Forschung Netzwerkoptimierung

Gedanken aus allen Richtungen

Produktions- und Logistikplanung. Dr. Julia Bendul ist Professorin für Netzwerkoptimierung in der Produktion und der Logistik. An der Jacobs University in Bremen bündelt sie das Wissen von Fachexperten in transdisziplinären Teams. Was genau hinter dieser Arbeit steckt, fragte handling-Chefredakteurin Petra Born.

Logistik ist ihr Thema: Prof. Julia Bendul in Bremen.

Frau Prof. Bendul, Sie arbeiten mit transdisziplinären Teams am weiten Thema Logistik. An welchem Punkt genau setzt Ihre Arbeit an?
Zusammen mit meinem Team suche ich nach neuen Lösungen für die Gestaltung und die Steuerung von Produktions- und Logistiknetzwerken. Dabei müssen unsere Systeme immer schneller und leistungsfähiger werden: Kunden erwarten, dass ihre Produkte heute innerhalb weniger Stunden an jedem Ort verfügbar sind, dass sie jederzeit über den aktuellen Status ihrer Sendung informiert sind. Gleichzeitig möchte jeder von uns, dass unsere Waren möglichst günstig, aber dennoch fair und gesundheitlich unbedenklich produziert werden.

Mein Team setzt sich aus Wissenschaftlern aus ganz verschiedenen Bereichen zusammen: Ingenieure entwickeln neue Steuerungsansätze für den Material- und Informationsfluss in der Fabrik, und Statistiker und Mathematiker werten die dabei entstehenden Daten für die weitere Optimierung aus. Unsere Betriebswirte betten dieses Wissen in neue Geschäftsmodelle ein. Die Entwicklung von Geschäftsmodellen und die Weitergabe von Wissen für die Produktion in Entwicklungsländern liegen uns dabei besonders am Herzen. Dafür haben wir sogar einen Historiker im Team. Ich bin überzeugt, dass erst die Vielfältigkeit eines Forschungsteams wirklich neue Ideen entwickeln und auch weitergeben kann.

Anzeige

Das heißt, Sie bringen Forscher mit unterschiedlichen Wissens-Hintergründen an einen Tisch. Wie funktioniert da die Kommunikation – verstehen Sie sich überhaupt?
Besonders eng arbeiten wir mit Forschern aus der Psychologie, aus der Physik und aus der Biologie zusammen. Da muss man sich schon Zeit nehmen, genau zuhören und sich wirklich auf das Gegenüber einlassen. Oftmals sind viele Diskussionen notwendig, bis man die Sprache und das Forschungsverständnis der anderen Disziplin soweit verstanden hat, dass man überhaupt mit der eigentlichen Forschung anfangen kann. Das zeigt sich auch in unserem Team: Es ist ungeheuer wichtig, dass man zunächst akzeptiert und vor allem toleriert, dass die Welt in anderen Disziplinen anders funktioniert. Ein Beispiel: Für unsere Mathematiker reicht es, dass ein Problem irgendwie mathematisch interessant erscheint. Da kann auch ruhig mal mit einer negativen Lieferzeit gerechnet werden. Für unsere Betriebswirte ist das der blanke Horror – sie arbeiten am liebsten an Fragestellungen, bei denen unmittelbar erkennbar ist, wie das irgendwann einmal in der Produktion sinnvoll eingesetzt werden kann.

Campus der Jacobs University Bremen. (Foto: Jacobs University)

Kompromisse machen ist wichtig. So hat sich beispielsweise unsere zunächst rein mathematische Spielerei zur Frage „Gibt es Synchronisation im physikalischen Sinne auch in einer Fabrik?“ in einen ernstzunehmenden neuen Ansatz zur Steuerung einer Fabrik weiterentwickelt. Das wäre weder ohne die eine noch ohne die andere Seite möglich gewesen.

Was können zum Beispiel Biologen dazu beitragen, die Logistikkette und damit Warenströme oder die Verteilung von Waren zu verbessern?
Gerade die Biologen haben beispielsweise in der Genomforschung schon Methoden für die Analyse sehr komplexer biologischer Netzwerke entwickelt, die sich auch auf die Logistik und Produktion übertragen lassen. Wenn wir also die Bearbeitung eines Werkstücks als die Umwandlung eines Stoffwechselprodukts in ein anderes verstehen, und die Einwirkung eines bestimmten Enzyms bei diesem Prozess mit der Einwirkung einer Maschine begreifen, dann können wir auf einmal die Methoden aus der Biologie für Produktion und Logistik nutzbar machen. Im vergangenen Jahr konnten wir so zeigen, dass die sogenannte Elementary Flux Modes-Methode leistungsfähiger als alle anderen bekannten Methoden zur Vorhersage der Störungsanfälligkeit einer Fabrik ist.

Dass ein Mathematiker oder Physiker beim Thema Digitalisierung und Industrie 4.0 wertvollen Input gibt, leuchtet ein. Aber was soll ein Psychologe hier ausrichten?
Eines der Phänomene in der Fabrik, das wir erforschen, ist der sogenannte „Fehlerkreis der Produktionssteuerung“. Der Produktionsplaner prüft täglich, wie pünktlich die Waren die Fabrik verlassen. Er gibt entsprechend neue Aufträge für die Fertigung frei. Verschlechtert sich die Pünktlichkeit, wird er typischerweise die neuen Aufträge früher freigeben, umso mehr Zeit für die Produktion zur Verfügung zu haben. Trotzdem sinkt die Pünktlichkeit immer weiter. Mit Hilfe von Physikern und Mathematikern haben wir dieses Phänomen zunächst einmal analysiert. Was passiert da eigentlich genau? Zusammen mit Unternehmensvertretern haben wir Wege aus dem Dilemma entwickelt und bei einem großen deutschen Stahlerzeuger erfolgreich implementiert. Wir wollten aber noch weitergehen. Wir wollten verstehen, warum der Planer eine offensichtlich falsche Entscheidung trifft, obwohl ihm alle relevanten Informationen zur Verfügung stehen. Mit Impulsen aus der Psychologie konnten wir zeigen, dass Produktionsplaner wie fast alle Menschen Entscheidungen häufig auf Grundlage ihrer Intuition treffen. Die konkreten, vielschichtigen und komplexen Daten werden dabei zwar wahrgenommen, aber nicht in die Entscheidungsfindung einbezogen. Dieses Wissen müssen wir zukünftig für die Gestaltung von IT-Systemen nutzen. Durch den großen Fokus auf Digitalisierung, Datenmengen und Algorithmen vergessen viele heute die große Bedeutung des Faktors Mensch in der Produktion und Logistik.

Welche Reibungspunkte gibt es Ihrer Erfahrung nach bei der Mensch-Maschine-Zusammenarbeit?
m beim Beispiel der IT-Systeme zu bleiben: IT-Systeme, Computermasken und Apps sind häufig nicht wirklich mensch-gerecht gestaltet. In der Produktion und Logistik werden die Informationen für den Menschen so präsentiert, als wäre er selbst auch ein Computer. Wir müssen aber die menschliche Wahrnehmung und Interpretation mit einbeziehen, um unerwünschte Effekte, wie im Beispiel der kontinuierlichen Verschlechterung der Pünktlichkeit in der Fabrik, zu vermeiden. Hier können wir zum Beispiel noch viel von den Wissenschaftlern im Marketing lernen. Beispielsweise gibt es Forschung zur optischen Gestaltung von Automobilkonfiguratoren – mit dem Ziel, den Kunden zur Konfiguration eines möglichst gewinnbringenden Fahrzeuges zu bewegen.

Fehlt dem traditionellen Maschinen- und Anlagenbauer bei der herkömmlichen Herangehensweise an Problemlösungen der Blick über den Tellerrand?
Der Druck auf die traditionellen, häufig mittelständischen Maschinenbauer wächst stetig. Viele dieser Unternehmen sind gerade erst damit beschäftigt, Excel-Tabellen durch IT-Systeme zur Steuerung von Produktion und Logistik zu ersetzen. Gleichzeitig wird erwartet, dass sie sich noch mehr der Digitalisierung und Automatisierung öffnen. Das allein ist schon ein ziemlicher Spagat. Dennoch bin ich der Meinung, dass gerade die Öffnung zu ganz neuen Ansätzen, etwa einer synchronisations-orientierten Steuerung, noch ungeahnte Potenziale birgt.

Welches Vorgehen raten Sie Unternehmen, die ihre Warenverteilung neu organisieren wollen, um sie zuverlässiger, schneller und effizienter zu gestalten?
n der Distribution zum Endkunden sollten die Unternehmen die Entwicklung der Same-Day-Delivery-Dienste sehr genau im Auge behalten. Diese Entwicklung wird schon kurzfristig dazu führen, dass der stationäre Handel einen seiner zentralen Wettbewerbsvorteile verliert, nämlich die unmittelbare Verfügbarkeit eines Produkts. Die Unternehmen sollten sich sehr genau fragen, ob sie sich diesem Trend wirklich verschließen können. Im B2B-Bereich müssen die Produktions-, Handels- und Logistikunternehmen zukünftig noch enger zusammenarbeiten, um global wettbewerbsfähig zu bleiben. Stichworte dazu sind sogenannte Multi-User-Netzwerke zur Steigerung der Effizienz der Netzwerke. Ein weiteres Feld, auf dem wir an der Jacobs University mit einem Versicherungsunternehmen Forschung betreiben, ist das gemeinschaftliche Risiko-Management. Asiatische Unternehmen haben vorgemacht, dass im Team die Regeneration eines Produktionsnetzwerkes (beispielsweise nach einer Naturkatastrophe) viel schneller möglich ist als allein. So können Arbeitsplätze effektiv gerettet werden, aber bisher machen die europäischen Unternehmen davon noch nicht umfassend Gebrauch.

Frau Prof. Bendul, vielen Dank für das Gespräch!

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Waren- und Werkzeugausgabe

Smarter Ausgabeautomat

Dieser Automat hat alles im Griff: Wertvolle Werkzeuge oder Geräte sind sicher im Fach der Schublade verwahrt. Eine elektromechanisch verriegelte Metallklappe gewährt Zugriff nur demjenigen, der sich mit Hilfe seiner Personalkarte oder PIN...

mehr...

Automatisierungslösung

Individuell bewegt

Wenn schwere Lasten bewegt werden müssen, bietet Zollern individuelle Automatisierungslösungen. Das Unternehmen liefert beispielsweise schlüsselfertige Produktionsanlagen, etwa zur Reparatur von Schalungselementen in der Bauindustrie, oder...

mehr...

Stauförderer

Sicher gepuffert

Bestückung von Automationszellen. Tünkers hat den LFS-Stauförderer entwickelt, der mit einem Reibschluss im Bereich der Umlenkung funktioniert und damit Werkersicherheit ohne Schutzumhausung gewährleistet.

mehr...
Anzeige

Teleskopauszüge

Belastbare Auszüge

Die Teil-, Voll- und Überauszüge der Telescopic-Rail-Teleskopschienen von Rollon bieten nur geringe Durchbiegung, spielfreien Lauf und leichtgängige Bewegung auch bei hohen Dauerbelastungen.

mehr...

Mobile Robot

Mobil und kollaborierend

Grenzebach hat seine Logistikflotte mit dem Mobile Robot MR10S ergänzt. Dieser besteht aus dem Standardfahrzeug L1200S und einem kollaborierenden Roboter und ist somit sicher für die Mensch-Roboter-Kollaboration.

mehr...

Hubsäulen

Lasten positionieren

Hubsäulen sind unentbehrlich für viele Anwendungen in der Medizintechnik, Verpackungsindustrie, Logistik oder Pkw-Produktion. Darüber hinaus tragen sie als Bestandteil ergonomischer Arbeitsplatz-Systeme zur Effizienz-Steigerung in vielen Unternehmen...

mehr...