DZA – Der digitale Zwilling für die Auftragsabwicklung

Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines digitalen Zwillings für die Auftragsabwicklung (DZA). Dieser soll Unternehmen dabei unterstützen, Transparenz über die Prozesse, Systeme und Daten der Auftragsabwicklung zu schaffen. Er soll dazu beitragen, bessere und schnellere Entscheidungen im Rahmen der Produktionsplanung und -steuerung zu treffen und die Auswirkungen von diesen Entscheidungen aufzeigen. Hierzu liefert der DZA Unternehmen ein zentrales, abfragbares Wissensmodell über die Prozesse und Systeme der Auftragsabwicklung. Des Weiteren stellt er eine strukturierte Datenbank zur Verfügung, in der alle für die Auftragsabwicklung relevanten Daten zusammenfließen. Ein Simulations- und Prognosemodul wird abschließend eingesetzt, um die Auswirkungen von Entscheidungen zu prognostizieren und zu untersuchen.

Motivation

Unternehmen sehen sich heute einer steigenden Komplexität in der Auftragsabwicklung ausgesetzt. Diese Komplexität wird insbesondere durch ein volatiles Umfeld, global verteilte Märkte sowie eine wachsende Anzahl an Produktvarianten und damit kleineren Losgrößen verursacht. Dies wirkt sich auch auf die eingesetzten Produktions- und Logistiksysteme der Unternehmen aus, welche die Anzahl an Produktvarianten effizient produzieren und gleichzeitig schnell anpassbar sein müssen. In diesem Kontext steigen auch die Anforderungen an die Auftragsabwicklung, die alle Schritte vom Eingang des Kundenauftrags über die Produktion und die Logistik bis hin zum Versand des Produkts an den Kunden umfasst. Dabei erwarten Kunden kurze Lieferzeiten, eine hohe Qualität sowie geringe Kosten. Entscheidungen im Rahmen der Auftragsabwicklung beeinflussen zahlreiche Produktionskennzahlen: Produktionspläne, resultierende Produktionsaufträge und deren Steuerungslogiken bestimmen beispielsweise Parameter wie die Durchlaufzeit der Produkte, die Bestände im Unternehmen sowie die Liefertreue. Dadurch ist die Auftragsabwicklung eine wichtige Stellgröße für produzierende Unternehmen, um sich vom Wettbewerb zu differenzieren.

Zielsetzung

Um diese Herausforderungen zu adressieren, soll die Auftragsabwicklung durch einen digitalen Zwilling abgebildet werden. Dieser erlaubt es Unternehmen, Transparenz über ihre Prozesse, Systeme und Daten zu erlangen. Darüber hinaus sollen mithilfe der Erstellung einer homogenen Datenbasis und der Entwicklung eines prognosefähigen Simulationsmodells Auswirkungen von Entscheidungen aufgezeigt werden. Zu diesen Entscheidungen gehört beispielsweise die Festlegung von Sicherheitsbeständen sowie von maximalen Lagerbeständen. Produktionsprogramme jeder Linie, Auftragsreihenfolgen und Auftragsterminierungen können ebenfalls mithilfe des DZA ermittelt werden.

Vorgehen

Die Architektur des DZA ist dreigeteilt und beinhaltet eine semantische Informationsschicht, ein Datenmodul sowie ein Simulationsmodul. Die oben beschriebenen Herausforderungen können dadurch ganzheitlich adressiert werden. Die semantische Informationsschicht stellt ein Wissensmodell in natürlicher Sprache für die Auftragsabwicklung in Unternehmen auf allgemeiner und unternehmensspezifischer Ebene dar. Das Datenmodul ist die zentrale, strukturierte Datenbank des DZA, in der alle relevanten Daten aus den IT-Systemen des Unternehmens zusammenlaufen. Das Simulationsmodul ermöglicht eine Prognose des Systemzustands ausgehend von aktuellen Daten und die Simulation von verschiedenen Szenarien. Darüber hinaus gliedern sich die einzelnen Bestandteile in die Architektur des DZA ein. Diese verknüpft zum einen die Bestandteile miteinander. Durch eine Schnittstelle zwischen Daten- und Simulationsmodul wird beispielsweise die automatisierte Aktualisierung des Simulationsmodells durch das Datenmodul ermöglicht. Zum anderen werden durch die Architektur Schnittstellen zu den Systemen des Unternehmens hergestellt. Dazu gehört z. B. die Anbindung von IT-Systemen an den DZA zur Überführung und Transformation der Daten in das Datenmodul.

Danksagung

Fördergeber des Projekts DZA ist das Bayrische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi). Der Projektträger ist VDI/VDE Innovation + Technik GmbH. Wir danken den Partnern für die hervorragende Unterstützung.

 

Laufzeit 01.09.2021 - 31.08.2024