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Kalkulierbare Sicherheit

Einsatz der Cost-Scaling-Algorithmen für die strategische Supply-Chain-Optimierung
Kalkulierbare Sicherheit

Gerade in der chemischen Industrie, wo unzählige Faktoren und weit reichende Wechselwirkungen die Wertschöpfungskette beeinflussen und komplexe Szenarien an der Tagesordnung sind, können strategische Entscheidungen schwerwiegende Folgen für das Unternehmen mit sich bringen. Wären sämtliche Auswirkungen einer Änderung der Supply-Chain-Strukturen bereits im Vorfeld absehbar und dazu maßgebliche Einflussfaktoren wie Umsatzpotenziale, Kostentreiber und Quick Wins identifizierbar, hieße dies einen Gewinn an Transparenz und Flexibilität und eine sichere Basis für strategische Entscheidungen.

Dr. Dominik Eberlein

Unternehmen müssen ihre Supply Chains fortlaufend an die Anforderungen des Marktes anpassen. So verlangen neue Absatzmärkte die Erweiterung eines Netzwerks, während Fusionen die Integration zusätzlicher Standorte sowie die Reorganisation und Optimierung der so entstandenen Netzwerkstrukturen erfordern. Grundsätzlich wirkt sich hierbei jede Änderung an einem Glied der Wertschöpfungskette auf die gesamte Supply Chain aus. Dies führt mitunter dazu, dass Entscheidungen, die ein lokales Verbesserungspotenzial mit sich bringen, unter Umständen insgesamt zu einer Verschlechterung führen. Beispielsweise kann die Optimierung von Transportkosten zu Lasten der Produktionskosten gehen. Gerade diese Komplexität und Wechselwirkungen zwischen einzelnen Faktoren im Voraus zu erkennen, stellt eine der großen Herausforderungen an die strategische Planung dar. Entscheidungen müssen stets ganzheitlich getroffen und das globale Optimum für die gesamte Supply Chain – von Endpunkt zu Endpunkt – ermittelt werden. Eine der grundlegenden Vorgehensweisen dieser End-to-End-Optimierung stellt die Evaluation alternativer Handlungsstrategien dar. In so genannten What-if-Simulationen werden verschiedene Szenarien in die Zukunft projiziert, um deren Auswirkungen zu erkennen und bewerten zu können. Unternehmen sind so in der Lage, erfolgskritische Faktoren frühzeitig zu identifizieren, pro-aktiv zu handeln und Risiken zu reduzieren.
Was wäre wenn?
Eine der gefragtesten strategischen Aufgaben, die sich in What-if-Szenarien untersuchen lassen, stellt die Anpassung der Netzwerkstrukturen an die fortlaufende Entwicklung des Marktes dar. So erfordert die Erschließung neuer Zielmärkte die Planung weiterer Produktions- und Distributionsstandorte. Fusionen machen die Umgestaltung der Supply Chain nötig. Simulationen ermöglichen die durchgängige Bewertung solcher Szenarien. Sie legen Auswirkungen von Entscheidungen und die Bedeutung einzelner Kostenfaktoren wie Transportkosten, Standortkosten oder Lieferstrategien offen. Der Anwender gewinnt so vor allem an Übersicht und Transparenz.
Auch die Minimierung von Lagerbeständen birgt in der Regel großes Einsparpotenzial. Unter dem Aspekt der ganzheitlichen und durchgängigen Supply-Chain-Optimierung darf diese jedoch nicht auf Kosten der Lieferqualität gehen. Vielmehr müssen beide Faktoren simultan optimiert werden. Daher wird der bestmögliche Kompromiss zwischen beiden Zielen ermittelt, der die größte Kostenreduktion für die gesamte Supply Chain erzielt. What-if-Szenarien kalkulieren optimale Bestandsmengen, deren Verteilungen sowie Zulieferstrategien. Dadurch kann die Warenverfügbarkeit bei gleichzeitiger Steigerung von Lieferservice und -qualität gewährleistet werden. Darüber hinaus werden Lagerhaltungskosten, Transportzeiten und -wege minimiert und die Kapitalbindung reduziert. Auch Auswirkungen alternativer Distributionsstrategien auf das Netzwerk werden geprüft: Ist es effizienter Kunden über regionale Lager zu beliefern oder reduziert eine zentrale Struktur mit wenigen Distributionszentren Kosten?
Gerade global agierende Unternehmen müssen in der Lage sein, strategische Fragestellungen wie diese zu beantworten. Zur Evaluation möglicher Szenarien sowie zur Ableitung konkreter Aussagen müssen Planungssysteme die zumeist hochkomplexen Supply-Chain-Strukturen detailliert abbilden und die dabei anfallenden Datenmengen verarbeiten können. Herkömmliche Planungssysteme auf Basis der linearen Programmierung stoßen bei der Modellierung und Berechnung großer Szenarien jedoch meist an ihre Grenzen. Mit der Weiterentwicklung der in den 1980-er Jahren maßgeblich an der Stanford University erforschten Cost-Scaling-Algorithmen (CS-Algorithmen) stellt das Softwarehaus Axxom ein innovatives technologisches Verfahren vor, das hier Abhilfe schaffen soll.
Bewertung und Optimierung strategischer Fragestellungen
Der Einsatz der CS-Algorithmen ermöglicht die Bewertung und Optimierung strategischer Fragestellungen für hoch vernetzte Netzwerke mit mehreren hundert Produktionsstandorten und Distributionszentren sowie einigen zigtausend Produkten. Wenngleich dies aktuell vorherrschenden Aufgabengrößen entspricht, war deren Optimierung mit herkömmlichen Verfahren bislang nicht möglich. Denn diese greifen auf eine so genannte Clusterung, d. h. eine Zusammenfassung von Produkten und Kunden, zurück. Diese vereinfachte Darstellung bedeutet jedoch sowohl einen erhöhten Arbeitsaufwand in der Modellierung, als auch eine verzerrte Abbildung der tatsächlichen Planungssituation. Mögliche Potenziale gehen bereits bei der Erstellung des Rechenmodells verloren. Mithilfe der CS-Algorithmen hingegen werden Supply-Chain-Strukturen detailgetreu abgebildet. Zudem ermöglichen die intelligenten Algorithmen eine deutlich schnellere Berechnung strategischer Szenarien.
Die Stärke der neuen Technologie zeigt sich in einem Vergleich mit gängigen Verfahren der linearen Programmierung: Bei einer Aufgabe mittlerer Größe, deren Kalkulation auch ein LP-Solver bewältigt, schöpft der CS-Solver das Optimierungspotenzial zu über 98 % aus. Dabei benötigt das neue Verfahren deutlich geringere Rechenzeiten und wesentlich weniger Speicher. Der Einsatz der Cost-Scaling-Algorithmen ermöglicht Unternehmen damit erstmals die effiziente Simulation und realistische Abbildung und Einschätzung von Supply-Chain-Szenarien. Risiken werden frühzeitig erkannt und eingeordnet und der Handlungsspielraum wesentlich erweitert.
Operationalisierte strategische Planung
Strategische Supply-Chain-Optimierung gewinnt in der Industrie zunehmend an Bedeutung. Denn die damit realisierbaren Potenziale und Vorteile sind inzwischen unverzichtbar für Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens. Jedoch genügt es längst nicht mehr, strategische Planung projektbezogen zu initiieren – zu schnell schreitet die Entwicklung der zugrunde liegenden Supply-Chain-Strukturen fort. Heute bedarf es vielmehr einer kontinuierlichen strategischen Planung, um Fragestellungen – gemäß der sich stetig wandelnden Marktbedingungen – fortlaufend durchspielen und prüfen zu können. Um diesen Anforderungen nachzukommen, ist ein neues Planungskonzept erforderlich: die so genannte Operationalisierung der strategischen Planung. Diese leistet gerade die fortlaufende Optimierung und Planung der Supply Chains im Unternehmen. Voraussetzung ist dabei der Einsatz hoch effizienter Algorithmen wie der Cost-Scaling-Technologie, die eine schnelle und exakte Simulation zahlreicher What-If-Szenarien erlauben. Aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit der Optimierungsverfahren sowie der umfassenden Modellierungsmöglichkeiten können Szenarien so kontinuierlich und beliebig oft durchgespielt werden, ohne dass eine aufwändige Neumodellierung nötig wird. Zusätzlich vermittelt die End-to-End-Optimierung von Supply-Chain-Szenarien, d.h. die Optimierung vom Lieferanten über Produktions- und Distributionsstufen bis hin zum Kunden, einen entscheidenden Mehrwert. Denn nur so können die Optimierungspotenziale auch in der Praxis ausgeschöpft werden.
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