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Prozesscontrolling und Prozesssimulation

Lernziele

1. Kennzahlen für Controlling
2. Durchlaufzeit/Zykluszeit analytisch berechnen
3. Elemente einer Prozesskostenrechnung beschreiben
4. einfache Prozesskostenrechnung durchführen
5. Little's Law erläutern, anwenden
6. Grundprinzipien/allgemeines Vorgehen von Simulationen
7. Vor-/Nachteile von Simulationen

Prozesscontrolling

Analytische Verfahren zur Untersuchung von Prozessen

Statische Analyse

Qualitative Analyse	Quantitative Analyse
Schwerpunkt auf Konsistenz, Gültigkeit der PM	Mathematische Bewertung
	Verarbeitungszeit/-kosten einer einzelnen Aktivität
	ca. Auftretenswahrscheinlichkeit
	Minimale, Maximale, Durchschnitt Zeit/Kosten einer Folge von Aktivitäten
	Erforderliches Personal

Qualitative statische Analyse (Schwerpunkt Konsistenz, Validität)

• Überprüfung Modellqualität
  • Skript erstellt Prozessbericht
• Beispiel
  • Alle Aktivitäten melden, die
    • Bearbeitungszeit > / < x
    • erforderlich für Bearbeitung von Formular
    • manuellen Eingriff brauchen

Verbesserungsmöglichkeiten identifiziert

• Prozesstätigkeiten ohne klare Zuständigkeit
• zeit-/kostenintensiven Aktivitäten (Kostentreiber)
• Gemeinsame Ressourcennutzung (potenzielle Engpässe)
• Zusammenlegung / Integration von Aktivitäten

Quantitative Analyse

• Ziel
  • Berechnung Kosten/Zeit pro Prozess
    • Minimal, Durchschnittlich, Maximal
• Erforderliche Informationen
  • Zeit- & Kosteninformationen
  • Häufigkeit

Eingangsparameter

Zeit & Kosten

Zeit

• Rüstzeit
• Liegezeit
• Bearbeitungszeit
• Transportzeit

Kosten

• Personal
• Material
• Gemeinkosten
  • Verwaltung
  • indirekte Kosten

Häufigkeiten und Verteilungen

Häufigkeiten

• Wie oft in einer best. Zeitspanne

Verteilungen

• Entscheidungspunkte im Prozess
  • bspw. 40%/60% Pfad A/B

Zeitorientierte Größen

Durchlaufzeit (DLZ)

• Zeitdauer, die Objekt im Prozess benötigt
• Beinhaltet:
  • Bearbeitungs-/Prozesszeit (BZ/PZ)
  • Wartezeit (WZ)
  • Liegezeit (LZ)
    • Zeit, welche Aktivitäten durchschnittlich nach Bearbeitung bei Akteuren liegen
  • Transportzeit (TZ)
    • Zeit, die durchschnittlich durch Transport zwischen Aktivitäten anfällt
• Aktivitätszeit = BZ + WZ + LZ + TZ
• Zykluszeit
  • Gesamtsumme aller Durchlaufzeiten aller Prozesspfade
  • 

Durchschnittliche Durchlaufzeit

• komprimierte Zeitdauer eines Prozesses
• 

Zeiteffizienz

• Ermittlung des Zeitniveaus
  • > 10% → gut
  • < 5% → Verbesserungspotential
• = BZ/DLZ

Termintreue

• Zuverlässigkeit des Prozesses
• 

Berechnung der DLZ

Sequenzielle Aktivitäten

• 
• Addition

Parallele Gateways

• 
• Maximalwert aller Werte (Zeit)
• Summe (Kosten)
• 

Exklusive Gateways

• 

• 	Minimum	Durchschnitt	Maximum
  Zeit	min(aller Werte) 2	Summe(Wahrscheinlichkeit*Zeit) 2,7	Max(aller Werte) 3
  Kosten	min(aller Werte) 1200	Summe(Wahrscheinlichkeit*Kosten) 1760	Max(aller Werte) 2000

Inklusives Gateway

• 

• 	Minimum	Durchschnitt	Maximum
  Zeit	Min(aller Werte) 2	Summe(Prob. * Zeit)/Summe(alle prob.) 2,75	Max(aller Werte) 3
  Kosten	Min(aller Werte) 1200	Summe(prob * Kosten) 2160	Max(aller Werte) 3200

Nacharbeiten (Schleifen)

• 

• einfacher Rework	mehrfacher Rework
  (1+r) * T	T / (1-r)
  54min	56,25min

  • T = Summe der Aktivitätszeiten in der Schleife
  • r = Wahrscheinlichkeit für rework

Übung

• 

Prozesskostenrechnung (PKR)

• Abrechnungstechnik
  • ordnet Kosten den einzelnen Tätigkeiten zu
• Wählt Mengengerüst der durch einen GP laufenden Transaktionen
  • Kosten auf Aktivitäten/GP verrechnen
• Einschränkungen
  • Kosten werden nicht verändert/gelöscht
  • Liefert nur Informationen wo welche Kosten entstehen
    • Tätigkeiten und Kosten im Vergleich (vor/nach Prozessgestaltung)
    • Häufigkeit und Kosten der Tätigkeiten (vor/nach Prozessgestaltung)
    • Kosten der Null-Variante
      • Was, wenn Prozessgestaltung nicht umgesetzt wird
    • Welche Prozesse(/-teile) sind (wie) wertschöpfend

Grundsätze PKR

• Aktivitäten verbrauchen Ressourcen
  • verursacht Kosten
• Umwandlung von indirekten in direkte Kosten

Anwendungszweck PKR

• Hohe Gemeinkosten (bspw. Bereich Fertigung und Entwicklung)
• hohe Fehlerkosten
• Ineffizienz
• Ausgeprägter Konkurrenz

Beispiel PKR

Little's Law

• 3 Kennzahlen für Prozesse im Verhältnis
  • Durchlaufzeit
  • Output-Rate (Flow Rate/Throughput)
    • Menge des Outputs pro Zeiteinheit
  • Bestand (Inventory)
    • Anzahl der (Durchfluss-)Einheiten
    • Bestand = Output-Rate * Durchlaufzeit
• Durchflusseinheit
  • Art des Produkts oder der Dienstleistung, mit der der Prozess zu tun hat

Beispiele Little's Law

	US Immigration	Champagne Industry	MBA Program	Large Car Manufactor
Durchflusseinheit	Antrag	Flasche Champagner	Student	Auto
Output-Rate	Bearbeitete Fälle pro Tag	Verkaufte Flaschen pro Jahr	Abschlussklasse	Verkäufe pro Jahr
Durchlaufzeit	Bearbeitungszeit	Zeit im Weinkeller	2 Jahre	60 Tage
Bestand	Offene Fälle	Inhalt Weinkeller	Anzahl Studenten des Campus	Inventar

Durchführung Little's Law

1. Beobachten des Patienteninventars zu zufälligen Zeitpunkten
   • Durchschnittswert erhalten
2. Behandlungsscheine/Aufzeichnungen zählen
   • Output-Rate erhalten
3. DLZ berechnen

Beispiel Durchführung Little's Law

Bemerkungen / Annahmen Little's Law

• Zufluss und Abfluss sind langfristig ausgeglichen
• Robust gegenüber Schwankungen
• Alles Durchschnittswerte
  • Schwankungen drumherum werden ignoriert
• Hängt nicht von Reihenfolge ab in der Flusseinheiten bedient werden
• Was innerhalb der Blackbox passiert spielt keine Rolle

Übung Little's Law

Prozesssimulation

Definition

• Nachbildung der Ist-/Soll-Realität
  • zum Optimieren
  • dynamisch experimentieren

Nutzenpotential

• Betriebsabläufe ohne Unterbrechungen verbessern
• Vermeidung langwieriger Feinabstimmungen
• Reduzieren der DLZ, LZ
• Lokalisierung von Schwachstellen und Engpässen
• Bewertung alternativer Konzepte

Simulation als Entscheidungsgrundlage

• 

Anwendungsbereiche

Bereich	Beispiele für Einsatz
Konstruktion und CAD	Bewegungssimulation Montagemöglichkeiten
Fertigung und Logistik	Kapazitätsdimensionen neuer Maschinen Materialdurchflussuntersuchungen
Organisationsgestaltung der Verwaltung	Personalkapazitätsplanungen Optimierung Arbeitsabläufe
Schulungen und Training	Ausbildung und Training neuer Mitarbeiter Unternehmensplanspiele

Ziele

• 

Voraussetzungen

• Vollständigkeit der Modellierung
  • Erfassung von Zeit und Kosten
  • Bearbeiterzuordnung
  • Subprozesse
• Angaben über Häufigkeit von Prozessausführungen
  • Prozesskalender
  • Bearbeiterkalender
  • Prozessmengen
• Auswertbarkeit von Entscheidungen
  • Variablenbelegung bzw. Attributwerte
  • Übergangsbedingungen und Wahrscheinlichkeiten

Analysegrößen

Vorgehen

Implementierung Simulationsmodell

• Aktivitätssicht des Workflow-Diagramms grafisch nachbilden
  • nicht Organisationsschicht
  • nicht Informationsschicht

What-If-Analyse

• Verbesserungsinstrument
  • Bewertung von Änderungen auf Unternehmen
    • strategische, taktische, operative
    • anhand verschiedener Szenarien
      • realitätsnah ohne Unterbrechung
• Erlaubt Beantwortung folgender Fragen
  • Wie verkürzt sich BZ wenn Ressourcen verdoppelt werden
  • Wie hoch ist Kosten-Nutzen-Verhältnis bei verkürzung der BZ
  • Wie wirkt sich Veränderung der Arbeitsschichtkonfiguration auf Betriebskosten aus

Vor-/Nachteile

Vorteile	Nachteile
Quantitative Auswertung von komplexen PM	Qualität der Ergebnisse abhängig von Qualität der Eingangsdaten
Prüfung von Handlungsalternativen ohne viel Risiko/Aufwand	Definition von Störgrößen problematisch
What-If Szenarien	Notwendigkeit der Validierung der Plausibilität
Verbesserung Prozessbeherrschung	Realitätsnähe
Simultane Auswertung von Informations-/Materialflüssen	Isoliertes, in sich geschlossenes System
Identifikation Schwachstellen	erzeugt nicht automatisch entscheidungsreife Vorschläge
Auf-/Umbau nicht Notwendig

Simulationswerkzeuge

• Nur mit Computer möglich

Ebenen der Prozesssimulation (Bizagi)

Ebene 1 - Prozessvalidierung

• Prozess durchläuft alle Sequenzflüsse und verhält sich wie erwartet
  • Ressourcen, BZ und Kosten nicht berücksichtigt
• Gateways synchron
• Nachrichten synchron
• Entscheidungswahrscheinlichkeiten korrekt
• Routing wie erwartet
• Alle Token beendet

Ebene 2 - Zeitanalyse

• End-to-End-Prozesszeit messen
  • Ressourcen nicht berücksichtigen
• Best-Case-Szenario unter gegebenen Fluss-/Bearbeitungszeiten

Ebene 3 - Kalenderanalyse

• Auswirkungen der Ressourcenverfügbarkeit im Laufe der Zeit
• Veränderte Bedingungen
  • Feiertagen, Wochenenden, Schichten, Pausen
• Zeigt
  • Unter-/Überauslastung
  • Gesamtkosten der Ressourcen
  • Gesamtkosten Aktivität
  • Verzögerungen
  • erwartete Zykluszeit

Beispiel Prozesssimulation

• Ergebnis
  • 

Konfiguration Level 1

• 
• Ergebnis
  • 

Konfiguration Level 2

• 
• Ergebnis
  • 

Zusammenfassung Simulation

• Methode zur Bewertung der Leistung eines GM
  • verschiedene Aspekte
    • Zeit, Verfügbarkeit, Kosten
• Ziele:
  • Überprüfung der Prozessfähigkeit
  • Validierung der Realitätsnähe der Prozessmodelle
  • Bewertung alternative PM
• What-If-Analyse nützlich zur Bewertung der Auswirkung auf Unternehmen
  • strategische, taktische, betriebliche Änderung