Furtwanger Beiträge zur Logistik

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Schriftenreihe
ISSN 2192-2926
Konzeptionierung eines prozessorientierten Referenzmodells
für sensible Logistikknoten – dargestellt am Beispiel von GVZ
von
M. Altendeitering, C. Breuer, R. Dotzlaff, J. Prinzbach, M. Reusch, A. Scherer
und G. Siestrup
Nr. 1 / 2011
1. Jahrgang
Prof. Dr. Guido Siestrup (Hrsg.)
Impressum:
Titel Schriftenreihe:
Furtwanger Beiträge zur Logistik (ISSN: 2192-2926)
Herausgeber:
Prof. Dr. Guido Siestrup, Hochschule Furtwangen
Anschrift: Robert-Gerwig-Platz 1, 78120 Furtwangen, Deutschland
[email protected]
Redaktion:
Dipl.-Kffr. Claudia Breuer (Redaktionsleitung)
[email protected]
Verantwortlich für den Inhalt:
Autoren der jeweiligen Fachbeiträge
Druck:
Druckerei der Hochschule Furtwangen
Erscheinungsort:
Furtwangen, Deutschland
Veröffentlichung im Web:
http://www.hs-furtwangen.de/studierende/fakultaeten/wirtschaftsinformatik/forschung/
furtwanger-beitraege-zur-logistik.html
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Bildnachweis für Bilder auf der Titelseite: Hochschule Furtwangen
II
Anspruch und Ziele dieser Schriftenreihe
Die Schriftenreihe Furtwanger Beiträge zur Logistik fokussiert inhaltlich auf
innovative Themenstellungen der Logistik und des Supply Chain Managements.
Primär werden Problemstellungen erörtert, die eine Nähe zur Wirtschaftsinformatik
aufweisen.
Ziel der Schriftenreihe ist es, Forschungsergebnisse zeitnah zu publizieren und damit
einen Beitrag zum Austausch und wissenschaftlichen Diskurs mit Forschungspartnern und anderen Forschungsinteressierten zu leisten.
Die
Forschungsergebnisse
resultieren
zum
einen
aus
drittmittelfinanzierten
Forschungsprojekten, die in der Regel einen hohen Anwendungsbezug aufweisen.
Andererseits stellt diese Publikationsplattform auch ein Angebot für andere
wissenschaftliche Problemstellungen dar, die insbesondere im Rahmen von Studienund Thesisprojekten bearbeitet werden. Mit dieser Schriftenreihe ist somit auch das
Anliegen
verbunden,
forschungsinteressierten
Studierenden
der
Hochschule
Furtwangen eine Plattform zu bieten, sich an wissenschaftlichen Publikationen zu
beteiligen.
Hochschule Furtwangen
Prof. Dr. Guido Siestrup
III
IV
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis ....................................................................................................... V
Abbildungsverzeichnis ............................................................................................... VI
Abkürzungsverzeichnis ............................................................................................. VII
1
2
3
4
Motivation und Zielsetzung ................................................................................... 1
1.1
Motivation ...................................................................................................... 1
1.2
Zielsetzung .................................................................................................... 2
Grundlagen und bisherige Arbeiten ...................................................................... 4
2.1
Begriffliche Grundlagen ................................................................................. 4
2.2
Bisherige Arbeiten zu Referenzmodellen ...................................................... 7
Modellierungsmethoden und -werkzeuge ............................................................. 9
3.1
Swimlane ....................................................................................................... 9
3.2
EPK ............................................................................................................. 10
3.3
UML ............................................................................................................. 13
3.4
BPMN .......................................................................................................... 13
3.5
Modellierungswerkzeuge ............................................................................. 14
Erstellung eines prozessorientierten Referenzmodells am Beispiel von
Güterverkehrszentren ......................................................................................... 17
4.1
4.1.1
GVZ: Prozesse, Strukturen und Institutionen ........................................ 18
4.1.2
GVZ-Netzwerk ...................................................................................... 19
4.2
5
Logistikknoten GVZ ..................................................................................... 18
Prozessorientiertes Referenzmodell eines GVZs ........................................ 20
4.2.1
Gesamtmodell ....................................................................................... 20
4.2.2
Modellebenen ....................................................................................... 23
Fazit und Ausblick ............................................................................................... 29
Literaturverzeichnis ................................................................................................... 32
Danksagung .............................................................................................................. 37
Angaben zu den Autoren ........................................................................................... 38
V
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: LKW-Ankunftsprozess in Form eines Swimlane-Diagramms ............... 10
Abbildung 2: LKW-Ankunftsprozess in Form einer EPK ........................................... 12
Abbildung 3: LKW-Ankunftsprozess auf Basis der UML ........................................... 13
Abbildung 4: LKW-Ankunftsprozess auf Basis der BPM-Notation ............................ 14
Abbildung 5: Einsatz von Modellierungswerkzeugen ................................................ 15
Abbildung 6: Übersicht zu ausgewählten Modellierungswerkzeugen ....................... 16
Abbildung 7: GVZ-Netzwerk ..................................................................................... 20
Abbildung 9: Prozesslandkarte der ersten Ebene ..................................................... 24
Abbildung 10: Prozesslandkarte der zweiten Ebene ................................................ 24
Abbildung 11: LKW Prozess, Ebene drei (K1.1) ....................................................... 25
Abbildung 12: LKW – Ankunft, Ebene vier (K1.1.1) .................................................. 26
Abbildung 13: LKW - Ankunft Teil 2, Ebene vier (K1.1.1) ......................................... 27
Abbildung 14: Vorarbeiten Beladung LKW, Ebene vier (K1.1.2)............................... 27
Abbildung 15: Vorarbeiten Beladung LKW Teil 2, Ebene vier (K1.1.2) ..................... 28
Abbildung 16: Beladung LKW, Ebene vier (K1.1.3) .................................................. 28
Abbildung 17: LKW-Umschlag abschließen, Ebene vier (S1.1.2) ............................. 28
Abbildung 18: LKW Abfahrt, Ebene vier (K1.1.7)...................................................... 29
VI
Abkürzungsverzeichnis
ARIS
Architecture of Integrated Information Systems
BMBF
Bundesministerium für Bildung und Forschung
BPMN
Business Process Model and Notation
BPMS
Business Process Management System
CobiT
Control Objectives for Information and Related
Technology
DGG
Deutsche GVZ-Gesellschaft mbH
DiFOR
Digital Factory Operating Reference
eEPK
erweiterte Ereignisgesteuerte Prozesskette(n)
EPK
Ereignisgesteuerte Prozesskette(n)
GVZ
Güterverkehrszentrum(-zentren)
GVZ-E
Güterverkehrszentrum-Entwicklungsgesellschaft(en)
KIM
Kölner Integrationsmodell
KV-Terminal
Terminal des kombinierten Verkehrs
ISL
Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik
KEP
Kurier-, Express- und Paket- Dienstleister
OMG
Object Management Group
RMMS
Referenzmodell-Management-System
SCOR-Modell
Supply Chain Operations Reference Model
SSCM
Sustainable Supply Chain Management
UML
Unified Modeling Language
VII
1 Motivation und Zielsetzung
Die deutsche Wirtschaft ist als Exportnation stark in internationale Warenketten
eingebunden.
Diese
Verflechtungen,
die
zu
Abhängigkeiten
zwischen
den
Wirtschaftssubjekten führen, setzen sich auch innerhalb der deutschen Binnenwirtschaft fort: Die Wertschöpfungsakteure bilden aufgrund der Arbeitsteiligkeit und
Spezialisierung Netzwerke aus, die häufig auch branchenübergreifend sind. Mit Blick
auf die logistischen Systeme sind innovative Lösungen gefragt, die eine Absicherung
des Leistungsaustauschs von Waren und Dienstleistungen zwischen den Akteuren
gewährleisten, um Prozesse in und zwischen sensiblen Logistikknoten aufrecht zu
erhalten. Hierzu müssen auch mögliche Risikopotentiale, die aus dem Systemumfeld
stammen, Berücksichtigung finden.
In der Sicherheitsforschung sind daher Strukturen, Prozesse und Technologien zu
entwickeln, um ein hohes Maß an Sicherheit der grenzüberschreitenden Warenketten zu gewährleisten (vgl. ISL 2011). Wichtige Gestaltungsanforderungen resultieren aber auch aus Effizienz- und Effektivitätszielen.
1.1 Motivation
Die Absicherung der Versorgung aller beteiligten Wirtschaftsakteure mit den
benötigten Gütern und Dienstleistungen ist von essentieller Bedeutung – sowohl aus
einzelwirtschaftlicher Sicht als auch aus der Perspektive der Volkswirtschaft bzw.
Gesellschaft. Bezogen auf die Wertschöpfungsketten betrifft dies insbesondere
Lieferanten,
Produktions-
und
Dienstleistungsunternehmen
sowie
beteiligte
Handelsstufen bis hin zu den Endkunden. Besondere Anforderungen werden hierbei
an die Logistik gestellt: Die logistischen Prozesse des Transports, der Lagerung, der
Verpackung und der Auftragsabwicklung sind Gegenstand dieser Absicherung.
Aufgrund der Verflechtung von Prozessen innerhalb von Unternehmen, aber auch im
Zusammenhang mit externen Akteuren, sind zudem auch die überbetrieblichen
Interdependenzen zu berücksichtigen.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) verfolgt mit der
Bekanntmachung zum Themenfeld „Sicherung der Warenketten“ innerhalb des
Programms „Forschung für die zivile Sicherheit“ der Bundesregierung vom
18.12.2008 das Ziel der Forschungsförderung innovativer Lösungen zur Sicherung
1
von Warenketten. Begründet ist dies u. a. darin, dass „Deutschlands hocheffiziente,
automatisierte und vernetzte Infrastrukturen … sehr sensibel auf Eingriffe“ reagieren
(A. Hoffknecht, O. Teichert und A. Zweck, 2010, S. 305).
In diesem Beitrag werden exemplarisch Güterverkehrszentren (GVZ) und deren
Verbünde analysiert. Nach T. Nobel und S. Nestler stellen GVZ logistische Zentren in
„ihrer höchsten Entwicklungsstufe“ (T. Nobel und S. Nestler, 2006, S. 8) dar.
Bezugnehmend auf ihre hohe Bedeutung für die gesamtlogistische Infrastruktur
stellen sie somit wichtige und auch sensible Logistikknoten dar.
Die in diesem Beitrag vorgestellten Forschungsergebnisse stammen aus dem BMBFProjekt PreparedNET1, das Teil des oben beschriebenen Programms „Forschung für
die zivile Sicherheit“ ist. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Darstellung der
Ergebnisse zum Arbeitspaket „Referenzmodellierung eines GVZ-Prozessmodells“
des HFU-Teilvorhabens „Referenzmodellbildung und Simulation von GVZ-Prozessen
zur Unterstützung eines Supply Chain Risk Managements“.
1.2 Zielsetzung
Innerhalb der logistischen Infrastruktur Deutschlands übernehmen die bestehenden
GVZ wichtige Funktionen. GVZ können als bedeutende, hochentwickelte und damit
sensible Logistikknoten charakterisiert werden. „Sensibel“ heißt in diesem Kontext,
dass Systeme bereits durch verhältnismäßig kleine, unerwünschte Variationen von
Einflussfaktoren erheblich gestört werden können. In der Konsequenz bedeutet dies,
dass im Falle einer Störung der Sicherheitslage sensibler Systeme ein erhebliches
Schadensausmaß droht. Zu den Basiselementen des Systems „Sicherheit“ zählen
dabei die Objekte „Schutzbedürftiger“, „Gefährder“ und „Schützer“ (vgl. J. Beyerer et
al., 2010, S. 40 f.). Schutzbedürftige sind übertragen auf die vorliegende Situation
1
Das Verbundprojekt PreparedNET wird im Zuge der Bekanntmachung „Sicherung von
Warenketten“ des BMBF im Rahmen des Programms „Forschung für die zivile Sicherheit“
der Bundesregierung gefördert. Es ist Bestandteil der „Hightech-Strategie der
Bundesregierung“. Die Gesamtprojektleitung liegt beim Institut für Seeverkehrswirtschaft und
Logistik, Bremen (Prof. Dr. H.-D. Haasis). Die Teilprojektleitung des hier beschriebenen
Teilvorhabens liegt bei der Hochschule Furtwangen (Prof. Dr. G. Siestrup).
Förderkennzeichen: 13N11136.
2
z. B. alle GVZ-Akteure mit der zugehörigen Infrastruktur sowie deren Kunden.
Gefährder
sind
etwa
auftretende
technische
Defekte,
Anschläge
oder
Elementarschäden. Die Rolle des Schützers können z. B. Zertifizierungsstellen,
externe
Planungsgesellschaften
bzw.
im
hier
vorliegenden
Fall
auch
die
Güterverkehrszentrum-Entwicklungsgesellschaften (GVZ-E) übernehmen.
In ihrer Gesamtheit bilden die existenten GVZ komplexe Leistungsverbunde. Diese
Komplexität resultiert u. a. aus der Vielfalt der einwirkenden Faktoren innerhalb eines
GVZs (viele Akteure, auch unterschiedlicher Branchen, große Volumenströme, hohe
Variantenvielfalt der Güter, Angebot und Nachfrage verschiedener Verkehrsträger).
Ferner unterstützen GVZ intermodale Güterverkehrskonzepte und tragen durch ihre
Einbindung zu einem effizienten europäischen Transportsystem bei (vgl. H.-D.
Haasis, 2008, S. 149).
Die für ein GVZ zentral und koordinierend agierenden GVZ-E unterstützen die
Weiterentwicklung des jeweiligen Standorts. Die Entscheidungsprozesse zum
Betrieb folgen hingegen primär einer einzelwirtschaftlichen Logik der rechtlich
selbständig agierenden Akteure.
Die Annahme von Schadensszenarien und deren mögliche gravierende Wirkungen
auf die Funktionsweise der GVZ-Infrastruktur zeigen einen Bedarf an Entscheidungsunterstützung auf: Es fehlen systemübergreifende Mechanismen, die sich mit der
Risikovermeidung beschäftigen. Gleiches gilt für den möglichen Aufbau von
Interimskonzepten. Ein Bedarf an Entscheidungsunterstützung besteht für

das einzelne Unternehmen innerhalb eines GVZs,

das einzelne GVZ sowie

weitere verbundene GVZ bzw. das GVZ-Netzwerk.
Für eine Etablierung übergreifender Abstimmungsmechanismen, muss zunächst
Transparenz über die bestehenden Prozesse hergestellt werden. Methodisch stehen
hierzu eine Reihe verschiedener Beschreibungssprachen bereit, um die Abläufe zu
erfassen und zu dokumentieren. Bezogen auf GVZ sind allerdings Adaptionen
erforderlich, weil die Merkmale „klassischer“ Wertschöpfungspartner nicht vollständig
übertragbar sind. Gleichwohl repräsentieren GVZ sensible Logistikknoten mit einem
intensiven internen wie externen Leistungsaustausch.
3
Dies macht es erforderlich, ein entsprechendes Modell zu erarbeiten, das
Transparenz schafft und den spezifischen Anforderungen, die an GVZ gestellt
werden, Rechnung trägt. Da es allein in Deutschland aktuell 35 GVZ gibt, erscheint
es sinnvoll, ein allgemeingültiges Referenzmodell zu erarbeiten, das - basierend auf
einer modularen Struktur - übertragbar ist.
Mit dem hier vorgeschlagenen prozessorientierten Referenzmodell wird somit auch
eine Basis für ein Supply Chain Risk Management bereitgestellt. Es bildet das
Fundament für die Festlegung von situationsabhängigen Entscheidungsprozessen
zur Risikovermeidung und –verringerung. Zudem bildet es das Fundament für die
Festlegung von Standardstrategien („Normstrategien“), falls Schadensfälle eintreten
und entsprechende Interims- und Rückkehrstrategien sowie damit korrespondierende
Maßnahmen zu generieren sind.
2 Grundlagen und bisherige Arbeiten
In den letzten Jahren ist eine zunehmende Zahl an Veröffentlichungen im Bereich
der Referenzmodellierung zu verzeichnen (vgl. P. Loos und P. Fettke, 2005, S. 21),
weshalb in Abschnitt 2.1 zunächst eine Definition für das hier vorgestellte
Referenzmodell festgelegt werden soll. In Abschnitt 2.2 erfolgt ein knapper Überblick
über ausgewählte Arbeiten im Bereich der Referenzmodellierung.
2.1 Begriffliche Grundlagen
Trotz der häufigen Verwendung des Begriffs „Referenzmodell“ in der Literatur, hat
sich kein einheitliches Verständnis für diesen Ausdruck entwickelt (vgl. P. Fettke und
P. Loos, 2004, S. 8) und es existieren zahlreiche Definitionen (vgl. O. Thomas, 2006,
S. 21-26), welche verschiedene charakteristische Merkmale der Referenzmodelle
betonen.
Geht man von einer historischen Betrachtung aus, so wurde der Grundstein der
Referenzmodelle bereits Mitte der 1960er mit dem Kölner Integrationsmodell (KIM)
gelegt: E. Grochla entwickelte ein integriertes Gesamtmodell „in dem – unter
Abstraktion
von
betriebsindividuellen
Besonderheiten
–
die
wichtigsten
Informationsverarbeitungsaufgaben der industriellen Unternehmung graphisch und
verbal in generalisierter Form erfasst und einschließlich der sachlogischen Inter4
dependenzen in Form einer umfassenden Aufgabenstruktur abgebildet sind“ (E.
Grochla, 1974, S. 27). Geprägt wurde der Begriff „Referenzmodell“ erst Ende der
1980er durch A.-W. Scheer (vgl. O. Thomas, 2006, S. 11 f. und A.-W. Scheer, 1990,
S. 519).
Betrachtet man den Begriff aus etymologischer Sicht, so bedeutet Referenz
Empfehlung oder Bezugnahme. Referenzmodelle haben somit Vorlagencharakter
und bilden den Ausgangspunkt für weitere spezifischere Modelle, vergleiche
beispielsweise M. Rosemann und R. Schütte (1997, S. 16), welche zudem eine
Konkretisierung des Begriffs zu Referenz-Informationsmodell vornehmen. Auch J.
vom Brocke (2003, S. 34-37) stellt die intendierte und faktische Wiederverwendung
von Inhalten in den Vordergrund, während P. Fettke und P. Loos (2002a, S. 9-12)
daneben auch die Wiederverwertbarkeit, also das Erstellen und Bereitstellen von
Referenzmodellen, betonen.
Eng
verbunden
mit
dem
Vorlagencharakter
ist
ein
gewisser
Grad
an
Allgemeingültigkeit als charakteristisches Merkmal eines Referenzmodells. D. Abts
und W. Mülder (2004, S. 357) beispielsweise verstehen unter einem Referenzmodell
ein verallgemeinertes, semantisches Modell für eine bestimmte Branche, aber auch
A. Klinger und S. Wenzel (2000, S. 13) stellen in ihrer Definition auf die
Allgemeingültigkeit eines Referenzmodells für einen abgegrenzten Bereich ab.
O. Thomas (2006, S. 12 f.) verweist darauf, dass unter der Allgemeingültigkeit eines
Referenzmodells nicht die universelle Gültigkeit gemeint ist, sondern die Gültigkeit
für eine bestimmte Klasse von Anwendungsfällen.
Im Hinblick auf die Anpassbarkeit von Referenzmodellen besteht ebenso eine
Übereinstimmung in der Literatur: Nach H. Schmelzer und W. Sesselmann (2008,
S. 233) erfolgt die Anpassung eines Referenzmodells über die „Konfigurierung,
Zusammenfügung von Modellbausteinen, selektive Auswahl oder Erweiterung
bestimmter Komponenten“.
Weitere charakteristische Merkmale wie modularer Aufbau, Verständlichkeit und
Umsetzung von Experten- und Erfahrungswissen sind in A. Klinger und S. Wenzel
(2000, S. 13-17) tabellarisch zusammengefasst und erläutert.
Es gibt verschiedene Typen von Referenzmodellen. Während sowohl M. Rosemann
und R. Schütte (1997, S. 17) als auch J. Becker und V. Meise (2005, S. 124 f.)
5
zwischen Referenz-Organisationsgestaltungs- und Referenz-Anwendungssystemmodellen unterscheiden, nimmt A.-W. Scheer (1997, S. 3) noch eine Erweiterung um
Vorgehensmodelle vor.
Referenz-Anwendungssystemmodelle (auch Software-Referenzmodelle) beschreiben bestimmte Strukturen, Funktionen und den Aufbau einer (Standard-)Software
und dokumentieren damit bestehende bzw. geplante Softwaresysteme; als Beispiel
für ein Software-Referenzmodell kann SAP R/3 angeführt werden (vgl. C. Reiter,
1997, S. 35). Referenz-Organisationsgestaltungsmodelle (auch Branchenreferenzmodelle) dagegen sind nicht an eine spezifische Software gebunden. Sie stellen in
der Regel ein allgemeingültiges Unternehmensmodell dar und dienen als Ausgangspunkt für ein konkretes Unternehmensmodell. Durch Branchenreferenzmodelle sollen
Best Practice und Common Practice Cases bereitgestellt werden (vgl. M. Klefges, R.
Heib und A.-W. Scheer, 1997, S. 432-434 sowie H. Schmelzer und W. Sesselmann,
2008, S. 233). Zu den Branchenreferenzmodellen zählt z. B. das Handels-H-Modell
(vgl. J. Becker, 1997, S. 114 f.). Vorgehens-Referenzmodelle beschreiben die Folge
aller Aktivitäten, die zur Durchführung eines Projekts erforderlich sind. Sie werden
beispielsweise bei der Systementwicklung sowie bei der Auswahl- und Einführung
von Standardsoftware verwendet (vgl. P. Stahlknecht und U. Hasenkamp, 2005, S.
215). Als Beispiel kann das Referenzmodell zur SAP R/3-Einführung genannt werden
(vgl. A.-W. Scheer, 1997, S. 7).
Für den hier betrachteten Anwendungsfall der GVZ soll das prozessorientierte
Referenzmodell die folgenden Charakteristika erfüllen:
Neben den generellen Eigenschaften wie Verständlichkeit, Konsistenz, Eindeutigkeit
und Nachvollziehbarkeit, soll das Referenzmodell einfach zu handhaben sein, sowie
als Vorlage für die in Deutschland existierenden GVZ dienen und an die
verschiedenen Gegebenheiten in den GVZ anpassbar sein. Dazu wird das
Referenzmodell
hierarchisch
und
modular
aufgebaut.
Die
Validierung
des
Referenzmodells erfolgt durch die Einbeziehung von Erfahrungs- und Expertenwissen. Daneben soll durch das Referenzmodell eine einheitliche Begriffswelt
festgelegt werden sowie die Definition der Nutzer, Akteure und Ressourcen erfolgen.
6
Für das in diesem Beitrag beschriebene Referenzmodell definieren die Autoren in
Anlehnung an A. Klinger und S. Wenzel (2000, S. 13):
Ein Referenzmodell ist ein Modell, welches eine systematische und strukturierte
Beschreibung der Prozessabläufe für einen abgegrenzten Bereich der Realität mit
den für die Aufgabenstellung relevanten charakteristischen Eigenschaften umfasst
und die zugehörige Modellierungsmethode festlegt.
2.2 Bisherige Arbeiten zu Referenzmodellen
Die in den letzten Jahren veröffentlichten Beiträge im Bereich der Referenzmodellierung befassen sich sowohl mit der Strukturierung und Weiterentwicklung von
Referenzmodellen, als auch mit der Entwicklung von Referenzmodellen für konkrete
Anwendungsfälle.
Um die Potentiale vorhandener Referenzmodelle besser ausschöpfen zu können,
erstellen P. Fettke und P. Loos 2001 einen Referenzmodellkatalog, durch welchen
ein Überblick über die in der Literatur vorhandenen Referenzmodelle gegeben wird.
Der Gliederungsteil orientiert sich an Wirtschaftszweigen, ein Zugriff erfolgt über die
Merkmalsgruppen Sicht, Sprache, Art sowie Funktion (vgl. P. Fettke und P. Loos,
2002b, S. 16).
J. Becker et al. (2002, S. 47 f.) entwickeln 2002 eine Methodik zur Erstellung
konfigurativer Referenzmodelle. Ein konfigurierbares Referenzmodell enthält neben
einem Modellrahmen und den Verfeinerungsmodellen auch Konfigurationsregeln, mit
deren Hilfe geeignete Varianten aus einem Referenzmodell abgeleitet und an die
spezifischen Gegebenheiten in einem Unternehmen angepasst werden können.
Nach J. vom Brocke (2003, S. 270) ist dabei zu beachten, dass eine Konfiguration
über mehrere Ableitungsstufen möglich ist.
Aufgrund der Vielzahl an wissenschaftlichen Beiträgen auf dem Gebiet der
Referenzmodellierung erarbeiten O. Thomas und A.-W. Scheer 2006 einen Ansatz
zum
rechnergestützten
Management
von
Referenzmodellen.
Durch
dieses
Referenzmodell-Management-System (RMMS) steht ein Prototyp zur Verfügung,
welcher die Entwicklung und Anwendung von Referenzmodellen unterstützt (vgl. O.
Thomas und A.-W. Scheer, 2006, S. 65-71).
Im Bereich des IT-Governance wird 2007 das Referenzmodell CobiT (Control
Objectives for Information and Related Technology) von W. Johannsen und M.
7
Goeken
(2007, S. 39-44) vorgestellt, welches die Brücke
zwischen
den
geschäftlichen Bereichen und der IT in Unternehmen schlägt. CobiT dient dabei als
Unterstützung für das Management.
Das Referenzmodell DiFOR (Digital Factory Operating Reference) stellt einen
aktuellen Einsatz eines Referenzmodells in der Praxis dar. Aus standortspezifischen
Prozesslandkarten soll ein unternehmensweit einheitlicher Planungsablauf entwickelt
werden, welcher die Planung von serienproduzierten technischen Gütern unterstützt.
Des Weiteren werden die Erkenntnisse des DiFOR genutzt, um einen allgemeingültigen Planungsprozess produzierender Unternehmen abzubilden (vgl. M. Engel,
S. Buerkner und U. Günther, 2010, S.173-177).
Im logistischen Anwendungsbereich hat sich das SCOR-Modell (Supply Chain
Operations Reference Model) zu einem festen Standard etabliert. Entwickelt wurde
es durch den Supply Chain Council (SCC). Es umfasst verschiedene Modellierungsebenen und basiert auf den fünf Hauptprozessen: Planen, Beschaffen, Herstellen,
Liefern und Rückliefern (vgl. SCC 2011 sowie R. G. Poluha, 2010, S. 81).
A. Stein (2010, S. 49-73) verfolgt in seiner Dissertation die Absicht, das SCORModell um die von Anwendern geäußerten Anforderungen an dieses zu erweitern.
Neben der Kopplung des SCOR-Modells mit anderen Referenzmodellen verfolgt er
dabei auch u. a. den Ansatz der konfigurativen Referenzmodellierung. Durch die
Konfiguration des SCOR-Modells kann der Spezifizierungsgrad erhöht werden, ohne
den Adressatenkreis weiter einzuschränken, da das SCOR-Modell durch den Nutzer
kontextspezifisch angepasst werden kann.
D. Wittstruck und F. Teuteberg veröffentlichen 2010 ein Referenzmodell für das
Sustainable Supply Chain Management (SSCM), welches sich aus verschiedenen
Partialmodellen zusammensetzt.
Das Referenzmodell kann als Ordnungsrahmen für die Entwicklung weiterer Modelle
des SSCM dienen und darüber hinaus auch Empfehlungen für die Entwicklung und
Implementierung von Instrumenten für das SSCM in der Unternehmenspraxis geben
(vgl. D. Wittstruck und F. Teuteberg, 2010, S. 155-161).
Bevor das GVZ-spezifische Referenzmodell vorgestellt wird, wird zunächst ein
Überblick über die Modellierungsmethoden und –werkzeuge gegeben.
8
3 Modellierungsmethoden und -werkzeuge
Um eine Übersicht über die gesamte Prozesslandschaft eines Unternehmens oder
auch nur einzelner Prozesse zu erhalten, ist es erforderlich, diese zu dokumentieren.
Dafür eignen sich Prozessmodelle: Einerseits werden sie als Basis für die
Beschreibung betriebswirtschaftlicher Software genutzt. Andererseits reicht ihr
Einsatzbereich von der elementaren Systemanalyse bis hin zur Unternehmensmodellierung, bei welcher das Unternehmen als Ganzes dargestellt wird (vgl. A.-W.
Scheer, 1998, S. 2-4). Für die Unternehmensmodellierung bieten sich nach
P. Mertens (1997, S. 334) verschiedene Modellierungsmöglichkeiten an: informale
(z. B. textliche Beschreibungen), semi-formale (z. B. Ereignisgesteuerte Prozessketten) und formale Methoden (Prädikatenlogik). In den nachfolgenden Teilkapiteln
werden vier verbreitete Modellierungsformen vorgestellt, die im Kontext mit der in
diesem Beitrag vorgestellten Modellierung prozessorientierter Referenzmodelle in
Betracht gezogen werden. Eine umfassende Auflistung und Beschreibung weiterer
Darstellungsformen findet sich etwa bei A. Gadatsch (2010, S.70 ff.).
3.1 Swimlane
Swimlane-Diagramme können den semi-formalen Methoden zugerechnet werden.
Vorteile von Swimlane-Diagrammen resultieren aus ihrer einfachen Erlernbarkeit und
der anschaulichen Gestaltung (vgl. A. Gadatsch, 2010, S. 86 f. sowie A. Sharp und
P. McDermott, 2009, S. 79 f.) Swimlane-Diagramme helfen somit, Abläufe auf einen
Blick zu erfassen und zu verstehen. Zu den wichtigen Elementen von Swimlanes
zählen die
Akteure, die am Prozess beteiligt sind, die Aktivitäten, die von den
Akteuren durchgeführt werden sowie die Verknüpfungen, die die einzelnen Aufgaben
zu einem ganzheitlichen Ablauf verbinden. Die Aktivitäten werden in Bahnen, den
Swimlanes, angeordnet, um so eine organisatorische Zuständigkeit zu visualisieren.
Somit wird aufgezeigt, welche Aufgaben von wem und in welcher Reihenfolge
bearbeitet werden. Dabei können sowohl Ist-Prozesse als auch Soll-Prozesse in
einer beliebigen Detaillierungsstufe, d. h. in einer stark abstrahierten wie auch in
einer detaillierten Sicht, dargestellt werden (vgl. A. Sharp und P. McDermott, 2009,
S. 202 ff.). Abbildung 1 zeigt beispielhaft den Prozess LKW-Ankunft im KV-Terminal
eines GVZs in Form eines Swimlane-Diagramms.
9
Abbildung 1: LKW-Ankunftsprozess in Form eines Swimlane-Diagramms [Quelle: eigene Darstellung]
3.2 EPK
Auch bei der Ereignisgesteuerten Prozesskette (EPK) handelt es sich um eine semiformale
Methode.
Aufgrund
ihrer
anschaulichen
Repräsentation
und
der
durchgängigen Werkzeugunterstützung ist die Methodik in der Praxis weit verbreitet
(vgl. B. Funk et al., 2010, S. 29 ff.). Die Methodik wird für den Aufbau von
Referenzmodellen genutzt und bildet die Grundlage für verschiedene modellgetriebene Ansätze in einem werkzeuggestützten Geschäftsprozessmanagement
(vgl. B. Funk et al., 2010, S. 30). Zwar erfüllt sie nicht die Anforderungen, die an
formale Sprachen gestellt werden, dennoch eignen sich EPK, aufgrund der
Möglichkeiten zur

Darstellung von Kontrollflüssen,

Abbildung von Nebenläufigkeiten,

bedingten Verzweigungen und Schleifen,

Wiedergabe des Datenflusses und

Angabe der beteiligten Organisationseinheiten und Informationssysteme
für eine Analyse und Beschreibung von Geschäftsprozessen (vgl. P. Mertens, 1997,
S. 332).
Wichtige Modellierungselemente, die bei der EPK zum Einsatz kommen, sind (zit. n.
B. Funk et al., 2010, S. 30 f.):

Ereignisse als Zustandsübergänge und Bedingungen, die einen Zeit-, Daten-,
Bearbeitungs-, Benutzer- oder Nachrichtenbezug aufweisen.
10

Funktionen
sind
Aktivitäten,
deren
Abarbeitung
mit
einem
Ressourcenverbrauch verbunden sind; Sie werden z. T. auch als Aufgaben
oder Tätigkeiten bezeichnet.

Kontrollflusskanten, die Funktionen und Ereignisse verknüpfen.

Konnektoren: Sie dienen der Verknüpfung von Ereignissen und Funktionen
und splitten den Kontrollfluss auf bzw. vereinigen diesen. Es stehen AND-,
OR- und XOR-Konnektoren zur Verfügung.
Ereignisse, Funktionen und Konnektoren werden mit Hilfe der Kontrollflusskanten zu
einem gerichteten und zusammenhängenden Graphen zusammengesetzt. Des
Weiteren können mit Hilfe der erweiterten Ereignisgesteuerten Prozesskette (eEPK)
zusätzliche Prozesselemente bei der Modellierung genutzt werden. Hierzu zählen
zum Beispiel (zit. n. B. Funk et al., 2010, S. 31)

Organisationseinheiten, welche Rollen oder konkrete Personen darstellen, die
für den Prozess verantwortlich sind sowie

Informationsobjekte, wie etwa Dokumente, Input- und Output-Datenspeicher
und Anwendungssysteme, die für die Ausführung einer Funktion benötigt
werden.
Abbildung 2 zeigt den oben bereits als Swimlane dargestellten Prozess in Form einer
EPK.
11
Ankunft am
GVZ
Ankunftsmeldung
Ankunftsmeldung
Ist erfolgt
Anmeldung
prüfen
Prüfung ist
erfolgt, LKW
zugelassen
auf freien
Umschlagsplatz
prüfen
XOR
freier
Umschlagsplatz
vorhanden
kein freier
Umschlagsplatz
vorhanden
auf freien
Umschlagsplatz
warten
freier
Umschlagsplatz
vorhanden
XOR
Umschlagsplatz
zuweisen
Umschlagsplatz
zugewiesen
Abbildung 2: LKW-Ankunftsprozess in Form einer EPK [Quelle: eigene Darstellung]
12
3.3 UML
Auch die Unified Modeling Language (UML) bietet sich als weitere Notation für die
Konstruktion von Geschäftsprozessmodellen an. Im Vergleich zu den vorgenannten
beiden Methoden ist UML formaler in der Darstellung, sie ist zudem ein offizieller
Standard. (Beide Merkmale gelten auch für die nachfolgend in 3.4. beschriebene
BPMN-Methode.) UML hat sich mittlerweile zu einem wichtigen Standard,
insbesondere für die Modellierung objektorientierter Informationssysteme, etabliert
(vgl. B. Funk et al., 2010, S. 33), allerdings konnten sich „Aktivitätsdiagramme der
Unified
Modeling
Language
(UML)
[…]
in
der
Praxis
nicht
für
die
Geschäftsprozessmodellierung durchsetzen“ (T. Allweyer, 2010, S. 9). Bei UML
handelt es sich um „eine Zusammenstellung mehrerer Darstellungstechniken nach
dem objektorientierten Paradigma zur Informationsmodellierung“ (B. Funk et al.,
2010, S. 33).
Um einer adäquaten Modellierung gerecht zu werden, nutzt UML dreizehn Arten von
Diagrammtypen, die wiederum in Struktur- und Verhaltensdiagramme eingeteilt
werden können (vgl. B. Funk et al., 2010, S. 33 und OMGa 2011). Abbildung 3 greift
das vorgenannte Beispiel auf und stellt es in UML-Notation als Aktivitätsdiagramm
dar.
Abbildung 3: LKW-Ankunftsprozess auf Basis der UML [Quelle: eigene Darstellung]
3.4 BPMN
Business Process Model and Notation (BPMN) ist ein weiterer Standard der OMG
(vgl. OMGb 2011), der die Voraussetzungen für sowohl fachliche als auch
ausführungsnahe Modellierung erfüllt. Insofern kann BPMN genutzt werden, um
13
Prozesse so abzubilden, dass deren Abarbeitung mit Hilfe von Business Process
Management-Systemen (BPMS) durchgeführt werden kann. Hierfür müssen die
Modelle strikten Anforderungen genügen, damit diese von einer Process Engine
abgearbeitet werden können (vgl. T. Allweyer, 2009, S. 8 ff.).
Wichtige
Modellierungselemente
in
BPMN-Diagrammen
sind
insbesondere
Aktivitäten, Ereignisse, verbindende Kanten, Gateways, Swimlanes und Artefakte.
Die Notwendigkeit einer weiteren Methodik wird u. a. damit begründet, dass z. B. die
EPK einen hohen Verbreitungsgrad aufweist, die Unterstützung durch Modellierungswerkzeuge jedoch eher gering ist. Zudem ist die EPK kein offizieller Standard. Die
UML konnte sich in der Praxis nicht für die Geschäftsprozessmodellierung durchsetzen, ihr Einsatzbereich ist primär auf den objektorientierten Software-Entwurf
gerichtet (vgl. T. Allweyer, 2009, S. 8-15). Abbildung 4 zeigt das oben vorgestellte
Beispiel in BPMN -Form.
Abbildung 4: LKW-Ankunftsprozess auf Basis der BPM-Notation [Quelle: eigene Darstellung]
3.5 Modellierungswerkzeuge
Im Zuge der Weiterentwicklung des Geschäftsprozessmanagements hat sich neben
den unterschiedlichen Notationen auch ein breites Spektrum an Modellierungswerkzeugen etabliert. Zum Teil unterstützen diese Produkte verschiedene Standards,
teilweise sind diese aber auch auf bestimmte Notationen spezialisiert. Der nun
folgende
Abschnitt
behandelt,
welche
Modellierungswerkzeuge
für
die
entsprechenden Modellierungsmethoden eingesetzt werden. Hierzu werden auch die
Schwerpunkte und Einsatzgebiete für ausgewählte Softwarewerkzeuge verglichen.
14
Das Ergebnis einer empirischen Studie (Stichprobe: 163 Fragebögen) von 2009 (vgl.
BPM-Guide 2009) ist, dass die meisten Befragten ARIS (Fa. IDS Scheer) verwenden,
gefolgt von Viflow (Fa. Vicon), ADONIS (Fa. BOC), iGrafix und Prometheus (Fa. ibo).
Die nachfolgende Abbildung 5 zeigt, für welche der Modellierungsmethoden die
genannten Werkzeuge eingesetzt werden.
Abbildung 5: Einsatz von Modellierungswerkzeugen [Quelle: BPM-Guide, 2009]
So wird in Abbildung 5 etwa deutlich, dass ARIS am häufigsten im Zusammenhang
mit der Modellierung von EPK verwendet wird. Hingegen liegt laut der zitierten Studie
der Haupteinsatz von Viflow und iGrafix in der Nutzung von Flowcharts. ADONISNutzer arbeiten insbesondere mit BPMN, nutzen aber auch EPK und Flowcharts als
Basis für die Modellierung.
Über diese vorstehend genannte Studie hinaus finden sich weitere Analysen zum
Einsatz und zur Verbreitung von Modellierungswerkzeugen in der Literatur, wie etwa
bei A. Gadatsch sowie S. Eggert und J. Meier (vgl. A. Gadatsch, 2010, S. 115 ff.
sowie S. Eggert und J. Meier, 2009, S. 58-63). Auffallend ist, dass die Ergebnisse
teilweise deutlich voneinander abweichen, zudem werden auch unterschiedliche
Werkzeuge für die Vergleiche ausgewählt, so dass das Gesamtbild uneinheitlich ist.
Abbildung 6 enthält eine Kurzcharakterisierung der oben erwähnten vier gängigsten
Modellierungswerkzeuge (bezogen auf die genannte Studie BPM-Guide 2009). Es
wird
dabei auf
die
Modellierungsmethoden
15
sowie
die
Einsatzgebiete
und
Schwerpunkte Bezug genommen. Zusätzlich wird das Produkt MS Visio mit
aufgenommen, da dieses von Relevanz für die nachfolgenden Untersuchungen ist.
Produkt
(Hersteller)
ADONIS V4.0
(BOC Information
Technologies Consulting
AG)
ARIS Platform
(IDS Scheer AG)
iGrafx Enterprise Modeler
2007 und iGrafx Process
2007
(iGrafx, a division of Corel)
ViFlow 4
(ViCon GmbH)
Visio 2010
(Microsoft Corporation)
Methodenunterstützung
BPMN, BPMS
Durch flexibles
Metamodell sind
weitere Methoden
darstellbar
EPK
Auch andere
Methoden
verfügbar
Optimiert für
Swimlane
Weitere
Diagrammtypen
verfügbar
Swimlane,
Flowchart
Flowchart
Weitere
Diagrammtypen
verfügbar
Schwerpunkte und Einsatzgebiete
(Beispiele)
Grafische und tabellarische Modellierung von
Geschäftsprozessen sowie Kernelementen
modellbasierter Unternehmenssichten;
zudem sind betriebswirtschaftliche
Auswertungsfunktionen verfügbar
Prozessmodellierung,
Architekturmanagement, Governance, Risk
and Compliance Management, Process
Intelligence, prozessorientierte SAPImplementierung
Modellieren von Geschäftsprozesskomponenten, Zuständigkeiten,
Regeln, Kosten und mehr in einer
funktionsübergreifenden, mehrdimensionalen
Umgebung; Werkzeug für die
Prozessanalyse und Simulation
Aufbau von Prozessportalen,
prozessbezogene Dokumentation von Fachund IT-Wissen, ERP-Anforderungsermittlung,
Workflowmanagement
Fokus auf Geschäftsdiagramme, breites
Spektrum an Funktionen bei der Gestaltung
eines Prozessablaufs, Vielfalt an Shapes,
logische Fehlerüberprüfung, Regeln zur
Datendarstellung, Datenaustausch mit
anderen Anwendungen
Abbildung 6: Übersicht zu ausgewählten Modellierungswerkzeugen [Quelle: eigene Darstellung, in
Anlehnung an S. Eggert und J. Meier, 2009 (ADONIS, ARIS, iGrafix, ViFlow betreffend), S. 58 ff. sowie J.
Schwab, 2010 (Visio betreffend), S. 1 f.]
Das Angebot an Modellierungswerkzeugen ist inzwischen groß. Eine Folge dieser
Vielfalt an unterschiedlichen Modellierungswerkzeugen ist aber auch mit dem
Nachteil verbunden, dass die einzelnen Werkzeuge untereinander wenig kompatibel
sind. Nutzen Unternehmen unterschiedliche Werkzeuge, so ist im Falle der
kooperativen Zusammenarbeit ein Datenaustausch kaum möglich bzw. äußerst zeitund kostenintensiv. Abhilfe sollen hier sogenannte Business Process Model
Exchange-Programme schaffen. Das Kernstück dieser Programme ist ein BPMConverter, mit dem Modelle, die ursprünglich mit einem bestimmten Modellierungswerkzeug erzeugt wurden, in ein anderes Werkzeug importiert werden können. Die
Konvertierung erlaubt es, Modelle mit einem anderen Werkzeug zu bearbeiten (vgl.
Computerwoche 2007).
16
Auch für die hier relevante Aufgabenstellung, ein prozessorientiertes Referenzmodell
für GVZ zu erstellen, sind Festlegungen zur Auswahl der Modellierungsmethode und
des -werkzeugs zu treffen. Im hier vorgestellten Projektvorhaben wird als Basis für
die Modellierung ein hybrider Ansatz gewählt: Die Prozesse werden in Form von
EPKs in Swimlanes modelliert, als Werkzeug dient MS Visio. Dies ist das Ergebnis
einer durchgeführten Anforderungsanalyse. Für die Auswahlentscheidung in diesem
speziellen Fall sind drei wesentliche Gründe ausschlaggebend: Ein erster wichtiger
Aspekt ist, dass Medien- und Akteursübergänge durch die Verwendung von
Swimlanes deutlich visualisiert werden können. Zweitens kommt hinzu, dass
Schadensereignisse – deren Berücksichtigung in dem genannten Projektvorhaben
eine Schlüsselbedeutung zukommt - durch die Ereignisse der EPK-Methode
geeignet integrierbar sind. Drittens ist die Verfügbarkeit des Werkzeugs und somit
die Austauschbarkeit der Modelle zwischen den Projektpartnern ein wichtiges
Kriterium.
Ein alternatives Vorgehen, welches ebenfalls auf die Modellierung von GVZ-Abläufen
angewandt wurde, findet sich etwa bei Hömberg et al. (2007, S. 19 ff.).
4 Erstellung eines prozessorientierten Referenzmodells am
Beispiel von Güterverkehrszentren
GVZ stellen zentrale logistische Knotenpunkte dar, in denen insbesondere der
Umschlag zwischen verschiedenen Verkehrsträgern, der sogenannte kombinierte
Verkehr, im Vordergrund steht. Ein Hauptziel des GVZ-Betriebs liegt demnach darin,
unterschiedliche Verkehrsträger, wie etwa des Nah- und Fernverkehrs, miteinander
zu kombinieren, um so bei einem Gütertransport den Vor- bzw. Nachlauf auf der
Straße so gering wie möglich zu halten. Dadurch können Unternehmen, die die
Möglichkeiten eines GVZs nutzen, auf der einen Seite Kosten sparen und einen
verbesserten Service anbieten, während gleichzeitig durch eine effizientere Nutzung
und bessere Kombination der verschiedenen Verkehrsträger die Umwelt geschont
wird.
Für den Aufbau des GVZ-Referenzmodells kann eine Orientierung an vorhandenen
Referenzmodellen vorgenommen werden, allerdings ist eine direkte Übertragung
dieser Referenzmodelle auf den hier betrachteten Anwendungsfall der GVZ nicht
17
möglich. Während im nächsten Teilkapitel auf die GVZ näher eingegangen wird,
erfolgt
in
Abschnitt
4.2
die
Vorstellung
des
prozessorientierten
GVZ-
Referenzmodells.
4.1 Logistikknoten GVZ
4.1.1 GVZ: Prozesse, Strukturen und Institutionen
Der Schwerpunkt eines GVZs beruht darauf, die Verkehrsträger Straße und Schiene
zu kombinieren. Es gibt zwar durchaus GVZ, in die auch die Verkehrsträger
Binnenschifffahrt und Luftverkehr integriert sind, jedoch sind dies nur wenige.
Darüber hinaus werden Häfen häufig nicht und Flughäfen in keinem Fall vom
jeweiligen GVZ, sondern von externen Organisationen betrieben.
Aufgrund der großen Bedeutung der Verkehrsträger Straße und Schiene in GVZ,
kommt den Abfertigungs- und Umschlagsprozessen zwischen Zug und LKW eine
essentielle Bedeutung zu. Diese Prozesse werden dabei von einem speziellen
Terminal für den kombinierten Verkehr (KV-Terminal), welches zentraler Bestandteil
deutscher GVZ ist, übernommen. Das KV-Terminal ist demnach eine entscheidende
Infrastruktureinrichtung
eines
jeden
GVZs
und
stellt
somit
eines
der
Hauptbestandteile der Prozessbetrachtung dar.
Ein GVZ ist heutzutage jedoch wesentlich mehr als ein Umschlagsplatz des
kombinierten
Verkehrs.
logistikintensiver
Es
stellt
Unternehmen
vielmehr
und
ein
Prozesse
Konglomerat
dar.
Zu
verschiedener
den
involvierten
Prozessbeteiligten zählen zum Beispiel (vgl. G. Aberle, 2009, S. 559 ff. und B. Rall,
2008, S. 778 ff.):

Verkehrsunternehmen, Speditionen, Kurier-, Express- und Paket- (KEP-)
Dienstleister,

logistikintensive Produktions- und Handelsunternehmen sowie

ergänzende Dienstleistungsbetriebe (z. B. Fahrzeugservice, Beratungen).
Ziel ist es, dass diese verschiedenen, rechtlich unabhängig agierenden Unternehmen
u. a. durch die räumliche Konzentration in einem GVZ effizienter und arbeitsteiliger
zusammenarbeiten und dadurch Zeit und Kosten sparen können. Verkehrsunternehmen profitieren beispielsweise von einer höheren Auslastung ihrer LKWs,
während logistikintensive Produktions- und Handelsunternehmen aufgrund der guten
Verkehrsanbindung
eines
GVZs
Kosten
18
in
der
Beschaffungs-
und/
oder
Distributionslogistik einsparen. Die im GVZ angesiedelten Unternehmen können,
neben den bereits genannten Vorteilen, außerdem die durch die räumliche Nähe
entstehenden Synergieeffekte nutzen, um die eigene Wirtschaftlichkeit und
Produktivität nachhaltig zu erhöhen (vgl. DGG 2011).
Eine wichtige Rolle in einem GVZ kommt der GVZ-E zu, welche sich hauptsächlich
mit der Planung, dem Aufbau und der Weiterentwicklung eines GVZs beschäftigt,
wohingegen der operative Betrieb des GVZs in den Händen der selbständig
agierenden GVZ-Unternehmen liegt (vgl. B. Rall, 2008, S. 780). GVZ-E sind
demnach u. a. für die Standortplanung und die Finanzierungskonzeption als auch für
die Ansiedlung neuer Unternehmen bzw. die Vermarktung von Grundstücken im GVZ
mitverantwortlich. Aber auch weitere organisatorische Dienste, wie beispielsweise die
Verfügbarkeit eines Winterdienstes und die Betreuung von Investoren, können in den
Aufgabenbereich der GVZ-E fallen. Sie stellt somit ein übergeordnetes Planungs-,
Steuerungs- und Kontrollorgan für ein GVZ dar, wobei verschiedene Typen von
Trägermodellen für die GVZ-E bestehen (vgl. S. Nestler und T. Nobel, 2009, S.
332 f.)
4.1.2 GVZ-Netzwerk
In Deutschland gibt es ein nahezu flächendeckendes Netz von aktuell 35 GVZ (siehe
Abbildung 7). 19 dieser 35 GVZ sind dabei der „Deutschen GVZ-Gesellschaft mbH“
(DGG) angeschlossen, die sich selbst als Dachverband für die deutschen GVZ
versteht.
Durch diese Stärkung der Zusammenarbeit können die Vorteile, die ein GVZ bereits
auf lokaler Ebene hat, gebündelt werden, um diese auch auf nationaler und
europäischer
Ebene
zu
nutzen.
Die
DGG
kann
demnach
als
eine
„Kommunikationsplattform für den Erfahrungsaustausch über Leistungs- und
Angebotsstrukturen in den deutschen und europäischen Güterverkehrszentren“
(DGG 2011) beschrieben werden. Die DGG treibt darüber hinaus den Aufbau neuer
GVZ-Standorte im In- wie auch im Ausland (beispielsweise in den neuen EUMitgliedsstaaten) voran.
GVZ stellen somit auch wichtige und sensible Knoten in der Wertschöpfungskette dar
und bedürfen einer genauen Betrachtung im Zusammenhang mit dem Supply Chain
Risk Management.
19
Abbildung 7: GVZ-Netzwerk [Quelle: DGG 2011]
4.2 Prozessorientiertes Referenzmodell eines GVZs
4.2.1 Gesamtmodell
Für die Strukturierung der Prozesse wurde in Anlehnung an das SCOR-Modell (vgl.
SCC 2011) ein hierarchisches und modulares Gesamtmodell entwickelt, welches in
Abbildung 8 dargestellt ist. Eine direkte Übertragung der SCOR-Logik auf diese
Problemstellung ist allerdings nicht gegeben. Insbesondere sind die nachfolgenden
Besonderheiten zu berücksichtigen:

GVZ sind aggregierte Logistikareale mit Wertschöpfungsketten, die teilweise
parallel und z. T. auch unabhängig voneinander laufen: In diesem Fall sind in
den Ketten völlig unterschiedliche und unabhängige Partner eingebunden.
Unter Umständen kann es sich aber auch um nur ein Unternehmen handeln,
das nur GVZ-externe Beziehungen unterhält, und in keinen gemeinsamen
Leistungsverbund innerhalb eines GVZs eingebunden ist.
20

Der Schwerpunkt von GVZ liegt auf logistikintensiven Prozessen unter
Einbindung unterschiedlicher Akteure. Hierdurch ist die Bedeutung des
„Herstellen“ tendenziell gering.

In GVZ existieren kooperative Planungsprozesse, etwa unterstützt durch GVZE. Gleichwohl steuern die GVZ-Akteure in eigener Regie ihre Supply ChainAktivitäten.
Im Mittelpunkt des zu entwickelnden Referenzmodells steht das jeweilige GVZ. Eine
Erweiterung des Modells durch Hinzufügung einer übergeordneten Netzwerkebene
unter Berücksichtigung auch anderer GVZ (vgl. dazu auch Abbildung 7: GVZNetzwerk), ist in einem weiteren Schritt geplant. Ein Gliederungsvorschlag, der in der
Literatur zur Strukturierung großer Netze der Logistik vorgeschlagen wird, stützt
diese Vorgehensweise. Er folgt einer Differenzierung in die Ebenen: Netzwerkebene,
Standortebene und Systemebene (vgl. S. Kessler, S. Krause und L. Nagel, 2009,
S. 278 f.).
21
1- GVZ
2- Cluster
3- Teilcluster
Pro
inn
ein
logistische Kernprozesse
Supportprozesse
K1
K1
S1
S1
K1.1
S1.1
K2
K2
S2
S2
K1.2
S1.2
…..
… K1.k1 ….Kn.1
S1.k1
Kn
Kn
Sn
Sn
Sn.1
Pro
inn
der
Pro
inn
…. Kn.kn
Sn.kn
Teil
4- Akteure in
den einzelnen
Teilclustern
K1.2.1
S1.2.1
…. K1.2.p12 …. Kn.kn.1 ….Kn.kn.pnkn
S1.2.p12
Sn.kn.1
Sn.kn.pnk
Abbildung 8: Prozessorientiertes GVZ-Referenzmodell [Quelle: eigene Darstellung]
Die Einteilung der Prozessebenen erfolgt im hier vorgestellten Modell durch die
Bildung organisatorischer Einheiten. Mit zunehmender Ebenentiefe werden sowohl
die Prozesse als auch die organisatorischen Einheiten konkreter und detaillierter
modelliert.
Auf der ersten Ebene wird das GVZ als Ganzes betrachtet. Es werden die
Zusammenhänge der unternehmensübergreifenden Prozesse, die innerhalb eines
GVZs ablaufen, dargestellt. Ein GVZ setzt sich aus verschiedenen Modulen bzw.
Clustern zusammen, die als Organisationseinheiten auf der zweiten Ebene
dargestellt sind. Auf der dritten Ebene werden Teilcluster, welche durch die
22
n
we
Spez
der P
Disaggregation der Cluster entstehen, abgebildet und mit ihren jeweiligen kontextspezifischen Prozessen modelliert.
{
Die Menge der n Cluster sei gegeben durch
Teilcluster durch
{
} , die Menge der
} bzw.
{
} mit
. ki gibt dabei die Anzahl der Teilcluster innerhalb des i-ten Clusters an.
Die vierte Ebene weist den höchsten Detaillierungsgrad auf: Dort werden die
Prozesse zu den in einem GVZ ansässigen Akteuren erfasst und modelliert. Für die
Menge der Prozesse gilt:
{
} mit
{
} bzw.
. pij gibt dabei die Anzahl der Prozesse an, die dem
{ }.
Teilcluster j des i-ten Clusters zugeordnet sind. Weiterhin gilt
Durch den hierarchischen und modularen Aufbau ist eine einfache Erweiterbarkeit
und Anpassbarkeit des Referenzmodells an die unterschiedlichen Gegebenheiten in
einem
GVZ gewährleistet, indem ganze
Cluster oder einzelne
Teilcluster
weggelassen, um weitere Prozesse ergänzt bzw. einzelne Prozesse angepasst
werden können.
Innerhalb einer jeden Ebene wird eine Unterteilung der Prozesse in die Kategorien
logistische Kernprozesse sowie Supportprozesse vorgenommen. Die Bezeichnung
der Prozesse wurde derart gewählt, dass jeder Prozess eindeutig einer Ebene und
einem Cluster bzw. Teilcluster sowie einer Kategorie zugeordnet werden kann. Der
einleitende Buchstabe der Bezeichnung kennzeichnet einen Prozess als logistischen
Kern - bzw. Supportprozess. Die erste Ziffer definiert das Cluster, zu welchem ein
Prozess gehört, eine zweite Ziffer verweist auf das Teilcluster. Beispielsweise
handelt es sich bei dem Prozess K2.1 um einen logistischen Kernprozess der dritten
Ebene, der dem 1. Teilcluster des 2. Clusters zugeordnet ist. Die dritte Ziffer dient
der Durchnummerierung der Prozesse auf der vierten Ebene. Eine ausführliche
Beschreibung der Ebenen findet sich im nächsten Abschnitt.
4.2.2 Modellebenen
Auf
der
ersten
Ebene
des
Referenzmodells
befinden
sich
die
unternehmensübergreifenden Kern- und Supportprozesse eines GVZs. Diese
Prozesse sind in Abbildung 9 abgebildet. Unter die Kernprozesse fallen Eingangs-,
interne
Transport-,
Umschlags-,
Lager23
und
Ausgangsprozesse.
Die
Supportprozesse unterstützen diese Kernprozesse. Als Akteure treten die GVZ-E,
externe Lieferanten und externe Kunden auf.
Abbildung 9: Prozesslandkarte der ersten Ebene [Quelle: eigene Darstellung]
Auf der zweiten Ebene folgen die einzelnen Cluster des GVZs. Die Clustereinteilung
für das GVZ-Referenzmodell erfolgt in Anlehnung an eine vom Institut für
Seeverkehrswirtschaft und Logistik (ISL) in Bremen begleitete Studie, bei welcher
die im GVZ Bremen ansässigen Akteure u. a. in die Cluster KV-Terminal, KEPDienstleister
sowie
in
verschiedene
branchenspezifische
Logistikdienstleister
eingeteilt wurden. Die Prozesseinteilung der ersten Ebene wird auch für die zweite
Ebene übernommen, wobei für jedes einzelne Cluster die relevanten Kernprozesse
sowie die zugehörigen Supportprozesse identifiziert und in einer Prozesslandkarte
festgehalten werden. Exemplarisch ist in Abbildung 10 die Prozesslandkarte der
zweiten Ebene für das Cluster KV-Terminal dargestellt.
Abbildung 10: Prozesslandkarte der zweiten Ebene [Quelle: eigene Darstellung]
24
Die dritte Ebene erreicht einen noch höheren Detaillierungsgrad, hier werden die
Cluster weiter in einzelne Teilcluster zerlegt. Für das Cluster KV-Terminal erfolgt
beispielsweise
eine Aufteilung in
die Teilcluster
nach den
verschiedenen
Verkehrsträgern bzw. -mitteln.
Für die weiteren Ausführungen wird beispielhaft das Teilcluster LKW näher
beschrieben. In Abbildung 11 ist der Abfertigungsprozess eines LKWs (K1.1) auf der
dritten Ebene dargestellt.
Abbildung 11: LKW Prozess, Ebene drei (K1.1) [Quelle: eigene Darstellung]
Verantwortlich für die Prozesse ist die Administration des KV-Terminals, welche auch
als Akteur auftritt. Weiterhin ist der Fahrer des Lastkraftwagens an den Prozessen
beteiligt. Das Teilcluster LKW beginnt mit der Ankunft des LKWs (K1.1.1); je nach
Auftragsart werden die Prozesse Vorarbeiten Beladung LKW (K1.1.2) oder
Vorarbeiten Entladung LKW (K1.1.4) unterschieden. Auf der letzten Ebene, der
Ebene vier, werden die im Teilcluster genannten Prozesse beschrieben. Die vierte
Ebene hat den höchsten Detaillierungsgrad und enthält sämtliche Prozessbeschreibungen der Kern- und Supportprozesse des GVZs, aufgeteilt nach den
einzelnen Clustern bzw. Teilclustern.
25
Abbildung 12: LKW – Ankunft, Ebene vier (K1.1.1) [Quelle: eigene Darstellung]
Beispielhaft wird auch hier wieder die Abfertigung eines LKWs betrachtet. Wie in
Abbildung 11 ersichtlich, beginnt der LKW Prozess mit dem Prozess LKW-Ankunft
(K1.1.1). Dieser ist in Abbildung 12 näher beschrieben. Mit der Ankunft des LKWs
am Gate beginnt der Prozess: Der Fahrer meldet seine Ankunft im KV-Terminal, die
Anmeldevoraussetzungen werden überprüft (S1.5.1) und es wird ermittelt, ob ein
freier Umschlagsplatz vorhanden ist. Ist ein freier Umschlagsplatz vorhanden, wird
mit dem zweiten Teil des Prozesses (K1.1.1_2) fortgefahren, ansonsten wird solange
gewartet, bis ein Umschlagsplatz frei ist. Abbildung 13 zeigt den zweiten Teil des
Ankunftsprozesses.
Nach dem Zuweisen des Umschlagsplatzes durch die Administration des KVTerminals fährt der LKW-Fahrer zum Umschlagsplatz. Anschließend wird das weitere
Vorgehen bestimmt: entweder wird der LKW beladen (K1.1.2) oder er wird entladen
(K1.1.4).
26
Abbildung 13: LKW - Ankunft Teil 2, Ebene vier (K1.1.1) [Quelle: eigene Darstellung]
Zum weiteren Ablauf wird die Beladung des LKWs betrachtet; diese beginnt mit den
Vorarbeiten (K1.1.2). Wie in Abbildung 14 zu sehen ist, werden die Behälterstandorte
bestimmt, nachdem der LKW zum Beladen angemeldet wurde. Nach der
Bestimmung sämtlicher Behälterstandorte werden die Standorte an den Kranführer
des KV-Terminals gemeldet.
Abbildung 14: Vorarbeiten Beladung LKW, Ebene vier (K1.1.2) [Quelle: eigene Darstellung]
Sobald die Standorte an den Kranführer gemeldet sind, wird der Prozess mit der
Prüfung der Beladungsvoraussetzungen fortgeführt. Diese sind im zweiten Teil des
Prozesses K1.1.2 näher spezifiziert. Abbildung 15 verdeutlicht die einzelnen Schritte:
Entweder ist die Beladung sofort möglich, oder es ist eine Umsortierung der
Container nötig, da beispielsweise ein benötigter Container zugestellt ist.
27
Abbildung 15: Vorarbeiten Beladung LKW Teil 2, Ebene vier (K1.1.2) [Quelle: eigene Darstellung]
Nach Abschluss der Vorbereitungen beginnt die eigentliche Beladung des LKWs,
welche im Prozess K1.1.3 beschrieben wird. Nachdem der Container aufgenommen
wurde, wird er, wie in Abbildung 16 zu sehen ist, auf dem LKW abgesetzt.
Abbildung 16: Beladung LKW, Ebene vier (K1.1.3) [Quelle: eigene Darstellung]
Muss der LKW mit weiteren Containern beladen werden, wird der Vorgang
wiederholt, ansonsten wird der Containerumschlag abgeschlossen (S1.1.2): Der
Kran wird in die Ausgangsposition gebracht und die Behälterstandorte werden
dokumentiert. Nachdem der Umschlag abgeschlossen wurde, fährt der LKW ab und
verlässt das Gelände.
Abbildung 17: LKW-Umschlag abschließen, Ebene vier (S1.1.2) [Quelle: eigene Darstellung]
Der Abfahrtsprozess wird im Prozess K1.1.7 beschrieben, siehe Abbildung 18.
28
Abbildung 18: LKW Abfahrt, Ebene vier (K1.1.7) [Quelle: eigene Darstellung]
Auf das Verlassen des Geländes durch den LKW-Fahrer folgt zum Schluss das
Freigeben des Umschlagsplatzes durch die Administration des KV-Terminals.
Neben dem Cluster KV-Terminal werden auch weitere GVZ-Cluster in der hier
beschriebenen Vorgehensweise beschrieben. Hierzu zählen etwa die Prozesse von
angegliederten
Hafengesellschaften
sowie
von
verschiedenen
Typen
von
Logistikdienstleistern.
5 Fazit und Ausblick
Das bestehende GVZ-Netzwerk wird in den kommenden Jahren weiter an
Bedeutung gewinnen, gleichzeitig werden jedoch auch die Anforderungen an dieses
Netz ansteigen. Insbesondere hinsichtlich der Sicherheitskonzepte werden grundlegende Schritte erforderlich werden, um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten oder um im Falle einer Störung schnellstmöglich zum güterwirtschaftlichen
Gleichgewicht zurückkehren zu können.
Um diesen Anforderungen mit einem geeigneten Konzept zu entsprechen und
Standardstrategien für einen möglichen Schadenseintritt innerhalb des GVZ-Netzwerks und dessen Knoten zu entwickeln, ist es erforderlich, in einem ersten Schritt
eine möglichst hohe Transparenz der GVZ-Prozesse zu schaffen. Das hier
entwickelte
prozessorientierte
GVZ-Referenzmodell
soll
dazu
dienen,
diese
geforderte Transparenz herzustellen.
Um den oftmals sehr weit gefassten Begriff des Referenzmodells zu klären, haben
die Autoren sich auf folgende Arbeitsdefinition festgelegt: „Ein Referenzmodell ist ein
29
Modell,
welches
eine
systematische
und
strukturierte
Beschreibung
der
Prozessabläufe für einen abgegrenzten Bereich der Realität mit den für die
Aufgabenstellung relevanten charakteristischen Eigenschaften umfasst und die
zugehörige Modellierungsmethode festlegt“.
Die Wahl der zugehörigen Modellierungsmethode fiel nach ausgiebiger Evaluierung
auf die EPK, integriert in Swimlane-Darstellungen. Alle Prozesse des Modells werden
mit Hilfe dieser Modellierungsmethode abgebildet.
Neben den allgemein geforderten Eigenschaften eines Referenzmodells – wie z. B.
Verständlichkeit, Konsistenz, Eindeutigkeit und Nachvollziehbarkeit - bietet dieses
Modell eine hohe Anpassungsfähigkeit an die verschiedenen Gegebenheiten in den
einzelnen GVZ, bei gleichzeitig einfacher Handhabung. Diese notwendigen Attribute
werden durch den hierarchischen und modularen Aufbau des Modells ermöglicht.
Das Modell ist in vier Ebenen unterteilt. Die erste Ebene betrachtet das GVZ als
Ganzes und stellt die Zusammenhänge der unternehmensübergreifenden Prozesse
innerhalb eines GVZs dar. Die Aufteilung in Kern- und Supportprozesse erfolgt
ebenfalls auf dieser Ebene. Zu den Kernprozessen zählen Eingangs-, interne
Transport-, Umschlags-, Lager- und Ausgangsprozesse. Kernprozesse werden von
entsprechenden Supportprozessen unterstützt. Auf der zweiten Modellebene folgen
die einzelnen Cluster eines GVZs, u. a. KV-Terminal, Hafen und Logistikdienstleister.
Auf der dritten Ebene werden die Cluster in weitere Teilcluster untergliedert und
entsprechende Prozesse modelliert. Die Prozesse dieser Teilcluster werden in
Ebene vier weiter spezifiziert.
Die in Ebene zwei angesiedelten Cluster KV-Terminal, Hafen und Logistikdienstleister können je nach Aufbau eines GVZs verwendet werden, Erweiterungen
sind jederzeit durch den modularen Aufbau des Modells möglich.
So kann, wie bereits erwähnt, jedes GVZ sowohl durch eine beliebige Anzahl an
Clustern auf der zweiten Ebene, als auch durch eine beliebige Anzahl von
Teilclustern auf der dritten Ebene konfiguriert werden. Nicht benötigte Cluster, wie
z. B. das Cluster Hafen, können je nach Anwendungsfall entfallen. Der modulare
Aufbau soll vor allem das Generieren von GVZ-Prozessmodellen aus Standardmodulen ermöglichen, um den individuellen Anpassungsaufwand für jedes GVZ so
klein wie möglich zu halten.
30
Die Validierung des Referenzmodells erfolgt durch die Einbeziehung von Erfahrungsund Expertenwissen der beteiligten Projektpartner.
Auf dem Weg zur Bereitstellung eines entscheidungsunterstützenden Instrumentariums, das zur Risikohandhabung für sensible Logistikknoten dienen kann, sind
weitere Schritte erforderlich. In einem nächsten Schritt sind die Austauschbeziehungen zwischen den einzelnen Knoten zu erfassen und aufzubereiten (z. B.
Transportvolumina, Tagesganglinien etc.). Das dann vorliegende Prozessnetz für
GVZ, ist in einem weiteren Schritt um Verknüpfungen mit möglichen Schadensszenarien zu ergänzen. Nachfolgend sind geeignete Methoden zu ermitteln und ggf.
weiterzuentwickeln, die es ermöglichen, eine adäquate Entscheidungsunterstützung
in Störfallsituationen zu leisten. Diese Analysen werden simulativ unterstützt.
31
Literaturverzeichnis
Aberle, Gerd. Transportwirtschaft: Einzelwirtschaftliche und
Grundlagen. München: Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2009
gesamtwirtschaftliche
Abts, Dietmar und Wilhelm Mülder. Grundkurs Wirtschaftsinformatik: eine kompakte und
praxisorientierte Einführung. Wiesbaden: Vieweg, 2004
Allweyer, Thomas. BPMN 2.0 - Business Process Model and Notation: Einführung in den
Standard für die Geschäftsprozessmodellierung. Norderstedt : Books on Demand, 2009
Becker, Jörg. Branchenreferenzmodelle, dargestellt am Beispiel des HandelsReferenzmodell. In: Becker, Jörg, Rosemann, Michael und Reinhard Schütte (Hrsg.).
Entwicklungsstand und Entwicklungsperspektiven der Referenzmodellierung. Arbeitsbericht
Nr. 52 des Instituts für Wirtschaftsinformatik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster,
1997, S. 114-127, http://miami.uni-muenster.de/servlets/ DerivateServlet/ Derivate-4685/
052_arbeitsberichte_ wirtschaftsinformatik.pdf (Zugriff am 10.01.2011)
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35
36
Danksagung
Das Verbundprojekt PreparedNET wird im Zuge der Bekanntmachung „Sicherung
von Warenketten“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im
Rahmen des Programms „Forschung für die zivile Sicherheit“ der Bundesregierung
gefördert. Es ist Bestandteil der „Hightech-Strategie der Bundesregierung“.
Die Gesamtprojektleitung liegt beim Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik,
Bremen (Prof. Dr. H.-D. Haasis). Projektträger ist die VDI Technologiezentrum
GmbH.
Die Projektleitung des Teilvorhabens „Referenzmodellbildung und Simulation von
GVZ-Prozessen zur Unterstützung eines Supply Chain Risk Managements“ liegt bei
der Hochschule Furtwangen (Prof. Dr. G. Siestrup). Förderkennzeichen: 13N11136.
Schwerpunkt dieser Publikation sind die Ergebnisse aus dem Arbeitspaket AP200.
37
Angaben zu den Autoren
Altendeitering, Marcel
Herr Marcel Altendeitering ist Student des Studiengangs Wirtschaftsinformatik
Bachelor (WIB5) und studentische Hilfskraft im BMBF-Projekt PreparedNET.
Breuer, Claudia
Frau Dipl.-Kffr. Claudia Breuer ist akademische Mitarbeiterin der Hochschule
Furtwangen und arbeitet im BMBF-Projekt PreparedNET mit.
Dotzlaff, Robert
Herr Robert Dotzlaff (B.Sc.) ist akademischer Mitarbeiter der Hochschule Furtwangen
und arbeitet im BMBF-Projekt PreparedNET mit.
Prinzbach, Joachim
Herr Joachim Prinzbach ist Student des Studiengangs Wirtschaftsinformatik Bachelor
(WIB4) und studentische Hilfskraft im BMBF-Projekt PreparedNET.
Reusch, Marius
Herr Marius Reusch ist Student des Studiengangs Wirtschaftsinformatik Bachelor
Scherer, Anton
Herr Anton Scherer ist Student des Studiengangs Wirtschaftsinformatik Bachelor
Siestrup, Guido
Herr Prof. Dr. Guido Siestrup ist Professor in der Fakultät für Wirtschaftsinformatik
der Hochschule Furtwangen. Er vertritt das Fachgebiet für Betriebswirtschaftslehre,
insbesondere Logistik, ist Mitglied im Institut für Angewandte Forschung der HFU
und leitet das hier vorgestellte Teilvorhaben der HFU im BMBF-Verbundprojekt
PreparedNET.
38

Furtwanger Beiträge zur Logistik

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