Approved for public release; distribution in unlimited. / This thesis represents a cross Systems Command (NAVSEA/NAVAIR) developed product. The product - the Sunset Supply Base (SSB) system - provides a complete system for addressing the risks and supportability issues involved with Commercial Off the Shelf (COTS) products in Navy combat and support systems. The SSB system was implemented on three Navy combat weapon systems at various phases of the product development life cycle. The main body provides to the Program Management Offices (PMO) and other decision makers, a high level summary of performance expectations. Appendix A - The Sunset Supply Base Architecture - identifies at a high level of abstraction a collaborative architecture providing a roadmap for design and development of the SSB system. Appendix B - The Systems Engineering Development and Implementation (SEDI) plan - is a prescriptive or "How to" manual describing activities that have been used to successfully implement the SSB system. Appendix C - Business Case Analysis (BCA) - presents the data collected as a result of SEDI plan implementation then addresses the business/programmatic attributes showing the viability and value proposition possible through the SSB system. Appendix D - The Marketing Plan for the SSB system - defines methods and practices necessary to establish the SSB system as the alternative of choice. / Chemical Engineer, United States Navy / Systems Engineer, United States Navy

Die Nachhaltige Ersatzteilversorgung mit Elektronikkomponenten stellt die Hersteller vieler technischer Systeme vor neue Herausforderungen. Der technologische Wandel im Halbleitermarkt ist so schnelllebig, dass sich die elektronischen Bauelemente oftmals schon beim Start der Serienproduktion des Gesamtsystems im Serienauslauf befinden. Die Automobilindustrie ist von dieser Problematik besonders betroffen, weil sie Fahrzeuge in großen Serien über vergleichsweise lange Zeiträume mit harten Kostenzielen und hohen Qualitätsmaßstäben fertigt und auch nach Serienende mit Ersatzteilen versorgen muss. Die einzelnen Kfz-Elektronikkomponenten durchlaufen dazu im Vorfeld eines Fahrzeugeinsatzes umfangreiche Freigabeuntersuchungen. Die Konfiguration eines Kraftfahrzeugs wird außerdem einer gesetzlichen Typprüfung unterzogen, so dass eine spätere Abwandlung der ursprünglichen Komponenten nicht ohne weiteres zulässig ist. Änderungen an der einzelnen Komponente sind demnach nur noch mit erheblichem Aufwand möglich. Diese Situation zwingt die Automobilhersteller und ihre Zulieferer für Kfz-Elektronik zu neuen Konzepten im Management ihrer Ersatzteilspektren. Die vorliegende Arbeit entwickelt ein Management-Support-System für das herstellerseitige Ersatzteilmanagement von Kfz-Elektronikkomponenten auf Basis eines integrierten Methoden-, Daten- und Prozessmodells. Ferner werden Fragen der Systemintegration innerhalb eines Unternehmens und entlang der Wertschöpfungskette untersucht. Ersatzteilmanagement wird dazu als Strukturprozess innerhalb des Ersatzteilwesens betrachtet, der die Abwicklungsprozesse der Ersatzteilversorgung gestaltet und die Versorgungsstrategien zur einzelnen Kfz-Elektronikkomponente festlegt. Auf dem Wege der Lösungsfindung werden unterschiedliche Sichtweisen auf die Problematik gewählt. Vorherrschend ist dabei ein systemtechnischer Modellierungsansatz. Als konkrete Modellierungstechnik für das Ersatzteilmanagement-Support-System wird die Unified Modelling Language (UML) in Kombination mit dem ARIS-Unternehmensmodell nach Scheer eingesetzt. Die Praxisrelevanz wird an einem durchgängigem Fallbeispiel nachgewiesen.

This case study examines the James 1:27 Trust as an information, communication and technology response to the plight of orphans and vulnerable children within the context of an HIV and AIDS epidemic. The James 1:27 Trust demonstrates how social networks can be mobilized in support of children at risk. The use of business information and management systems to administer concepts such as “virtual adoption” is deemed an important innovative contribution. The James 1:27 Trust and its model is studied as a contributor in finding solutions to scale and multiply levels of care by community and faith-based organisations to orphans and vulnerable children. The James 1:27 Trust is located at the Innovation Hub in Pretoria, Africa’s first internationally accredited science park. / Social Work / M.A. (Social Behaviour in HIV/AIDS))

La « conception pour la fabrication » ou DFM (Design for Manufacturing) est une méthode maintenant classique pour assurer lors de la conception des produits simultanément la faisabilité, la qualité et le rendement de la production. Dans l'industrie microélectronique, le Design Rule Manual (DRM) a bien fonctionné jusqu'à la technologie 250nm avec la prise en compte des variations systématiques dans les règles et/ou des modèles basés sur l'analyse des causes profondes, mais au-delà de cette technologie, des limites ont été atteintes en raison de l'incapacité à sasir les corrélations entre variations spatiales. D'autre part, l'évolution rapide des produits et des technologies contraint à une mise à jour « dynamique » des DRM en fonction des améliorations trouvées dans les fabs. Dans ce contexte les contributions de thèse sont (i) une définition interdisciplinaire des AMDEC et analyse de risques pour contribuer aux défis du DFM dynamique, (ii) un modèle MAM (mapping and alignment model) de localisation spatiale pour les données de tests, (iii) un référentiel de données basé sur une ontologie ROMMII (referential ontology Meta model for information integration) pour effectuer le mapping entre des données hétérogènes issues de sources variées et (iv) un modèle SPM (spatial positioning model) qui vise à intégrer les facteurs spatiaux dans les méthodes DFM de la microélectronique, pour effectuer une analyse précise et la modélisation des variations spatiales basées sur l'exploitation dynamique des données de fabrication avec des volumétries importantes. / The DFM (design for manufacturing) methods are used during technology alignment and adoption processes in the semiconductor industry (SI) for manufacturability and yield assessments. These methods have worked well till 250nm technology for the transformation of systematic variations into rules and/or models based on the single-source data analyses, but beyond this technology they have turned into ineffective R&D efforts. The reason for this is our inability to capture newly emerging spatial variations. It has led an exponential increase in technology lead times and costs that must be addressed; hence, objectively in this thesis we are focused on identifying and removing causes associated with the DFM ineffectiveness. The fabless, foundry and traditional integrated device manufacturer (IDM) business models are first analyzed to see coherence against a recent shift in business objectives from time-to-market (T2M) and time-to-volume towards (T2V) towards ramp-up rate. The increasing technology lead times and costs are identified as a big challenge in achieving quick ramp-up rates; hence, an extended IDM (e-IDM) business model is proposed to support quick ramp-up rates which is based on improving the DFM ineffectiveness followed by its smooth integration. We have found (i) single-source analyses and (ii) inability to exploit huge manufacturing data volumes as core limiting factors (failure modes) towards DFM ineffectiveness during technology alignment and adoption efforts within an IDM. The causes for single-source root cause analysis are identified as the (i) varying metrology reference frames and (ii) test structures orientations that require wafer rotation prior to the measurements, resulting in varying metrology coordinates (die/site level mismatches). A generic coordinates mapping and alignment model (MAM) is proposed to remove these die/site level mismatches, however to accurately capture the emerging spatial variations, we have proposed a spatial positioning model (SPM) to perform multi-source parametric correlation based on the shortest distance between respective test structures used to measure the parameters. The (i) unstructured model evolution, (ii) ontology issues and (iii) missing links among production databases are found as causes towards our inability to exploit huge manufacturing data volumes. The ROMMII (referential ontology Meta model for information integration) framework is then proposed to remove these issues and enable the dynamic and efficient multi-source root cause analyses. An interdisciplinary failure mode effect analysis (i-FMEA) methodology is also proposed to find cyclic failure modes and causes across the business functions which require generic solutions rather than operational fixes for improvement. The proposed e-IDM, MAM, SPM, and ROMMII framework results in accurate analysis and modeling of emerging spatial variations based on dynamic exploitation of the huge manufacturing data volumes.

Die Nachhaltige Ersatzteilversorgung mit Elektronikkomponenten stellt die Hersteller vieler technischer Systeme vor neue Herausforderungen. Der technologische Wandel im Halbleitermarkt ist so schnelllebig, dass sich die elektronischen Bauelemente oftmals schon beim Start der Serienproduktion des Gesamtsystems im Serienauslauf befinden. Die Automobilindustrie ist von dieser Problematik besonders betroffen, weil sie Fahrzeuge in großen Serien über vergleichsweise lange Zeiträume mit harten Kostenzielen und hohen Qualitätsmaßstäben fertigt und auch nach Serienende mit Ersatzteilen versorgen muss. Die einzelnen Kfz-Elektronikkomponenten durchlaufen dazu im Vorfeld eines Fahrzeugeinsatzes umfangreiche Freigabeuntersuchungen. Die Konfiguration eines Kraftfahrzeugs wird außerdem einer gesetzlichen Typprüfung unterzogen, so dass eine spätere Abwandlung der ursprünglichen Komponenten nicht ohne weiteres zulässig ist. Änderungen an der einzelnen Komponente sind demnach nur noch mit erheblichem Aufwand möglich. Diese Situation zwingt die Automobilhersteller und ihre Zulieferer für Kfz-Elektronik zu neuen Konzepten im Management ihrer Ersatzteilspektren. Die vorliegende Arbeit entwickelt ein Management-Support-System für das herstellerseitige Ersatzteilmanagement von Kfz-Elektronikkomponenten auf Basis eines integrierten Methoden-, Daten- und Prozessmodells. Ferner werden Fragen der Systemintegration innerhalb eines Unternehmens und entlang der Wertschöpfungskette untersucht. Ersatzteilmanagement wird dazu als Strukturprozess innerhalb des Ersatzteilwesens betrachtet, der die Abwicklungsprozesse der Ersatzteilversorgung gestaltet und die Versorgungsstrategien zur einzelnen Kfz-Elektronikkomponente festlegt. Auf dem Wege der Lösungsfindung werden unterschiedliche Sichtweisen auf die Problematik gewählt. Vorherrschend ist dabei ein systemtechnischer Modellierungsansatz. Als konkrete Modellierungstechnik für das Ersatzteilmanagement-Support-System wird die Unified Modelling Language (UML) in Kombination mit dem ARIS-Unternehmensmodell nach Scheer eingesetzt. Die Praxisrelevanz wird an einem durchgängigem Fallbeispiel nachgewiesen.

Abstract The main objective of this study is to clarify the current challenges and preconditions relating to product portfolio management (PPM) and widen the PPM framework over horizontal and vertical portfolios, including a related governance model, strategic performance management and the PPM process. This study analyses comprehensively the current PPM literature and the relevant practices of 10 case companies representing business areas such as hardware (HW), software (SW) and Services. This study approaches PPM from a more comprehensive viewpoint as all product life cycle phases and product structure levels are not covered well in this context by the earlier literature. The principal results of this study involve revealing the need for a new PPM governance model including strategic targets, KPIs and the PPM process according to vertical and horizontal portfolios. The created PPM framework clarifies the strategic role of PPM in cross-functional analysis and decision making for commercial and technical portfolios. The role and the impact of strategic PPM have been further enhanced by positioning the PPM process on the level of other business processes. The created PPM framework enhances the collaboration between business and engineering teams. The managerial implications include the potential preconditions of clarifying the dynamic and active role of PPM at the level of other business processes. The findings can aid business managers in understanding PPM as an entity that has a role in managing the entire product portfolio and its renewal based on strategic performance measures over horizontal and vertical portfolios according to cross-functional governance bodies. This highlights the criticality of managing all items both in commercial and technical portfolios. The role of other business processes should be highly operational by executing product development, marketing and sales, delivery and care activities according to PPM decisions. The primary role of PPM should be active management of the entire product portfolio over product life cycle phases and product structure levels, instead of merely focusing on new product development, to ensure product portfolio renewal. / Tiivistelmä Tämä tutkimus selventää tuoteportfolion hallintaan liittyviä edellytyksiä ja haasteita, sekä laajentaa tuoteportfolion hallintamallia, suorituskyvyn johtamista ja prosessia horisontaalisesti ja vertikaalisesti. Tuoteportfolion hallintaa on lähestytty kattavasti analysoimalla nykyistä kirjallisuutta, sekä kymmenen kohdeyrityksen käytänteitä nykytila-analyysin keinoin. Kohdeyritykset edustavat useita liiketoiminta- ja tuotealueita kattaen laitteiston, ohjelmiston ja palvelut. Tämä tutkimus lähestyy tuoteportfolion hallintaa laajemmalta katsantokannalta kuin nykyinen kirjallisuus joka ei kata kaikkia tuotteen elinkaaren vaiheita ja tuoterakennetasoja. Tämän väitöstutkimuksen tärkeimmät tulokset liittyvät uuden tuoteportfolion hallintamallin tarpeellisuuden esille tuomiseen, sisältäen tuoteportfolion strategiset tavoitteet, suorituskykymittarit ja hallintaprosessin perustuen vertikaalisiin ja horisontaalisiin tuoteportfolioihin. Luotu viitekehys selkeyttää tuoteportfolion hallinnan strategista roolia organisaatiorajat ja liiketoimintaprosessit ylittävässä analyysissa ja päätöksenteossa liittyen kaupallisiin ja teknisiin tuoteportfolioihin. Strategisen tuoteportfolion hallinnan roolia ja merkitystä on erityisesti korostettu nostamalla tuoteportfolion hallintaprosessi muiden liiketoimintaprosessien tasolle. Tässä tutkimuksessa luotu tuoteportfolion hallinnan viitekehys vahvistaa yhteistyötä liiketoiminnanjohto- ja insinööritiimien välillä kaikilla organisaatiotasoilla. Työn kontribuutiot yritysjohdolle korostavat tuoteportfolion hallintaprosessin keskitettyä, dynaamista ja aktiivista roolia johtaa yrityksen kaupallisia ja teknisiä nimikkeitä horisontaalisesti ja vertikaalisesti kokonaisuutena perustuen strategisiin suorituskykymittareihin. Tuoteportfolion hallinta yli horisontaalisten ja vertikaalisten portfolioiden mahdollistaa tuoteportfolion uudistumisen yli kaikkien elinkaarivaiheiden ja tuoterakennetasojen. Muiden liiketoimintaprosessien roolin tulisi olla selkeästi operatiivinen toteuttaen tuotekehitykseen, markkinointiin, myyntiin, tilaamiseen, hankintaan, toimittamiseen ja huoltoon liittyviä tehtäviä perustuen strategisiin tuoteportfolion hallinnan tavoitteisiin ja suorituskykymittareihin.