Promotion zum Thema Produktionsplanung nach nachhaltigen Aspekten

Im April 2017 startete Maximilian Zarte seine Promotion mit dem Titel „Decision Support System for Production Planning from a Sustainability Perspective“ an der Hochschule Emden/Leer in Kooperation mit der NOVA University Lisbon. Die Arbeit wurde von den folgenden zwei Doktormüttern entsprechend betreut: Prof. Dr.-Ing. Agnes Pechmann (Hochschule Emden) und Associate Professor with Habilitation Isabel L. Nunes (NOVA University Lisbon).

Neben seiner Promotionsarbeit war Herr Zarte an verschiedenen Projekten an der Hochschule Emden/Leer angestellt (z.B. EU HORIZON2020 Projekt “PERFoRM,” BMBF Projekt “PREmdek,” und EFRE Projekt “Technologiescouting innovative NordWest.”). Zusätzlich unterstützte er Prof. Pechmann u.a. in Ihren Lehrveranstaltungen “Sustainable Production“ und „Simulation of Energy Systems und betreute zahlreiche Bachelor und Masterarbeiten als Zweitprüfer.

Seine Promotion betrachtete das Problem, dass die konventionelle Produktionsplanung erstmal nur wirtschaftliche Aspekte betrachtet (z.B. Einhaltung Liefertermine) und Ökologische oder soziale Aspekte (z.B. minimaler Energieverbrauch, Vermeidung von Mitarbeiterüberlastung), wenn überhaupt nur partielle betrachtet werden.

Sustainaiblity-Based Production Planning can be defined as „the planning of production activities to achieve conventional (economic) production goals, ensuring the enterprises´ operation. Moreover, additional sustainability goals must be achieved, avoiding, reducing, or compensating environmental damages and social issues.”

Neue Produktionsplanungssysteme müssen also in der Lage sein können:

  1. Potentiale zur Verbesserung der Produktion nach nahhaltigen Aspekten zu erkennen und
  2. Vorschläge geben, wie diese Potentiale entsprechend ausgeschöpft werden können.

Dazu wurden im Promotionsvorhaben von Herrn Zarte Probleme, Anforderungen und Herausforderungen für eine Produktionsplanung nach nachhaltigen Aspekten mit Hilfe eines neuen Konzepts und einer Fallstudie untersucht. Das Konzept basiert auf einem fuzzy decision support model und bewertet mehrere Produktionsplanungsziele unter Berücksichtigung wirtschaftlicher, ökologischer und sozialer Aspekte. Das neue Konzept wurde in einer simulationsbasierten Fallstudie unter Verwendung von Produktionsdaten aus einer Lernfabrik im Labor Produktionsplanung an der Hochschule Emden/Leer umgesetzt. Die Fallstudie demonstriert und validiert die Funktionalität des fuzzy decision support models für die Produktionsplanung nach nachhaltigen Aspekten. Basierend auf den Ergebnissen der Fallstudie wurden Probleme, Anforderungen und Herausforderungen für die Produktionsplanung nach nachhaltigen Aspekten identifiziert:

  • Unternehmensplanung setzt Rahmenbedingungen für Produktionsplanung (z.B. Investitionen in erneuerbare Energien, ergonomische Arbeitsplätze).
  • Klare und transparente Kommunikation der nachhaltigen Wirkung und Effekte von operativen Entscheidungen.
  • Organisatorische Herausforderungen bei der Datennutzung müssen verstanden sein, um Anforderungen für Nachhaltigkeit erfüllen zu können.
  • Produktionsplanung muss die Aspekte berücksichtigen, deren Auswirkungen bei der Entscheidungsfindung auf die Nachhaltigkeit mit am größten sind.

Im März 2022 konnte die Arbeit an der NOVA University Lisbon eingereicht und im Juli 2022 erfolgreich von Herrn Zarte verteidigt werden. Die Ergebnisse wurden in zahlreichen Journal und Konferenzbeiträgen präsentiert.

Publikationen zum Promotionsvorhaben

Beiträge in Journals

  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2022): Problems, Needs, and Challenges of a Sustainability-Based Production Planning. Sustainability, 14 (7), 4092. https://doi.org/10.3390/su14074092
  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2022): Knowledge framework for production planning and controlling considering sustainability aspects in smart factories. Journal of Cleaner Production (363), 132283. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132283
  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2021): Fuzzy Inference Model for Decision Support in Sustainable Production Planning Processes—A Case Study. Sustainability 13 (3), 1355. https://doi.org/10.3390/su13031355
  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2019): Decision support systems for sustainable manufacturing surrounding the product and production life cycle – A literature review. Journal of Cleaner Production (219), 336–349. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.02.092
  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2019): Indicator framework for sustainable production planning and controlling. International Journal of Sustainable Engineering (45), 149-158. https://doi.org/10.1080/19397038.2019.1566410

Konferenzbeiträge

  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2021): A Fuzzy Inference Model for Social-Sustainability Production Planning, in: Nunes, I.L. (Ed.) Advances in Human Factors and System Interactions. AHFE 2021. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 265. Springer, Cham, 133-140. https://doi.org/10.1007/978-3-030-79816-1_17
  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2020): Principles for Human-Centered System Design in Industry 4.0 - A Systematic Literature Review, in: Nunes, I.L. (Ed.) Advances in Human Factors and Systems Interaction. AHFE 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1207. Springer, Cham. 140-147. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-51369-6_19
  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2019): Design of a Platform for Sustainable Production Planning and Controlling from an User Centered Perspective, in: Nunes, I.L. (Ed.) Advances in Human Factors and Systems Interaction. AHFE 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 781. Springer, Cham, 396–407. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-94334-3_39
  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2019): Indicators and Goals for Sustainable Production Planning and Controlling from an Ergonomic Perspective, in: Nunes, I.L. (Ed.) Advances in Human Factors and Systems Interaction. AHFE 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 781. Springer, Cham, 363-373. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-94334-3_36
  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2018): Influencing Factors in Sustainable Production Planning and Controlling from an Ergonomic Perspective, in: Arezes et al. (Eds.), Occupational Safety and Hygiene VI. CRC Press/Balkema, 489–493. https://doi.org/10.1201/9781351008884
  • Zarte, M., Pechmann, A., Nunes, I.L. (2018): Sustainable Evaluation of Production Programs Using a Fuzzy Inference Model – A Concept. Procedia CIRP, vol. 73, 241–246. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.04.012