Uwe Hinrichs

Entropy as a Measurement for the Quality of Demand Forecasting

Production planning and control is a highly complex process influenced by many factors. An important part of this broad task is demand forecasting, for which many methods already have been developed. But due to the occurring dynamics in the used data, the prediction may differ strongly from the optimum and thus errors leading to rising costs are inevitable. In this paper we will propose the entropy as a measurement for the quality of demand forecasting respectively as relative estimation for the forecasting error. In general, entropy is a measurement for disorder and thus also for information content. Since lack of information leads to inaccuracy of forecasting, the entropy can be identified with the quality of demand prediction. First results on the basis of time-series obtained from mathematical functions, discrete-event simulations of a production network scenario and a real shop-floor system will show the successful transfer of this method.

Mechanisms of Instability in Small-Scale Manufacturing Networks

The intrinsically unstable dynamics of production networks is a serious economic danger not only for small companies. For example, fluctuations of processing times cause an irregular behaviourwhich can lead to production breakdowns due to a lack of material or time intervals with an intermittent accumulation of material or unprocessed orders. However, event-discrete simulations indicate that such fluctuations may also have a constructive effect on the dynamics: If a push strategy is applied for the production process, long down times of the machines after each processed workpiece may lead to a successive increase of certain stocks, which is decelerated in the presence of fluctuating processing times. In the more realistic case of a pull control, improper lot sizes result in an aperiodic behaviour even for constant processing times. The critical parameters associated with the different effects are identified and further evaluated for linear supply chains and symmetrically interacting manufacturers.

Complexity-Based Evaluation of Production Strategies Using Discrete-Event Simulation

Today’s networks of production and logistics are often characterized by a large structural and dynamical complexity. As a consequence of their nonlinear and potentially unstable dynamics, an efficient planning and control is hardly possible, resulting in economic risks. The solution of the corresponding problems requires an overall understanding of the complex behavior of such systems. For this purpose, discrete-event simulation is applied to study networks consisting of only a few cooperating manufacturers. Based on these simulations, it is possible to identify dynamical mechanisms which make the dynamics of inventory levels strongly irregular even without the presence of stochastic factors. Many of the underlying dynamic instabilities can be attributed to an imperfect logistic synchronization, which emerges due to an improper mutual adjustment of lot sizes, transportation and processing times. In order to approach more quantitative results, a combination of different concepts from nonlinear time series analysis (such as symbolic time series analysis and recurrence quantification analysis) is suggested that provides characteristic measures for the complexity of inventory variations. The corresponding methods allow a systematic evaluation and potential improvement of the performance of different concepts and strategies for the control of material flows in manufacturing networks.

Einsatz von Auto-ID-Technologien in der Handhabungstechnik

Kurzfassung Innerbetriebliche Handhabungsprozesse sind gekennzeichnet durch den Einsatz automatisierter Systeme, die jedoch nur in den seltensten Fällen in der Lage sind, dezentral Entscheidungen zu treffen und somit zeitnah auf den Materialfluss einzuwirken. Auf Grund aktueller Entwicklungen auf dem Gebiet moderner Identifikationstechnologien, wie z.B. der Radio Frequency Identifikation (RFID)-Technologie, ist es nun jedoch möglich, den Materialfluss direkt mit dem Informationsfluss zu verknüpfen und so den bewegten Waren Informationen mitzugeben. Der elektronische Datenaustausch zwischen Ware und Handhabungssystem mittels RFID kann zur dezentralen Steuerung in der gesamten Supply Chain eingesetzt werden und ermöglicht eine flexible Nutzung zur Bewältigung eingehender, ausgehender und innerbetrieblicher Warenströme. Durch den flächendeckenden Einsatz ist eine flexiblere und kostengünstigere inner- und außerbetriebliche Logistik zu erwarten.

Der Mensch als Entscheider

Kurzfassung Schwankungen in den Lagerbeständen sind auch heute noch eines der Hauptprobleme, mit denen sowohl einzelne Unternehmen als auch ganze Unternehmensnetzwerke konfrontiert sind. Diese Bestandsschwankungen, die auch als Bullwhip- oder Forrester-Effekt bekannt sind, nehmen in einer von Globalisierung gekennzeichneten und hoch technisierten Wirtschaft weiter zu, sodass Unternehmen gezwungen sind, nach neuen Wegen zu suchen, der beschriebenen Problematik zu begegnen. Während in der Vergangenheit meist soft-oder hardwarebasierte Ansätze verfolgt wurden, die zu einer erhöhten Komplexität des Gesamtsystems, aber meist zu keiner abschließenden Lösung des Problems führten, soll an dieser Stelle ein innovativer Ansatz vorgestellt werden, der den Entscheider – den Menschen – in den Mittelpunkt der Bemühungen stellt. Ziel des hier vorgestellten Lösungswegs mittels Planspielen ist es, die verantwortlichen Personen für die Auswirkungen ihres Handelns zu sensibilisieren, damit neben der Leistungsfähigkeit des eigenen Unternehmens auch der Erfolg des gesamten Netzwerks zu einem zentralen Leitmotiv bei sämtlichen Entscheidungen wird und somit die Bestandsschwankungen in Höhe und Häufigkeit gezielt begrenzt werden können.

Konzeption einer modularen, prozessorientierten RFID-Qualifizierung

Kurzfassung Die Einführung der kontaktlosen Objektidentifizierung mittels Radio Frequenz Identifikation (RFID) gerät vermehrt in den Fokus kleiner und mittelständischer Industrieunternehmen. Gründe hierfür liegen einerseits im Potenzial, das die RFID-Technologie bietet, Abläufe in Produktion und Logistik zu optimieren, und andererseits in der Notwendigkeit zur Erfüllung von technischen Kundenvorgaben innerhalb von Zuliefernetzwerken. An dieser Stelle kann das Erfordernis zur angepassten qualifizierten und zertifizierten Schulung im Umgang mit RFID festgestellt werden, da bislang in den Unternehmen kaum vertieftes Wissen im Umgang mit dieser Technologie bereit steht [1]. Dadurch sollen in internen Abläufen Prozesssicherheit hergestellt und darüber hinaus innerhalb von Zuliefernetzwerken einheitliche Standards bezüglich der Handhabung und Implementierung von RFID garantiert und nachgewiesen werden.