIF THEN ELSE (Time > Absatzende + H(5chstdaucr der Ersatzteilversorgimg :AND: Aiiftragsbestand 0, Redesignschalter bei Langfristprognose[pl] / TIME STEP + Redesignschalter bei Auftragsverzdgerung / TIME STEP, 0) [Dmnl / Monat] Redesignschalter bei AuftragsverzOgerung^ IF

THEN

ELSE

(durchschnittliche

Licferverzdgerung

>

Max

Lieferverzdgenmg

:AND:

Auftragsbestand > 0.9,1,0) [Dmnl] Kapazitat WIP[pl]= INTEG (Freigabe Redesign-Kapazitatsaufbaurate, init Kapazitat WIP) [Teil / Monat] :SUPPLEMENTARY Produktionskapazitat nach Redesign^ IF THEN ELSE (Redesignauftrag[pl] > 0, potenziellc Kapazitat nach Redesign /TIME STEP, 0) [Teil / (Monat • Monat)] Redesignauftraglp 1 ]=: INTEG (Schalter Option Redesign * (Nutzung Redesignoption - Abfluss Redesignauftrag), 0) [Dmnl]

Anhang: Modellgleichungen

________-«

265

Freigabe Redesign = (IF THEN ELSE (Redesigtiauftrag[pl] = 1 :AND: Time >= Absatzendc + Verzagerungszcit Neuproduktion« Produktionskapazitilt nach Redesign, 0)) [Teil / Monat / Monat] potenzielle KapazitMt nach Redesigns INTEG (-Produktionskapazitftt nach Redesign, init potenzielle Kapazit&t nach Redesign) [Teil/Monat] Abfluss Redesignauftrag= DELAY FIXED (vera Nutzungredesignoption,1,0) [Dmnl / Monat] vera Nutzung redesignoptions DELAY FIXED (Nutzung Redesignoption, TIME STEP, 0) [Dmnl / Monat] Redesigns INTEG (-Nutzung Redesignoption, 1) [Dmnl] VeraOgerung Kapazitfitsaufbau= VeraOgerung Redesign) [Monat] Kapazitatsaufbaurates DELAYS (Freigabe Redesign, Vera5gcrang Kapazitatsaufbau) [Teil / Monat / Monat] NeuteilekapazitMtsabbaus ini kap / TIME STEP * PULSE (Absatzende, TIME STEP) [(Teil / Monat) / Monat] Redesignschalter bei Langfiristprognose[pl]= IF THEN ELSE (Prognostizierter Systembcstand[pl] < 0 :AND: Time < Absatzendc + Hdchstdaua- der Ersatzteilversorgung, 1,0) "^ Schalter Langfristprognose fUr Redesignentscheidung [Dmnl] VeraOgerung Redesigns [Monat] HOchstdauer der Ersatzteilversorgungs [Monat] Abschlussloss IF THEN ELSE (Time > Absatzende + Veraageningszeit Neuproduktion, exogene Einschatzung ttber Ersatzteilbedarf in der Nachserie * unbekannter Allzeitbedarf, 0) [Teil] duFchschnitdiche Lieferveradgerangs SMOOTH(durchschnittliche Auftragsbearbeitungszeit, Glattungsparameter LiefervarzGgerung) [Monat] gewttnschte Reichweite Ersatzteillagers kurafristige Sicherheitsbestandsreichweite Ersatzteillager •¥ Auftragsauslieferungszeit [Monat]

266

Anhang: Modellgleichungen

Ersatzteillager= INTEG (+Neuteile Prodiiktion + Aufarbeitung - Lieferrate-Verschrottung, init Ersatzteillag^) [Teil] Auftragsfreigabe Neuteile=s Min ("Bestimmung des EBV-Loses" + gewUnschte Produktionsrate, Kapazitat Neutcilcfaroduktion) [Teil/Monat] Neuteilc Produktion= DELAY FIXED (Auftragsfreigabe

Neuteile, VerzOgerungszeit Neuproduktion, init Neuteile

Produktion) [Teil / Monat] Auftragsauslieferungszeit= [Monat] Auftragsrate= IF THEN ELSE(Time >= Absatzende + HSchstdauer der Ersatzteilversorgung, 0, Test * Gcsamtbedarf an Ersatzteilcn) [Teil / Monat] Verschrottung= IF THEN ELSE (Time >= Absatzende + HOchstdauer der Ersatzteilversorgung :AND: Auftragsbestand < 0.5, Ersatzteillager / VerzOgeningszeit Materialrecycling, 0) [Teil / Monat] Abarbeitungsrate= Lieferrate [Teil / Monat] Auftragsbestand^ INTEG (Auftragsrate - Abarbeitungsrate, init Auftragsbestand) [Teil] "Bestimmung des EBV-Loses"= IF THEN ELSE (Time >= Absatzende - exogene Einschatzung Uber Ersatzteilbedarf in der Nachserie * ZEDZ (unbekannter Allzeitbedarf, Kapazitat Neuteileproduktion) :AND: (Time < Absatzende), Kapazitat Neuteileproduktion, 0) [Teil / Monat] exogene EinschatzungttberErsatzteilbedarf in der Nachserie= [Dmnl] gewiinschte Lieferrate= (Auftragsbestand / "Ziel-LieferverzCgerung") [Teil / Monat] gewUnschte Produktionsrate^ Max (gewiinschte Aufarbeitungsrate - Aufarbeitung Auftragsrate, 0) [Teil / Monat] jUngste Auftragsrate^ SMOOTH( Auftragsrate, Zeitspanne zur Durchschnittsbildung der Auftragsrate) [Teil / Monat]

Anhang: Modellgleichungen

267

Kapazitat Neuteileproduktion= INTEG (Kapazitatsaufbaurate - Neuteilekapazitatsabbau, ini kap) [Teil / Monat] kurzfristige Sicherheitsbestandsreichweite Ersatzteillager= [Monat] NeuteilcWIP= INTEG (Auftragsfrcigabe Neuteile-Neuteilc Produktion, 0) [Teil] Verz6gerungszeit Neuproduktion= IF THEN ELSE(Time > Absatzende + Hdchstdauer der Ersatzteilversorgung, 2,1) [Monat] "Ziel-Liefcrverz6gerung"= [Monat] Lieferrate= (Max (0, Min (Ersatztcillager / Auftragsauslieferungszcit, gewttnschte Lieferrate))) [Teil/Monat] durchschnittliches Auftragseingangsdatum= ZIDZ (Summe der Auftragseingangsdatcn, Auftragsbestand) [Monat] init potenzielle Kapazit^t nach Redesign^ [Teil/Monat] init Auftragsbestand= [Teil] init Kapazitat WIP= [Teil/Monat]

.Nutzung

Bestand Gerate Uber 12 Jahre= INTEG (Alterung 13 - Obsoleszenzrate 13,0) [Gerate] Kohorte der Gerate im Alter von 12 bis 13 Jahren Gesamtbestand an genutzten Geraten= Bestand Gerate 0 bis 1 Jahr + Bestand Gerate 1 bis 2 Jahre + Bestand Gerate 2 bis 3 Jahre + Bestand Gerate 3 bis 4 Jahre + Bestand Gerate 4 bis 5 Jahre + Bestand Gerate 5 bis 6 Jahre + Bestand Gerate 6 bis 7 Jahre + Bestand Gerate 7 bis 8 Jahre + Bestand Gerate 8 bis 9 Jahre + Bestand Gerate 9 bis 10 Jahre + Bestand Gerate 10 bis 11 Jahre + Bestand Gerate 11 bis 12 Jahre + Bestand Gerate Uber 12 Jahre [Gerate]

268

Anhang: Modell^eichungen

Absatz = Absatzdaten importiot [Gerftte / Monat] Absatzdaten importieit :s GET XLS DATA('absatz2.xls','absatz2','8'/a7') [GcrMt / Monat] Absatzende = [Monat] Alterung2 = DELAY CONVEYOR (Absatz, Kohortendauer, (Obsolcszenzwahrschcinlichkeit 1 * (1 - Reparaturquote 1) / Kohortendauer), Profil, 0, Kohortendauer) [Ger&te / Monat] Alterung 3 = DELAY CONVEYOR (Alterung 2, Kohortendauer, (Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 2 * (1 - Reparaturquote 2) / Kohortendauer), Profil, 0, Kohc»lendauer) [GerUte / Monat] Alterung 4 » DELAY CONVEYOR (Alterung 3, Kohortendauer, Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 3 * (1 - Reparaturquote 3) / Kohortendauer, Profil, 0, Kohortendauer) [Ger&te / Monat] Alterung 13 = DELAY CONVEYOR (Alterung 12, Kohortendauer, Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 12 * (1 - Reparaturquote 12) / Kohortendauer, Profil, 0, Kohortendauer) [GerUte / Monat] Alterung 5 = DELAY CONVEYOR (Alterung 4, Kohortendauer, Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 4 * (1 - Reparaturquote 4) / Kohortendauer, Profil, 0, Kohortendauer) [Gcrftte / Monat] Alterung 6 = DELAY CONVEYOR (Alterung 5, Kohortendauer, Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 5 * (1 - Reparaturquote 5) / Kohortendauer, Profil, 0, Kohortendauer) [Gerflte / Monat] Alterung 7 = DELAY CONVEYOR (Alterung 6, Kohortendauer, Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 6 • (1 - Reparaturquote 6) / Kohortendaiwr, Profil, 0, Kohortendauer) [Gerftte / Monat] Alterung 8 = DELAY CONVEYOR (Alterung 7, Kohortendauer, Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 7 * (1 - Reparaturquote 7) / Kohortendauer, Profil, 0, Kohortendauer) [GerUte / Monat] Alterung 9 = DELAY CONVEYOR (Alterung 8, Kohortendauer, Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 8 * (1 - Reparaturquote 8) / Kohortendauer, Profil, 0, Kohortendauer) [G«-ate / Monat]

Anhang: Modcllgieichungen

__>____-____-____-

269

Altemng 10 = DELAY CONVEYOR (Aito?ung 9. Kohortendauer, Obsolesxcnzwahrschcinlichkeit 9 * (1 - Rq)araturquote 9) / Kohortendauer, Profil, 0, Kohortendaua^) [GerSte / Moiat] Altemng 11 = DELAY CONVEYOR (Alterung 10, Kohortendauer, Obsoleszenzwahrschcinlichkeit 10 * (1 - Reparaturquote 10) / Kohortendauer, Profil, 0, Kohortendauo*) [GerSte / Monat] Alterung 12 = DELAY CONVEYOR (Alterung 11, Kohortendauer, Obsoleszenzwahrschcinlichkeit 11 * (1 - Reparaturquote 11)/ Kohortendauer, Profil, 0, KohorteiKiauer) [Gcr^te / Monat] AltgerMte 0 bis 1 = Obsoieszenzwahrscheinlichkeit 1 * (1 - Reparaturquote 1) "^ Bestand Gertte 0 bis 1 Jahr / Kohortendauer [Gertte / Monat] Altgerate 1 bis 2 = ((Obsoieszenzwahrscheinlichkeit 2 * (1 - Reparaturquote 2) * Bestand Gwate 1 bis 2 Jahre) / Kohortendauer) [Gerate / Monat] AltgeratelObisll = Obsoieszenzwahrscheinlichkeit 11 * (1 - Reparaturquote 11) * Bestand (3erate 10 bis 11 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat] Altgeratellbisl2 = Obsoieszenzwahrscheinlichkeit 12 * (1 - Reparaturquote 12) * Bestand Gerate 11 bis 12 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat] Altgeratettber12 = Obsoieszenzwahrscheinlichkeit 13 * (1 - Reparaturquote 13) * Bestand Gerate tiber 12 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat] Altgerate 2 bis 3 = Obsoieszenzwahrscheinlichkeit 3 * (1 - Reparaturquote 3) * Bestand Gerate 2 bis 3 Jahre) / Kohortendauer [Gerate / Monat] Altgerate 3 bis 4 = Obsoieszenzwahrscheinlichkeit 4 * (1 - Reparaturquote 4) * Bestand Gerate 3 bis 4 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat] Altgerate 4 bis 5 = Obsoieszenzwahrscheinlichkeit 5 * (1 - Reparaturquote 5) * Bestand Gerate 4 bis 5 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat]

270

Anhang: Modellgleichungen

Altgerate 5 bis 6 = Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 6 * (1 - Reparaturquote 6) * Bestand GerSte 5 bis 6 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat] Altgerate 6 bis 7 = Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 7 * (1 - Reparaturquote 7) * Bestand Gerate 6 bis 7 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat] Altgerate 7 bis 8 = Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 8 * (1 - Reparaturquote 8) * Bestand Gerate 7 bis 8 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat] Altgerate 8 bis 9 = Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 9 * (1 - Reparaturquote 9) * Bestand Gerate 8 bis 9 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat] Altgerate 9 bis 10 = Obsoleszenzwahrscheinlichkeit 10 * (1 - Reparaturquote 10) * Bestand Gerate 9 bis 10 Jahre / Kohortendauer [Gerate / Monat] Bedarf an Ersatzteilen im Ersatzteillebenszyklus = INTEG (Gesamtbedarf an Ersatzteilen, 0) [Teil] Bedarf bis Endbevorratung = INTEG (IF THEN ELSE (Time Absatzende + HOchstdauer der Ersatzteilversorgung :AND: Auftragsbestand < 0.9, (Max ((AltgerStelagerDemontagerate * minimum Altgeratelagerbestandsreichweite) / VerzOgerungszeit Materialrecycling, 0)), 0))) * Schalter Option Aufarbeitung + ((1 - Schalter Option Aufarbeitung) * AltgerStelager / VerzOgerungszeit Materialrecycling) [Gerate / Monat]

276

_

^

Anhang: Modeilgteichungen

Materialrecycling Teile= IF THEN ELSE (Time > Absatzende + HOchstdauer der Ersatzteilversorgung :AND: Auftragsbestand < 0.9, Gebrauchtteillager / VerzOgerung Materialrecycling Telle, 0) [Teil/Monat] init Gebrauchtteillager^ [Teil] Min Lagerbestandsreichweite Gebrauchtteillager= [Monat] firUhzeitiger Teilebedarf= EF THEN ELSE (prognostizierter Systembestand [p2] < 0 :AND: Time < (Absatzende -h HSchstdauer der Ersatzteilversorgung) :AND: Time > Absatzende + Verz6gerungszeit Ncuproduktion, 1, 0) * Schalter Prognose Systembestand [Dmnl] Aufarbeitungsentscheidung= Min (IF THEN ELSE (Abweichung Bestand vom geplanten Bestand > 0 :0R: Auftragsrate Akquisition > 0 :0R: gewUnschte Aufarbeitungsrate > 0.5 :0R: SchalterfrUhzeitigeAufarbeitung > 0 :AND: Time < Absatzende + HOchstdauer der Ersatzteilversorgung, 1, 0) + (Schalter Berticksichtigung Aufarbeitung), 1) * Schalter Option Aufarbeitung [Dmnl] Nutzung Aufarbeitungsentscheidungs IF THEN ELSE (frUhzeitige Aufarbeitungsentscheidung > 0,frUhzeitigerTeilebedarf / TIME STEP, 0) [Dnml/Monat] SchalterfrUhzeitigeAufarbeitung^ INTEG (Nutzung Aufarbeitungsentscheidung, 0) [Dmnl] frUhzeitige Aufarbeitungsentscheidung^ INTEG (-Nutzung Aufarbeitungsentscheidung, 1) [Dmnl] Schalter Aufarbeitung= INTEG (Nutzung Aufarbeitungsoption, 0) [Dmnl] Nutzung Aufarbeitungsoption^: IF THEN ELSE (Aufarbeitungsoption > 0, Aufarbeitungsentscheidung / TIME STEP, 0) [Dnml/Monat] Aufarbeitungsoption^ INTEG (^Nutzung Aufarbeitungsoption, 1) [Dmnl] Gebrauchtteillager= INTEG (Rate an aufarbcitbaren Tcilen - Materialrecycling Teile-Aufarbeitung Auftragsrate, init Gebrauchtteillager) [Teil]

Anhang: Modellgleichungen

277

Rate an aufarbeitbaren Teilen= Demontagerate * Teileanzahl pro Gerat [Teil / Monat] gewUnschte Aufarbeitungsrate= Max (Anpassung dcs Ersatzteillagers, 0) [Teil / Monat] Aufarbeitung Auftragsrate=: ((Min

(gewUnschte

Aufarbeitungsrate

,Gebrauchtteillager

/

Min

Lagerbestandsreichweite

Gebrauchtteillager))) [Teil / Monat] Aufarbeitungs (DELAY3 (Aufarbeitung Auftragsrate, VerzOgerungszeit Aufarbeitung)) [Teil / Monat] Aufarbeitung WIP= INTEG (+Aufarbeitung Auftragsrate-Aufarbeitung, 0) [Teil] Altgeriltelager= INTEG (Altgerate RUckflussrate aufarbeitbar - Demontagerate-Materialrecycling Gwatc, 0) [GerSite] minimum Altgeratelagerbestandsreichweites: [Monat]

.Redistribution VerzOgerung Entsorgungsrate nicht aufarbeitbar= [Monat] Anteil Gerate mit aufarbeitbaren Teilen Riickfluss= ZIDZ (virtueller Geratebestand akquirierbar, Gesamtmenge RUckflusspotcnzial Gerate) [Dmnl] Verzdgerung Akquisition=: Effekt der Dichte auf die VerzOgerung RUckfluss Akquisition * Verz5gerung Aquisition normal [Monat] Auftragsrate Akquisition= (Max (0, Max ((Anpassung des Ersatzteillagers + jUngste Auftragsrate) * (Schalter Aufarbeitung / Teileanzahl pro Gerat) * Schalter Altgerateakquisition, (Anpassung des Ersatzteillagers + jUngste Auftragsrate) * (Schalter Aufarbeitung / Teileanzahl pro Gerat) * Schalter friihzeitige Aufarbeitung * Schalter

Altgerateakquisition))

Frtihwamsystem") [Gerate / Monat] "Parameter aufarbeitbar 9-10"= [Dmnl]

+

(Schalter

Altgerateakquisition

*

"gew.

RUckflussrate

278

Anhang: Modellgleichungen

"Parameter aufarbeitbar 10-11"= [Dmnl] "Parameter aufarbeitbar 11-12"= [Dmnl] "Parameter aufarbeitbar 12-13"= [Dmnl] Zugangsrate Altgerate nicht aufarbeitbar= ((1 - "Parameter aufarbeitbar 0 - 1") * (AltgerSte 0 bis 1)) + ((1 - "Parameter aufarbeitbar 1 - 2") * (Altgerate 1 bis 2)) + ((1 - "Parameter aufarbeitbar 2 -3") * (Altgerate 2 bis 3)) + ((1 - "Parameter aufarbeitbar 3 - 4") * (Altgerate 3 bis 4)) + ((1 -"Parameter aufarbeitbar 4 - 5") * (Altgerate 4 bis 5)) + ((1 - "Parameter aufarbeitbar 5 - 6") * (Altgerate 5 bis 6)) + ((1 - "Parameter aufarbeitbar 6 - 7") * (Altgerate 6 bis 7)) + ((1 - "Parameter aufarbeitbar 7 - 8") * (Altgerate 7 bis 8)) + ((1 - "Parameter aufarbeitbar 8 - 9") * (Altgerate 8 bis 9)) + ((1 - "Parameter aufarbeitbar 9 - 10") * (Altgerate 9 bis 10)) + ((Altgerate 10 bis 11) * (1 - "Parameter aufarbeitbar 10 - 11")) + ((Altgerate 11 bis 12) * (1 "Parameter aufarbeitbar 11 - 12")) + ((1 -"Parameter aufarbeitbar 12 - 13") * (Altgerate 12 bis 13)) [Gerate/Monat] "Parameter aufarbeitbar 1-2"= [Dmnl] "Parameter aufarbeitbar 2-3"= [Dmnl] "Parameter aufarbeitbar 3-4"= [Dmnl] "Parameter aufarbeitbar 4-5"= [Dmnl] "Parameter aufarbeitbar 5-6"= [Dmnl] "Parameter aufarbeitbar 6-7"= [Dmnl] "Parameter aufarbeitbar 7-8"= [Dmnl] "Parameter aufarbeitbar 8-9"= [Dmnl]

Anhang: Modellgleichungen

_ _ ^

279

"Parameter aufarbeitbar 0-1"= [Dmnl] £>emontagerates: (IF THEN ELSE (Time > Absatzende + HGchstdaucr der Ersatztcilversorgung :AND: Auftragsbestand < 1,0, Altgeratelager / Demontagezeit * Schalter Aufarbeitung)) [Gerat/Monat] Akquisitionsrate Rtickfluss aufarbeitbar= Min (virtueller GerMtebestand akquirierbar / Min Reservierungszeit, DELAYS (Auftragsrate Akquisition, VerzOgcrung Akquisition)) [Gerat / Monat] Beginn aktiver Ruckfluss[p2]= SAMPLE IF TRUE (Prognostizierter Systembestand[p2] < 1, 1 * Schalter Prognose Systembestand, 0) [Dmnl] :SUPPLEMENTARY Altgerate RUckflussrate aufarbeitbar= RUckfluss Supply Chain aufarbeitbar + Akquisitionsrate RUckfluss aufarbeitbar [GerSte / Monat] VerzSgerung Aquisition normal= [Monat] Rilckflussquote normals [Dmnl] virtueller Altgeratebestand mit nicht aufarbeitbaren Teilen= INTEG (+Zugangsrate Altgerate nicht aufarbeitbar - Altemativentsorgung nicht aufarbeitbar RUckfluss Supply Chain nicht aufarbeitbar, 0) [Gerat] Altgerate RUckflussrate nicht aufarbeitbar= Rtickfluss Supply Chain nicht wieder aufarbeitbar [Gerat / Monat] Zugangsrate Altgerate aufarbeitbar = (Altgerate 0 bis 1* "Parameter aufarbeitbar 0-1") + (Altgerate 1 bis 2 * "Parameter aufarbeitbar 1- 2") + ("Parameter aufarbeitbar 2-3" * Altgerate 2 bis 3) + (Altgerate 3 bis 4 * "Parameter aufarbeitbar 3-4") + ("Parameter aufarbeitbar 4-5" * Altgerate 4 bis 5) + (Altgerate 5 bis 6 * "Parameter aufarbeitbar 5-6") + ("Parameter aufarbeitbar 6-7" * Altgerate 6 bis 7) + (Altgerate 7 bis 8 • "Parameter aufarbeitbar 7-8") + ("Parameter aufarbeitbar 8-9" * Altgerate 8 bis 9) + ("Parameter aufarbeitbar 9-10" * Altgerate 9 bis 10) + (Altgerate 10 bis 11 * "Parameter aufarbeitbar 10-11") + (Altgerate 11 bis 12 * "Parameter aufarbeitbar 11-12") + (Altgerate 12 bis 13 * "Parameter aufarbeitbar 12-13") [Gerate / Monat]

280

Anhang: Modellgleichungen

virtueller Altgeratebestand aufarbeitbar= INTEG (+Zugangsrate AltgcrSte aufarbeitbar nicht akquirierbar - Entsorgungsrate aufarbeitbar, 0) [Gcrat] :SUPPLEMENTARY VerzOgemng Entsorgungsrate aufarbeitbar^ 1 [Monat] Akquisitionszeit= [Monat] Zugangsrate Altgerate aufarbeitbar nicht akquirierbar^ virtueller Geratebestand akquirierbar / Akquisitionszeit [Gerat / Monat] Min Reservierungs2eit= [Monat] virtueller Geratebestand akquirierbars INTEG (Zugangsrate Altgerfite aufarbeitbar - Akquisitionsrate Rtickfluss aufarbeitbar -Zugangsrate Altgerate aufarbeitbar nicht akquirierbar, 0) [Gerat] Effekt der Dichte auf die Verz5gerung Rtickfluss Akquisition= Effekt der Dichte auf die Verzdgerung Rtickfluss Akquisition Funktion (Dichte GerSte mit aufarbeitbaren Teilen) [Dmnl] Effekt der Dichte auf die Verz5gerung RUckfluss Akquisition Funktion ()[Dmnl] Anteil RUckflusspotenzial an Gesamtbestand bei Nutzem= ZIDZ (Gesamtmenge RUckflusspotenzial Gerate,(Gesamtbestand an genutzten Geraten + Gesamtmenge Rtickflusspotenzial Gerate)) [Dmnl] Dichte Gerate mit aufarbeitbaren Teilen= Antcil Gerate mit aufarbeitbaren Teilen RUckfluss * Anteil Rtickflusspotenzial an Gesamtbestand bei Nutzem [Dnanl] Altgeratelager nicht aufarbeitbars: INTEG (Altgerate Rttckflussrate nicht aufarbeitbar - Mato-ialrecycling Gerate nicht aufarbeitbar, 0) [Gerate] Materialrecycling Gerate nicht aufarbeitbar^ Altgeratelager nicht aufarbeitbar / VerzOgerungszeit Materialrecycling [Gerat / Monat] Rtickfluss Supply Chain nicht aufarbeitbar (Max (0, virtueller Altgeratebestand mit nicht aufarbeitbaren Teilen * (RUckflussquotc normal / VerzOgerung Entsorgungsrate nicht aufarbeitbar))) [Gerate / Monat]

Anhang: Modellgleichungen

.

281

Altemativcntsorgung nicht aufarbeitbar= (Max (0, (1 - Rtickflussquote normal) * virtueller Altgeratcbestand mit nicht aufarbcitbaren Teilen) / Verzdgerung Entsorgungsrate nicht aufarbeitbar) [Gerat/Monat] Alternativentsorgung aufarbeitbars (1 - RUckflussquote normal) * Entsorgungsrate aufarbeitbar [Gerat / Monat] :SUPPLEMENTARY RUckfluss Supply Chain aufarbeitbar= RUckflussquote normal * Entsorgungsrate aufarbeitbar [Gerat / Monat] Entsorgungsrate aufarbeitbar^ DELAY 1 (Zugangsrate Altgerate aufarbeitbar nicht akquirierbar* Verz6gerung Entsorgungsrate aufarbeitbar) [Gcrate / Monat] ***«:|i«****4i*«4i**i|ii|(««*«*iii*«*«4t)i()i(itiitii«ii((>K*4i*4iitt>N>i!>|(i«l>4c)|i>N**>|i>t>

.Control 4i«««i|c«*«**i|i«**«4c*«*«***4>ttt>|i4i*«>|(i|i4t««4(«)|i>l')|i«>t>>l'4>>t|i^

Schalter Berticksichtigung Aufarbeitung= [Dmnl] Schalter Frtihwamsystem= [Dmnl] Schalter Option Redesigns [Dmnl] Max Lieferverz5gerung= [Monat] Schalter Langfiristprognose fUr Redesignentscheidung= Schalter Prognose Systembestand [Dmnl] Schalter Prognose Systembestand= [Dmnl] Schalter Altgerateakquisition= [Dmnl] Schalter Option Aufarbeitung= [Dmnl] FINALTIME = [Monat]

282

Anhang: Modellgleichungen

INITIAL TIME = [Monat] SAVEPER = [Monat] TIME STEP = [Monat] j|c:tci|i««:(c«««Hc««*«:|c«>K«««*4:Hc««**«««**!ic«*«ii(«*«)|c«!ii>tc>|(>|c>|!!|l|:««!ii*

.Kennwert prozentualer Systembestand Nachserie= IF THEN ELSE (Time > Absatzende + Verz(Jgerungszeit Neuproduktion, i- ((unbekannter Allzeitbedarf-Aktueller Systembestand) / unbekannter Allzeitbedarf), 0) [Dmnl] iSUPFLEMENTARY Allzeitbedarf opt= [Teil] Gesamtmenge abgesetzter Gerate= INTEG (Absatz, 0) [GerSte] :SUPPLEMENTARY Erfimiungsanteil:= ZIDZ (Abarbeitungsrate, Auftragsrate) [Dmnl] iSUPPLEMENTARY Gesamtmenge jemals genutzter Gerate= Gcsamtbestand an genutzten GerSten + Altgerate gesamt [Gerate] :SUPPLEMENTARY Gesamtmenge Rttckflusspotenzial Gerate= virtueller Altgeratebestand mit nicht aufarbeitbaren Teilen + virtueller Geratebestand akquirierbar [Gerat] kumulierte Menge an zurtickgenommenen Geraten mit aufarbeitbaren Teilen= INTEG (Altgerate RUckflussrate aufarbeitbar, 0) [Gerate] gesamte Rtickflussrate= RUckfluss Supply Chain nicht aufarbeitbar + RUckfluss Supply Chain aufarbeitbar +Akquisitionsrate Rtickfluss aufarbeitbar [Gerate / Monat]

Anhang: ModeUgleichungen

^

283

alle aufarbeitbaren Teile= INTEG (Rate an aufarbeitbaren Teilen, 0) [Teil] :SUPPLEMENTARY Bedarf im Versorgungszeitraum= INTEG (IF THEN ELSE (Time < Absateende + HSchstdauer der Ersatzteilversorgung, Gesamtbedarf an Ersatzteilen, 0), 0) [Teil] :SUPPLEMENTARY kum Materialrecycling teile aufarbeitbar= INTEG (Materialrecyling Teile aufarbeitbar, 0) [Teil] rSUPPLEMENTARY RUckfluss gesamt= Zugangsrate Altgerate nicht aufarbeitbar + Zugangsrate Altgerate aufarbeitbar [Gerate / Monat] :SUPPLEMENTARY kumulierte Produktion im Versorgungszeitraum= INTEG (Neuteile Produktion, init Ersatzteillager) [Teil] rSUPPLEMENTARY kumulierte Auslieferung= INTEG (Lieferrate, 0) [Teil] :SUPPLEMENTARY Produktionsmenge nach einem Redesign= INTEG (IF THEN ELSE (Redesign < 1, Neuteile Produktion, 0 ) , 0) [Teil] Menge an akquirierten Geraten = INTEG (Akquisitionsrate RUckfluss aufarbeitbar, 0) [Geratc] kumulierte Menge an zurUckgenommenen nicht aufgearbeiteten Teilen=\ INTEG (Materialrecycling Teile, 0) [Teil] :SUPPLEMENTARY Materialrecycling Teile gesamt=: INTEG (Materialrecycling Teile, 0) [Teil] rSUPPLEMENTARY kumulierte Verschrottung= INTEG (Verschrottung, 0) [Teil] iSUPPLEMENTARY Anteil aufarbeitbar RUckfluss= ZIDZ ((Altgerfite Rtickflussrate aufarbeitbar), gesamte Rtickflussrate) [Dmnl]

284

Anhang: ModeJlgleichungen

Materialrecycling Ger^te gesamt kumuliert= INTEG (Materialrecycling Gerate gesamt, 0) [Gerate] :SUPPLEMENTARY Materialrecyling Teile aufarbeitbar= Materialrecycling Gerate * Teileanzahl pro Gerat + Materialrecycling Teile [TeU / Monat] Kennzahl Lieferverz6gerung= INTEG (LieferverzOgerungsbewertungsrate, 0) [Monate] :SUPPLEMENTARY LieferverzOgerungsbewertungsrate= IF THEN ELSE (aktuelle Lieferverz6gerung > ,7iel-Lieferverz6gerung", Zeitraum, 0) [Monat / Monat] Zeitraum= 1 [Monat / Monat] kumulicrte Menge obsoleter Gerate mit aufarbeitbaren Teilen= INTEG (Zugangsrate Altgerate aufarbeitbar, 0) [Gerat] :SUPPLEMENTARY kumulierter Riickfluss= INTEG (gesamte RUckflussrate, 0) [Gerat] Menge an aufgearbeiteten Teilen=: INTEG (Aufarbeitung Auftragsrate, 0) [Teil] Gesamtbedarf an Ersatzteilen^ (Ersatzteilbedarf 0 bis 1) + (Ersatzteilbedarf 1 bis 2) + (Ersatzteilbedarf 2 bis 3) + (Ersatzteilbedarf 3 bis 4) + (Ersatzteilbedarf 4 bis 5) + (Ersatzteilbedarf 5 bis 6) + (Ersatzteilbedarf 6 bis 7) + ((Ersatzteilbedarf 7 bis 8) + (Ersatzteilbedarf 8 bis 9) + (Ersatzteilbedarf Uber 9 Jahre) + (Ersatzteilbedarf 10 bis 11) + (Ersatzteilbedarf 11 bis 12) + (Ersatzteilbedarf 12 bis 13)) [Teil / Monat] Altgerate gesamt= INTEG (Altgeraterate gesamt, 0) [Gerat] Altgeraterate gesamt= Altgerate 0 bis 1+Altgerate 1 bis 2+Altgerate 2 bis 3+Altgerate 3 bis 4+Altgerate 4 bis 5\ +Altgerate 5 bis 6+Altgerate 6 bis 7+Altgerate 7 bis 8+Altgerate 8 bis 9+Altgerate 9 bis 10\ +Altgerate 10 bis 11+Altgerate 11 bis 12+Altgerate .12 bis 13 [Gerate / Monat] Altgeratelager gesamt= Altgeratelager + Altgeratelager nicht aufarbeitbar [Gerat] rSUPPLEMENTARY

Anhang: Modellglcichungen

kumuliertes RUckflusspotential= INTEG (Zugangsrate AltgerSte nicht aufarbcitbar + Zugangsrate Altgerate aufarbeitbar, 0) [Gcrate]

285