Herausforderungen bei der Planung von Produktionsnetzwerken

Herausforderungen bei der Planung
von Produktionsnetzwerken

Leistungsfähige Produktionsnetzwerke schaffen
mithilfe mathematischer Optimierung

Vor 130 Jahren begann eine Erfolgsgeschichte in einer kleinen Apotheke im ostwestfälischen Bielefeld. Mit innovativen Produkten wie geschmacksneutralem Backpulver, Vanillin-Zucker und Puddingpulver revolutionierte Dr. August Oetker die Zubereitung von Speisen. Heute ist die Marke nicht nur bekannt für Backzutaten und -waren, sondern für viele weitere Nahrungsmittel. Wer kennt sie nicht die typische Tiefkühlpizza aus dem Hause Dr. Oetker?

Mit der Expansion ins Ausland und diversen Markenübernahmen stehen heute zwar oftmals andere Namen auf der Verpackung, aber eines haben diese Produkte gemeinsam: Sie gehören zum Unternehmen Dr. Oetker. Durch den internationalen Markenausbau gehört heute eine Vielzahl an unterschiedlichen Standorten zum Produktionsnetzwerk.

Viele Unternehmen, die in einer Garage starteten (oder wie in unserem Beispiel in einer kleinen Apotheke), agieren heute auf internationalen Märkten. Um hier zu bestehen, brauchen sie vor allem eins: ein leistungsfähiges Produktionsnetzwerk. 

Was hierbei zu beachten ist, und wie mathematische Optimierung unterstützen kann, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Von der Garage (oder Apotheke)
raus in die Welt

Die Produktionsnetzwerke vieler Unternehmen sind oftmals historisch gewachsen. Vielleicht wurden Standorte ehemaliger Wettbewerber*innen übernommen, oder Kapazitäten für bestimmte Aufträge aufgebaut? Vielleicht wurde die Produktions ins Ausland verlagert? So entsteht mit der Zeit ein Geflecht verschiedener Produktionsstandorte im In- und Ausland, die über unterschiedliche Transportmöglichkeiten untereinander und mit ihren Endkund*innen verbunden sind.

Ein solches Produktionsnetzwerk ist nicht nur hoch komplex, es verändert sich auch mit der Zeit. Dies kann unterschiedliche Gründe haben, zum Beispiel:

  • Kosten reduzieren (Löhne, Energie, Transport)
  • Nähe zum Absatzmarkt bzw. Zugang zu Märkten schaffen
  • Risiken minimieren und Resilienz erhöhen (Lieferkettenausfall, geopolitische Probleme, Naturkatastrophen, Währungsrisiken)
  • Flexibilität steigern
  • Steuervorteile und Subventionen nutzen
  • Qualifizierte Fachkräfte finden
  • Zölle vermeiden

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Produktionsnetzwerke beherrschen lernen

Hohe Anforderungen an Produktionsnetzwerke

Der Begriff „Produktionsnetzwerk“ steht nicht nur für eine Anzahl von Produktionsstätten an verschiedenen Standorten. An moderne Produktionsnetzwerke werden hohe Anforderungen gestellt: die Lieferfähigkeit ist sicherzustellen, Kosten- und Transportvorteile sind zu nutzen und Risiken zu minimieren. Im Ergebnis sollen Produktionsnetzwerke leistungsfähig und effizient sein. Wenn Sie mehr Informationen zur OPTANO Lösung für die Planung komplexer Produktionsnetzwerke haben möchten möchten, finden Sie diese hier.

Was macht die Planung so komplex?

Bei der Netzwerkplanung sind viele verschiedene Einflussfaktoren zu berücksichtigen. Oftmals bestehen zwischen einzelnen Produktionsstätten große Unterschiede. Diese sind zum Beispiel in den Kosten vor Ort – wie Lohnkosten, Materialkosten, Energiekosten etc. – zu finden. Aber auch unterschiedliche Fertigungsmöglichkeiten, Marktentwicklungen und Restriktionen an den Standorten führen dazu, dass eine Netzwerkplanung schnell komplex wird.

Ein ganzheitliches Management des Netzwerks ist somit wesentlich. Dies kann jedoch bei einer Vielzahl von Fertigungsstandorten schwierig sein. Sind die Produktionsstätten zudem in verschiedenen Weltregionen verteilt, erhöht sich der Schwierigkeitsgrad der Netzwerkplanung um ein Vielfaches. Unterschiedliche Währungen und Steuern, sowie Zölle und Subventionen können sowohl Chancen bieten als auch mit Risiken verbunden sein. Der permanente Einfluss durch den Wettbewerb, Lieferanten, Kund*innen und auch der Politik erhöhen zudem die Komplexität eines Produktionsnetzwerkes.

Unterschiedliche technische Voraussetzungen und fehlende Kompatibilität– zum Beispiel im Bereich der Fertigung – haben ebenfalls Einfluss auf die Erstellung von Plänen. Vergleiche unterschiedlicher Produktionswerke sind dann nicht immer einfach. Erschwerend hinzu kommt: Wenn das Netzwerk – wie wie oben erwähnt – historisch gewachsen ist, fehlt in vielen Unternehmen die notwendige Transparenz für eine optimale Planung.

Das Netzwerk aus der Vogelperspektive betrachten

Damit alle an ein Produktionsnetzwerk gestellten Anforderungen erfüllt werden können, benötigt es eine optimale Struktur und eine intelligente Organisation, die fortlaufend angepasst werden muss, um auf die zahlreichen äußeren, sich permanent ändernden Einflüsse reagieren zu können. Prozesse und Pläne mögen für einzelne Standorte optimal sein, jedoch können sich bei der Betrachtung des Produktionsnetzwerkes – besonders bei denen, die historisch gewachsen sind – Schwächen hinsichtlich der Struktur zeigen. In diesen Fällen werden Ziele in Bezug auf Kosten und/oder Qualität und Service oft nicht erfüllt. Produktionsnetzwerke bieten zudem Synergien, die mangels Transparenz nicht erkannt werden.

Ist dies der Fall, sollte eine ganzheitliche Netzwerkplanung in Betracht gezogen werden. Hierbei liegt der Fokus darauf, die Effizienz zu maximieren und dabei gleichzeitig die Kosten zu minimieren sowie ggf. weitere unternehmensspezifische KPI zu optimieren. So gehört zum Beispiel die Reduzierung der CO2-Emissionen im gesamten Produktionsnetzwerk inzwischen bei vielen Unternehmen zu den definierten Zielen.

In einem abgestimmten Produktionsnetzwerk werden die vorhandenen Ressourcen bestmöglich genutzt, sowie ein Gleichgewicht zwischen Produktions- und Lagerstandorten und Transportwegen sichergestellt – sowohl in Bezug auf Kosten, als auch hinsichtlich des CO2-Ausstoßes. Zudem kann eine gute Netzwerkplanung auf Risikopotenziale aufmerksam machen und diese reduzieren.

Vorteile einer ganzheitlichen Netzwerkplanung

  • Transparenz bzgl. Kosten, Lieferanten, Absatzmärkten
  • Wettbewerbsfähige Produktionsentscheidungen
  • Erhöhung der Agilität und Flexibilität in der Produktion
  • Nutzung von Potenzialen und Vorteilen in der Logistik
  • Stabilisierung zukunftsorientierter Strukturen und Prozesse

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Netzwerkplanung mithilfe mathematischer Optimierung und OPTANO

Vorausschauende Bedarfsplanung

Mithilfe von Bedarfsprognosen können Bedarfe und Kapazitäten noch besser aufeinander abgestimmt werden. Absatzprognosen, die nicht nur auf Schätzungen basieren, sondern auf historischen Fakten in Kombination mit verfügbaren Daten zu zukünftigen Entwicklungen, tragen dazu bei, die Qualität von Planungen zu verbessern.

Mit dem Einsatz von OPTANO können wir im Bereich der Prescriptive Analytics, also der Umsetzung von Optimierungsmodellen von Planungsentscheidungen, direkt auf die Ergebnisse der Predictive Analytics zurückgreifen. Damit gründet sich die optimale Planung auf die bestmögliche Vorhersage der Zukunft, unter Verwendung der Erkenntnisse der Vergangenheit.

Die Implementierung der Bedarfsplanung erhöht die Liefersicherheit und den Servicegrad. Eine optimale Warenverfügbarkeit führt automatisch zu einer erhöhten Zufriedenheit der Kund*innen.

Mit dem Einsatz intelligenter Methoden der mathematischen Optimierung können Sie mit einer Planungssoftware wie OPTANO zu jedem Zeitpunkt die richtigen Entscheidungen treffen und so die Wirtschaftlichkeit Ihres Netzwerks erhöhen. OPTANO unterstützt mit konkreten Handlungsempfehlungen – fundiert analysiert auf Basis aller zu berücksichtigenden Daten.

Mathematisch optimierte Netzwerkplanung

Die optimale Planung für Produktionsnetzwerke sollte sich immer nach den Unternehmenszielen richten. Wie bereits erwähnt, sind die vorrangigen Ziele hierbei die Reduzierung der Kosten und eine Maximierung der Gewinnmarge, sowie ggf. die Optimierung weiterer unternehmensspezifischer KPI.

Die Netzwerkplanung mithilfe der mathematischen Optimierung erfolgt auf Basis vorhandener Leistungsdaten. Dies können u. a. Informationen über Produktions- und Lagerkapazitäten, Logistik- und Transportkosten, CO2-Emissionswerte sowie der Bedarf von Kund*innen sein.

Die Erstellung von Plänen mit einer Optimierungssoftware wie OPTANO basiert auf einem mathematischen Modell, dass das gesamte Produktionsnetzwerk abbildet – unter Berücksichtigung aller Ziele, Ressourcen, Variablen und Restriktionen.

Mithilfe einer Planungssoftware wird entschieden, wie Produktionskapazitäten insgesamt am besten genutzt, beziehungsweise an welchen Standorten Produktionsaufträge platziert und welche Transportwege gewählt werden. Aufgabe der Netzwerkplanung ist es, einen möglichst effizienten Produktions- und Transportplan zu erstellen, der es ermöglicht die festgelegten Ziele optimal zu erreichen.

Eine agile Software wie OPTANO ermöglicht zudem eine schnelle Anpassung der Pläne an die dynamischen Umfeldbedingungen eines Produktionsnetzwerks. Hierbei können unter anderem Was-wäre-wenn Analysen beziehungsweise Szenarien-Vergleiche zum Einsatz kommen.

Was-wäre-wenn Analysen und Szenarien-Vergleiche

Mithilfe von Was-wäre-wenn Analysen und Vergleichen von Szenarien sind Entscheidungen zwischen alternativen Lösungen einfacher zu treffen. So lassen sich in kürzester Zeit verschiedene Szenarien vergleichen, so dass auf Veränderungen schnell reagiert werden kann.

Zum Beispiel kann herausgefunden werden, welche Auswirkungen veränderte Umfeldbedingungen eines Produktionsstandortes auf das gesamte Netzwerk haben.

Jetzt heißt es: Kuchen backen

Die kurze Erzählung über Backpulver und Vanillinzucker hat meinen Appetit geweckt. Ich denke, es wäre eine schöne Idee mal wieder einen Kuchen zu backen. Und wer weiß, vielleicht bleiben für meine Kolleg*innen bei OPTANO noch ein paar Kuchenstücke über? Aber wie ich meine Familie kenne, lassen sie doch nur ein paar Krümel auf der Kuchenplatte zurück. Und dies ist eine Prognose, die ich ohne den Einsatz einer Software treffen kann.

Kennen Sie schon unser
Factsheet zum Thema?

Das Management komplexer Produktionsnetzwerke ist anspruchsvoll. Oft fehlt die notwendige Transparenz, um Bedarfe und Produktionskapazitäten so aufeinander abzustimmen, dass Warenverfügbarkeit und Produktionskosten in einem optimalen Verhältnis stehen. In diesem Factsheet zeigen wir, welche Möglichkeiten die OPTANO Lösung für Produktionsnetzwerke bietet.

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Alexandra Navarra

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Dr. Dominik Hollmann
Head of Product