Die Wertstrommethode gilt seit 20 Jahren als zentrales Element des Lean Managements, welches im Rahmen der industriellen Leistungserstellung weltweit von Verbesserungsteams zur Prozessverbesserung eingesetzt wird. Das Ziel ist die Maximierung der Wertschöpfung und die Eliminierung von Verschwendung, was folglich die Berücksichtigung aller Verschwendungs-formen erfordert (vgl. Rother/Shook, 2011). Als richtungsweisender Idealzustand gilt dabei der sogenannte „True North“, definiert im Rahmen des Toyota-Produktionssystems (vgl. Ohno, 2013; Rother, 2009).

Speziell die Ressourceneffizienz wird für das produzierende Gewerbe zu einem zunehmend wichtigen Thema (vgl. BMUV, 2020; Erhard/Pastewski, 2010). Die Preisentwicklung der letzten Jahre, sowie deren prognostizierte Entwicklung, lassen erkennen, dass die Material- und Energiekosten in Zukunft signifikant ansteigen werden. So hat sich beispielhaft, gemäß dem Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft, der durchschnittliche Strompreis für Neuabschlüsse in der deutschen Industrie inkl. Stromsteuer in den letzten 10 Jahren fast verdoppelt (14,33 ct/kWh im Jahre 2012; 26,64 ct/kWh im Januar 2022) (vgl. bdew, 2022).

Um den Aspekt der Ressourceneffizienz und den damit verbundenen Kostenfaktor im Lean Management zu berücksichtigen, erfolgte in bestehender Forschung die Erweiterung der Wertstrommethode um das Konzept der Materialflusskostenrechnung nach der DIN EN ISO 14051:2011 (vgl. Engel/Kranhold, 2021; DIN, 2011). Über diese nutzenorientierte Erweiterung wird die Exklusivität des Faktors Durchlaufzeit aufgehoben und die ursprünglich fehlende Berücksichtigung materieller und energiebasierter Verschwendungen ermöglicht. Hinsichtlich Anwendbarkeit und Nutzen ergeben sich durch diese erweiterte Wertstrommethode jedoch signifikante Aufwendungen bezüglich der Datenerfassung und -verarbeitung, sowie der Verrechnungskomplexität. Zusätzlich ergeben sich aus der fortschreitenden Automatisierung und Digitalisierung der Industrie ein stetiger Anstieg von verwertbaren Daten bzw. Informationen (vgl. iwd, 2019).

Der klassische Ansatz der Wertstrommethode, bei dem Verbesserungsteams mit Stift, Papier und Stoppuhr den Ist-Wertstrom erfassen und mit Hilfe von Richtlinien optimierte Ziel-Wertströme generieren, wird langfristig keine effiziente und praktikable Lösung mehr darstellen. Demzufolge stellt sich die Frage, wie Verbesserungsteams bei steigender Menge und Komplexität an Informationen bei der Identifizierung von verschwendungsoptimierten und ressourceneffizienteren Ziel-Wertströmen im industriellen Umfeld durch eine Data Science Lösung (e.g. maschinelles Lernen/künstliche Intelligenz) unterstützt werden können.

Während sich bestehende Forschung primär auf die Methodik-bezogenen Veränderung von Input- und Output-Merkmalen und die praxisorientierte Verarbeitung von Echtzeitdaten fokussiert, adressiert meine Forschung wie Ist-Wertströme auf Basis von Objekten, Variablen und Ausprägungen abstrakt abgebildet werden und Verbesserungsteams durch Data Science bei der Identifizierung und Gestaltung neuer Ziel-Wertströmen unterstützt werden können (vgl. Abb. 1).

Abb.1: Identifizierung von ressourceneffizienten Ziel-Wertströmen mittels Data Science (eigene Darstellung)

bdew (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V.) (2022): Strompreisanalyse Juli 2022, Haushalte und Industrie. www.bdew.de/media/documents/220727_BDEW-Strompreisanalyse_Juli_2022.pdf/, Zugriff: 01.12.2022.

BMUV (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz) (2022): Deutsches Ressourceneffizienz- programm III – 2020 bis 2022, Programm zur nachhaltigen Nutzung und zum Schutz der natürlichen Ressourcen. www.bmuv.de/publikation/deutsches-ressourceneffizienzprogramm-iii-2020-bis-2023, Zugriff: 01.12.2022.

DIN (Deutsches Institut für Normung e.V.) (2011): DIN EN ISO 14051:2011-12, Umweltmanagement – Materialflusskostenrechnung – Allgemeine Rahmenbedingungen (ISO 14051:2011). Beuth Verlag GmbH, Berlin.

Engel, L., Kranhold, M. (2021): Lean Management wird zum Green Management, Um Materialflusskosten erweiterte Wertstromanalyse. Deutsches Ingenieurblatt 2021(6), 1-6.

Erhardt, R., Pastewski, N. (2010): Relevanz der Ressourceneffizienz für Unternehmen des produzierenden Gewerbes. Frauenhofer Verlag, Stuttgart.

iwd (Informationsdienst des Instituts der deutschen Wirtschaft) (2019): Datenmenge explodiert. www.iwd.de/artikel/datenmenge-explodiert-431851, Zugriff: 01.12.2022.

Ohno, T. (2013): Das Toyota-Produktionssystem. 3. ed., Campus Verlag GmbH, Frankfurt/Main.

Rother, M. (2009): Toyota Kata: Managing People for Improvement, Adaptiveness and Superior Results. McGraw-Hill Global Education Holdings LLC, New York.

Rother, M., Shook, J. (2011): Sehen lernen, Mit Wertstromdesign die Wertschöpfung erhöhen und Verschwendung beseitigen. Version 1.4., Lean Management Institut GmbH (Workbooks für Lean Management), Mülheim.