Horst Tempelmeier, 3. Produktuion und Logistik in:

Michael Bitz, Michel Domsch, Ralf Ewert, Franz W. Wagner (Ed.)

Vahlens Kompendium der Betriebswirtschaftslehre Bd. 1, page 246 - 315

5. Edition 2005, ISBN print: 978-3-8006-3134-6, ISBN online: 978-3-8006-4866-5, https://doi.org/10.15358/9783800648665_246

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Gliederung B . 3 . Produktion und Logistik Horst Tempelmeier 1 . Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 1 . 1 . Bedeutung der Produktion und Logistik 239 1 .2 . Begriffe . . . . . . . . . 240 1 .3 . Entscheidungsbereiche . . . . . . . . . . 246 1 .4. Ziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 2. Planung der Struktur von Produktions- und Logistiknetzwerken 249 2. 1 . Systemkonzeptionen . . . . . . . . . 249 2.2. Design des Logistiknetzes . . . . . 252 2 .3 . Innerbetriebliche Strukturplanung . 256 2 .3 . 1 . Fabrikplanung . . . . . . . . 257 2.3 .2. Lager- und Kommissioniersysteme . 260 2 .3 .3 . Transportsysteme . . . . . 26 1 3 . Operative Entscheidungen . . . . . . . . . . . . . . 262 3 . 1 . Struktur der operativen Planung . . . . . . . 262 3 .2 . Produktionsprogrammplanung (Master Planning) 266 3 . 3 . Losgrößen- und Ressourceneinsatzplanung . . . . 272 3 .3 . 1 . Losgrößenplanung bei Werkstatt- und Kleinserienproduktion 272 3 .3 .2 . Ressourceneinsatzplanung bei Werkstatt- und Kleinserienproduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 3 .3 . 3 . Simultane Losgrößen- und Ressourceneinsatzplanung bei Fließ- bzw. Sortenproduktion 28 1 3 .4. Transport- und Tourenplanung . . . . . . . . . . . 286 3 .5 . Bestandsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . 287 4. Informationsgrundlagen der Produktion und Logistik 292 4. 1 . Externe Informationen . . . . 292 4.2. Interne Informationen . . . . . . . . . . . . . . . . 294 4.2. 1 . Produktklassifikation . . . . . . . . . . . . 295 4.2.2. Programmorientierte Materialbedarfsermittlung 296 4.2 .3 . Bedarfsprognose . 299 5. Softwaresysteme . . . . . . . . 302 6. Weitere Problemkreise . . . . . 305 7 . Abschließende Bemerkungen . 305 Kommentierte Literaturhinweise 306 1. Einführung 1.1. Bedeutung der Produktion und Logistik Unternehmen erzielen Wertschöpfung, indem sie Produktionsfaktoren auf externen Märkten beschaffen, sie in wertgesteigerte Outputgüter umwandeln und diese auf Absatzmärkten verkaufen. Dabei werden die primären Leistungsprozesse der Be schaffung, der Produktion und der Distribution durchlaufen, die durch logistische Prozesse miteinander verbunden sind. Logistische Prozesse sind Prozesse des räum lichen, zeitlichen und mengenmäßigen Transfers von Gütern, vor allem des Trans ports, der Lagerung und des Warenhandlings . Produktionsprozesse (i. e. S . ; wir bezie hen uns im Folgenden ausschließlich auf die industrielle Produktion von Sachgütern) sind Prozesse der Behandlung bzw. Umwandlung von Gütern, die unter Beachtung naturwissenschaftlich-technologischer Bedingungen und Verfahrensregeln erfolgen. Im Gegensatz zu vielen anderen betrieblichen Tätigkeiten, die bei zahlreichen Un ternehmen bereits teilweise über das Internet abgewickelt werden (z. B. Auftragsan nahme), lassen sich logistische Prozesse ebenso wie die meisten Phasen der Produk tion nicht durch Softwarelösungen ersetzen, da die Wertschöpfung die physikalische Umwandlung bzw. den physischen Transfer der Sachgüter bedingt. Eine Pizza kann man zwar über das Internet bestellen. Ihr Genuss setzt aber die physische Verfüg barkeit der Speise und damit einen Produktionsprozess mit einem anschließenden, termingerecht beendeten logistischen Prozess voraus. Probleme der Produktion und der Logistik bilden schon seit vielen Jahren einen wichtigen Gegenstand betriebswirtschaftlicher Analysen. In der betrieblichen Praxis hat die funktionsübergreifende Sichtweise der Logistik seit den Sechzigerjahren kontinuierlich an Bedeutung gewonnen. Die sich in jüngster Zeit verstärkende Ten denz zur standort- und auch unternehmensübergreifenden Arbeitsteilung sowie zur Spezialisierung von Unternehmen auf einzelne Phasen des Wertschöpfungsprozesses hat hoch integrierte - allerdings auch störanfällige - Produktions- und Logistikket ten bzw. Produktions- und Logistiknetzwerke entstehen lassen, für die sich die Be griffe "Supply Chain" bzw. "Supply Network" durchgesetzt haben. Die Gestaltung von Produktions- und Logistiksystemen sowie die fortlaufende operative Planung und Steuerung der darin ablaufenden Prozesse wird als Supply Chain Management bezeichnet. Im Zentrum der Bemühungen steht dabei das Bestreben, den Endabneh mern der Unternehmensprodukte diese möglichst zum gewünschten Zeitpunkt, am gewünschten Ort, in der gewünschten Qualität und zu möglichst niedrigen Kosten verfügbar zu machen. Um diese Kundenorientierung zu betonen, verwendet man bisweilen auch den Begriff "Demand Chain Management" . Parallel dazu kann man das Entstehen komplexer Softwaresysteme vor allem zur operativen Planung der Wertschöpfungsprozesse beobachten. Zwar sind in den letz ten Jahrzehnten dramatische Fortschritte in der Informationstechnik und die umfas sende Vernetzung früher isolierter Rechner über das Internet eingetreten, wodurch eine weitgehende "Sichtbarkeit" aller Warenströme in einem logistischen Netzwerk ermöglicht wird. So kann man heute Waren sendungen mit Hilfe des Internet nahezu live verfolgen ("tracing") . Auch sind Bestrebungen im Gange, mit Hilfe moderner 240 B.3. Produktion und Logistik Produktidentifizierungsmethoden jede einzelne Verpackungseinheit eines Produkts mit einer elektronischen Identifikation zu versehen (RFID, Radio Frequency Identi fication) . Allerdings hat die Planungsmethodik mit der Verbesserung der in "Data Warehouses " angesammelten Planungsdaten nicht Schritt halten können. Viele der sog. Planungssysteme zur Produktionsplanung und -steuerung (PPS-Systeme) basie ren immer noch auf dem Kenntnisstand der Sechzigerjahre des letzten Jahrhunderts und sind eher Produktionsdatenverwaltungssysteme als Planungssysteme. Der auch von der betrieblichen Praxis als störend empfundene Gegensatz zwischen umfassen der Verfügbarkeit von Daten und deren geringer Nutzung für Planungszwecke hat einen Softwaremarkt für sog. "Advanced Planning Systems" (APS) entstehen lassen, auf dem zahlreiche Software lösungen angeboten werden, mit denen die anstehenden Planungsprobleme der Produktion und der Logistik sachgerecht gelöst werden sollen. Die nachfolgenden Ausführungen sollen einen Überblick über die Struktur dieser Planungsprobleme vermitteln. 1.2. Begriffe Die Produktion bildet mit der Beschaffung und der Distribution (Absatz) die drei primären, wertschöpfenden Leistungsprozesse in einem Unternehmen (Abb. B.3-1) . Zur Beschaffung ( i . w . S . ) zählen alle Maßnahmen, die auf die Versorgung der Unter nehmung mit Produktionsfaktoren (Material, Betriebsmittel, Personal, Informatio nen, Kapital) gerichtet sind. Die Materialbeschaffung kann nach dem Kriterium des Beschaffungsobjekts als Be schaffung (i. e . S.) aus dem Aufgabenkomplex der Beschaffung (i. w. S.) herausgelöst werden und beinhaltet alle Maßnahmen, die sich auf die Versorgung der Unterneh mung mit Verbrauchsfaktoren [Material (i. e . S .)] beziehen. Neben den Verbrauchs faktoren können auch Mehrwegverpackungen (Flaschen, Kisten etc .) sowie Verschleiß werkzeuge als zu beschaffendes Material (i. w. S . ) angesehen werden. Als Verbrauchsfaktoren bezeichnet man alle Güter, die bei einer einmaligen Nut zung im Wertschöpfungsprozess untergehen bzw. verbraucht werden, d. h. vor allem Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe. Als Rohstoffe bezeichnet man diejenigen Realgüter, die unmittelbar in die zu produzierenden Erzeugnisse eingehen und deren Hauptbe standteile bilden (z. B. Sand bei der Produktion von Kalksandsteinen) . Unter dem Begriff Hilfsstoffe subsumiert man Güter, die ebenfalls unmittelbar in die Erzeugnisse eingehen, die im Vergleich zu den Rohstoffen aber lediglich Hilfs funktionen erfüllen, da ihr wert- und mengenmäßiger Anteil an den zu erzeugenden Produkten gering ist. Hilfsstoffe üben oft nur eine verbindende Funktion aus (z. B . Schrauben, Leim) . Betriebsstoffe bilden selbst keinen Bestandteil der Erzeugnisse, sondern werden mittel- oder unmittelbar bei deren Herstellung verbraucht. Zu den Betriebsstoffen zählen alle Güter, die dazu dienen, den Produktionsprozess zu er möglichen und in Gang zu halten (z. B. Schmiermittel, Energie) . Im Hinblick auf den Grad der Bearbeitung bzw. nach dem Grad der noch vorge sehenen Bearbeitung lassen sich Verbrauchsfaktoren weiterhin als bezogene Teile (Kaufteile) und als Handelswaren charakterisieren. Bezogene Teile sind jene im vertragsmä ßige Material beschaffung physische Materia l beschaffung 1. Einführung Prod uktionslog istik Materia lwi rtschaft / / Kapital / / Informationen / / Personal / Betriebsmittel Materia l vertragsmäßige Materialbeschaffung physische Material beschaffung Beschaffu ng physische Materialbeschaffung /(1 / Prod u ktionslogistik Prod u ktion Log ist ik Produ ktionslogistik Materia l -Logistik / vertragsmäßige D istribution physische D istribution Distri bution physische D istribution / 1/ V Abb. 8.3-1: Zusammenhang zwischen Beschaffu ng , Produkt ion , D istr i but ion und Log ist i k 241 Produktionsprozess noch einzusetzenden Verbrauchsfaktoren, die schon von Liefe ranten vorbehandelt worden sind und somit einen im Vergleich zu Rohstoffen höhe ren Bearbeitungsgrad aufweisen (z. B. vormontierte Baugruppen für Fahrzeuge oder Prozessoren für pes). Schließlich sind Handelswaren bei Lieferanten gekaufte ab satzfähige Produkte, die die Unternehmung zwar in ihr Absatzprogramm aufgenom men hat, die aber nicht Bestandteil des Produktionsprogramms sind (z. B . Speicher medien bei Herstellern von Digitalkameras). Die anderen Beschaffungsobjekte (Kapital, Personal, Anlagen etc. ) werden üblicher weise nicht der Beschaffung (i. e. S . ) zugerechnet, da sich hierfür spezielle betrieb liche Funktionsbereiche etabliert haben (z. B. Personalbereich, Finanzbereich), die auf die Eigenheiten ihrer Beschaffungsobjekte spezialisiert sind. Der Funktionsbereich der Beschaffung kann weiter untergliedert werden in die Auf gabenbereiche der vertragsmäßigen Materialbeschaffung (Beschaffungsmarketing) und der physischen Materialbeschaffung (Beschaffungslogistik) . Die vertragsmäßige Materialbeschaffung (in der Praxis oft als Einkauf bezeichnet) dient der Gestaltung der Kontrahierungsbeziehungen zu den Beschaffungsmarktpartnern. In Analogie zur 242 B.3. Produktion und Logistik Klassifizierung des absatzpolitischen Instrumentariums einer Unternehmung hat sich auch auf der Beschaffungsseite eine Gliederung in die Instrumentengruppen Beschaf fungsprogrammpolitik, Beschaffungspartnerpolitik (Lieferantenpolitik) , Beschaffungs preis- und -konditionenpolitik und Beschaffungskommunikationspolitik herausgebil det. Die physische Materialbeschaffung hat dagegen die logistische Aufgabe, die Unter nehmensprozesse mit Verbrauchsfaktoren zu versorgen. Hier überschneiden sich die Beschaffung und die Logistik einer Unternehmung. Mit dem Begriff der Logistik bezeichnet man in der Betriebswirtschaftslehre eine betriebliche Querschnittsfunktion, deren Aufgabe es ist, räumliche, zeitliche und mengenmäßige Differenzen zwischen "Anbietern " und "Nachfragern ", also zwi schen Knoten in einem logistischen Netzwerk, zu überbrücken. Unter "Anbieter" kann man einen Zulieferer, den Zulieferer dieses Zulieferers, ein Wareneingangs lager, eine Produktionsstelle, ein Zwischenlager oder ein Fertigproduktlager verste hen. "Nachfrager" kann ein Wareneingangslager, eine Produktionsstelle, ein Zwi schenlager, ein Fertigproduktlager oder ein Abnehmer der Unternehmensprodukte (Kunde) sowie von Abfall (Recyclingunternehmung) oder ein Abnehmer des Abneh mers sein. Zur Überbrückung dieser Differenzen sind die logistischen Prozesse des Transports, der Lagerung sowie der MateriaIhandhabung und Verpackung durchzu führen, die durch Prozesse der Informationsverarbeitung gesteuert und kontrolliert werden. Der Begriff der Logistik ist geprägt durch eine ganzheitliche, die einzelnen Funktions bereiche der Unternehmung übergreifende Betrachtungsweise, die die Optimierung des Güterflusses unter Berücksichtigung der damit zusammenhängenden Informa tionsströme zum Ziel hat. Logistische Prozesse können innerhalb von Unternehmun gen (z. B . Transport einer Palette mit Zwischenprodukten von einer Drehwerkstatt in eine Bohrwerkstatt), aber auch zwischen Unternehmungen (z. B . Transport von Stahl blechen von einem Walzwerk zu einer Automobilfabrik) stattfinden. Demzufolge un terscheidet man die betriebliche und die zwischenbetriebliche Logistik. Die zwischen betriebliche Logistik wird oft durch spezielle Logistik-Unternehmungen (Logistik Dienstleister) übernommen, z. B. durch Speditionsbetriebe oder Fuhrunternehmungen. In zahlreichen Unternehmungen werden auch eigene Fuhrparks unterhalten. Es war schon immer Sinn des Logistik-Gedankens, den gesamten Güterfluss, d. h. aus der Sicht der betrachteten Unternehmung "von den Lieferanten der Lieferanten bis zu den Abnehmern der Abnehmer" über alle Wertschöpfungsstufen hinweg inte grativ zu betrachten. Erst mit der Verbreitung des Begriffs der "Supply Chain" (oder besser des "Supply Network") kommt dieser Aspekt auch ausreichend zur Geltung. In ähnlicher Weise, wie die physische Materialbeschaffung als ein Subsystem der Beschaffung beschrieben wurde, kann die Produktionslogistik als ein Subsystem des Produktionssystems einer Unternehmung aufgefasst werden, welches sich speziell mit den logistischen Aufgaben in der Produktion befasst. Auch die Aufgaben der Entsorgung und des Recycling lassen sich i. Allg. als produktionsnahe Funktionen der Produktionslogistik zurechnen. Über logistische Aufgaben hinaus sind in der Produktion noch eine große Anzahl anderer Aufgaben, z. B . mittel- und kurzfristige Produktionsprogrammplanung, Planung der Prozesse der Ver- oder Bearbeitung der 1. Einführung 243 Verbrauchs faktoren (Prozessplanung) , Instandhaltungsplanung, Qualitätskontrolle etc. ZU erfüllen (Günther/Tempelmeier, 2003) . Die gen aue Abgrenzung zwischen Pla nungsaufgaben der Produktionslogistik einerseits und vor allem der operativen Pro duktionsplanung und -steuerung andererseits ist im Einzelfall jedoch schwierig, da Entscheidungen in beiden Bereichen dieselben Entscheidungsobjekte betreffen. So beeinflussen z. B. logistische Entscheidungen über die Struktur des innerbetrieb lichen Materialflusses unmittelbar die Möglichkeiten der Produktionssteuerung (z. B. produktionssynchrone Beschaffung, Pull-Produktionssteuerungssystem) . Auch die Losgrößenplanung kann wegen ihrer Auswirkungen auf die Produktionsabläufe und die Auslastung der Ressourcen einerseits der Produktionsplanung und wegen ihrer Auswirkungen auf die Kontinuität des Materialflusses, die Durchlaufzeiten und die Lagerbestände andererseits der Logistik zugeordnet werden. Die physische Materialbeschaffung und die Produktionslogistik werden unter dem Oberbegriff der Material-Logistik (Tempelmeier, 2003) zusammengefasst. Denn hier treten zahlreiche verwandte Problemstellungen auf, denen gemeinsam ist, dass es um die Versorgung von Subsystemen der Unternehmung (Produktionsknoten oder Lagerknoten im Logistiknetz) mit Material geht. Aus der Sicht eines einzelnen Pro duktions- oder Lagerknotens ist es dabei unerheblich, ob der Materialnachschub von einem anderen, vorgelagerten Produktionsprozess (z. B. auch aus einem Wertstoff rückgewinnungsprozess) stammt oder ob die Verbrauchsfaktoren von Fremdlieferan ten bezogen wurden. Material-Logistik und vertragsmäßige Materialbeschaffung fasst man i. d. R. unter dem Begriff Materialwirtschaft zusammen. Schließlich kann mit der physischen Distribution (Marketing-Logistik) im Absatzbe reich ein drittes Subsystem der Logistik dadurch identifiziert werden, dass man die kontrahierungspolitischen Aufgaben des absatzpolitischen Instrumentariums von den logistischen Aufgaben trennt. Die physische Distribution zeichnet sich durch eine besondere Kundenorientierung aus, was durch die hervorgehobene Beachtung des Lieferservice, vor allem der Lieferzeit, und seiner absatzstimulierenden Wirkung zum Ausdruck kommt. Produktionsprozesse setzen sich normalerweise aus mehreren Arbeitsschritten zu sammen. Jeder Teilprozess wird durch ein Arbeitssystem (Kombinationen aus Men schen, Maschinen und Werkzeugen) durchgeführt, welches aufgrund eines Produk tionsauftrags tätig wird und bestimmte Transformationen an den Produkten (Arbeits objekten) vornimmt (Günther/Tempelmeier, 2003) . Der betriebliche Leistungspro zess basiert auf einem System miteinander verbundener Arbeitssysteme, zwischen denen umfangreiche, vom Grad der Arbeitsteilung abhängige Materialflüsse auftre ten. Durch organisatorische Regelungen und den Einsatz geeigneter Planungsverfah ren wird versucht, die Aufenthaltsdauer des Materials im Produktionsbereich so kurz wie möglich zu halten. Dies wirkt sich günstig auf die durch Lagerbestände verursachte Kapitalbindung aus . Produktionsprozesse vollziehen sich in der Praxis in einer großen Vielfalt von Er scheinungsformen, die man nach unterschiedlichen Kriterien klassifizieren kann (Günther/Tempelmeier, 2003 , Abschn. 1 .3) . Als ein wichtiges Kriterium soll die or ganisatorische Anordnung der Arbeitssysteme hervorgehoben werden, wobei zu nächst zwischen Funktionsprinzip und Objektprinzip unterschieden werden kann. 244 B.3. Produktion und Logistik Abb. 8.3-2: Werkstatt Bei Anwendung des Funktionsprinzips werden Arbeitssysteme, die gleichartige Funktionen (Arbeitsgänge) durchführen können, räumlich in einer Werkstatt zusam mengefasst. Die Produktionsaufträge durchlaufen die Werkstätten in der Reihen folge, in der diese in dem für sie definierten Arbeitsplan vorkommen. Dadurch ent steht ein sehr heterogener Materialtluss. Abb. B.3-2 zeigt eine Werkstatt mit mehre ren identischen Drehmaschinen. In der Werkstattproduktion ist es äußerst schwierig, die Arbeits- und Transportvor gänge der einzelnen Aufträge exakt aufeinander abzustimmen. Daher müssen die Aufträge regelmäßig auf ihre Bearbeitung an einer Maschine oder auf den Transport zur nächsten Maschine warten. Solche Wartevorgänge führen aber zu (vor allem wegen der resultierenden Kapitalbindung unerwünschten) Zwischenlagerbeständen von angearbeiteten Erzeugnissen. Gleichzeitig kommt es regelmäßig zu einer Ma schinenleerzeit, wenn eine Maschine auf einen Auftrag warten muss, weil dessen vorhergehender Arbeitsgang in einer anderen Werkstatt noch nicht abgeschlossen ist oder weil der Auftrag noch auf ein Transportmittel wartet. Die Maschine ist dann unbeschäftigt. Zur Reduzierung der genannten Probleme sind aufwendige Planungs und Steuerungsmaßnahmen erforderlich. Ein typisches Beispiel für die Werkstatt produktion ist die Teileproduktion im Maschinenbau. Auch bei der Produktion von Halbleitern findet man dieses Organisationsprinzip. Bei Anwendung des Objektprinzips orientiert sich das Lay-out des Produktionssys tems an den Arbeitsplänen der zu bearbeitenden Produkte, die hinsichtlich des er forderlichen Materialtlusses große Ähnlichkeit aufweisen oder sogar völlig identisch sind. Sind die Arbeitssysteme dem Materialtluss der zu produzierenden Produkte entsprechend angeordnet, dann spricht man bei Verzicht auf eine unmittelbare zeit liche Bindung der Bearbeitungsvorgänge von Reihenproduktion. Vor den einzelnen Arbeitssystemen können sich dabei große Lagerbestände bilden. Sind die Arbeits systeme durch ein Materialtlusssystem miteinander verbunden und die Bearbei- 1. Einführung 245 Abb. 8. 3-3: F l ießprodu kt ions l i n i e tungsprozesse zeitlich eng aufeinander abgestimmt, dann kann man die Fließpro duktionslinie von der Transferstraße unterscheiden. Bei einer Transferstraße oder Transferlinie sind die Werkstücke fest auf dem Fördersystem so fixiert, dass sie nur gemeinsam getaktet weiterbewegt werden können. Kommt es hier zu einer Störung an einem Arbeitssystem, dann steht die ganze Anlage still . Im Normalfall ist eine Transferstraße für die Produktion einer einzelnen Produktart in großen Stückzahlen ausgelegt. Bei einer Fließproduktionslinie können die einzelnen Werkstücke unab hängig voneinander bewegt werden. Störungen können hier durch Puffer zwischen den Arbeitssystemen aufgefangen werden. Abb. B.3.-3 zeigt eine Fließproduktions linie zur Abfüllung von Spraydosen. In einem Flexiblen Fertigungssystem (FFS) werden ebenfalls unterschiedliche Ar beitssysteme räumlich unter Anwendung des Objektprinzips zusammengefasst. Ein FFS besteht aus einer Menge numerisch gesteuerter Maschinen (CNC-Maschinen) , die durch ein automatisiertes Materialflusssystem miteinander verbunden sind. Im Unterschied zur Produktion mit einheitlichem Materialfluss können hier jedoch be liebige Materialflüsse vorkommen. Dabei erfolgt die Produktion weitgehend auto matisiert, wobei auch das eingesetzte Materialflusssystem automatisiert ist. Abb. B.3-4 zeigt ein Flexibles Fertigungssystem zur Bearbeitung von Motorblöcken. Man erkennt an der vorderen Maschine ein Ketten-Werkzeugmagazin mit einer gro ßen Anzahl von Werkzeugen, die ohne nennenswerten Rüstzeitverlust ausgetauscht Abb. 8. 3-4: Flex ib les Fert i gungssystem 246 B.3. Produktion und Logistik werden können. Dadurch wird es möglich, mit sehr kleinen Losgrößen (Extremfall : Losgröße I) zu produzieren, was zu niedrigen Lagerbeständen führt. Vor den Ma schinen befinden sich Paletten mit Werkstücken, die durch das schienengebundene Transportsystem auf der rechten Bildseite transportiert werden. Der Mensch übt nur überwachende Funktionen aus. Eine entscheidende Einflussgröße für den Einsatz eines der genannten Produktions typen ist die Auflagengröße, d. h. die Produktionsmenge, die ohne Unterbrechung durch Umrüstvorgänge von einem Produktions system hergestellt wird. Sind große Stückzahlen eines Produkts (oder einer kleinen Menge ähnlicher Produktvarianten) über einen längeren Zeitraum zu produzieren (Massenproduktion bzw. Sortenproduk tion), dann kommen vorwiegend Transferstraßen, Fließproduktionslinien oder auch die Reihenproduktion zum Einsatz. Werden dagegen vergleichsweise häufig wech selnde, unterschiedliche Produkte in geringen Auflagengrößen (Serienproduktion) oder als Einzelstücke (Einzelproduktion) hergestellt, dann bieten sich die Werkstatt produktion oder ein Flexibles Fertigungssystem an. 1.3. Entscheidungsbereiche Das Entscheidungsfeld der Produktion und der Logistik umfasst eine große Anzahl von Einzelentscheidungen, zwischen denen zahlreiche Interdependenzen bestehen. Als typisch können folgende Fragen angesehen werden, mit denen Entscheidungs träger in den Bereichen Produktion und Logistik mehr oder weniger regelmäßig konfrontiert werden: • Wie viele regionale Auslieferungslager sollen errichtet werden und an welchen Standorten soll dies geschehen? Wie sollen die Einzugsbereiche der Lager abge grenzt werden? • Sollen bestimmte Produktkomponenten bei einem Zulieferer bereits zu Modulen vormontiert werden? • Soll ein Liefervertrag mit einem Zulieferer abgeschlossen und ein produktions synchroner Anlieferungsmodus vereinbart werden? • Bei welchen Lieferanten soll ein bestimmter Verbrauchsfaktor bezogen werden? • In welchen Mengen sollen Verbrauchsfaktoren beschafft werden, wenn der Liefe rant zeitlich begrenzte Sonderpreise und/oder Mengenrabatte anbietet? • Ist es vorteilhaft, ein Produkt von einem billigen Lieferanten mit langen Liefer zeiten, der zudem die Liefertermine nur sehr unzuverlässig einhält, zu beschaf fen? Oder soll das Produkt bei einem Lieferanten bezogen werden, der zwar teu rer ist, aber kurze Lieferzeiten mit sehr geringen Abweichungen garantiert? • Soll die benötigte Transportleistung durch einen eigenen Fuhrpark erbracht wer den oder sollen Spediteure eingesetzt werden? • Welche Mengen eines Einzelteils sollen in den einzelnen Perioden eines Pla nungszeitraums bereitgestellt werden? • Sollen Gabelstapler oder fahrerlose Transportsysteme für den innerbetrieblichen Transport eingesetzt werden? 1. Einführung 247 • Soll ein Hochregallager gebaut werden? An welcher Stelle auf dem Werksgelände soll es errichtet werden? • Sollen die Zulieferer veranlasst werden, Bestände in Werksnähe der Unterneh mung zu bevorraten? • Soll global nach dem günstigsten Zulieferer gesucht werden oder soll die Versor gung der Produktion möglichst durch regionale Zulieferer erfolgen? • Welchen Einfluss haben zunehmende Staus auf der A2 zwischen Braunschweig und Hannover auf die Realisierung einer produktions synchronen Anlieferung von Fahrzeugteilen in einer Produktionsstätte in Hannover? • Sollen Bestände zentral oder dezentral gelagert werden? • Welche Lagerhaltungspolitik soll für ein Fertigprodukt in einem regionalen Aus lieferungslager verfolgt werden? Wie hoch ist der optimale Sicherheitsbestand? • Wie sollen die an einem Tag auszuliefernden Kundenaufträge zu Touren zusam mengefasst werden? • Wie sollen Kartons auf Paletten gestapelt werden? • Wie viele Lagerarbeiter werden für das Warenhandling m einem Auslieferungs lager benötigt? • An welchen Produktionsstandorten sollen die einzelnen Phasen des Wertschöp fungsprozesses durchgeführt werden? • Welche Struktur soll eine Produktions linie haben? Betrachtet man diese Entscheidungen genauer, dann stellt man fest, dass sie unter schiedliche Planungshorizonte und Realisierungszeiträume betreffen, in Abhängig keit davon unterschiedliches Gewicht für die Entwicklung der Unternehmung haben, unterschiedliche Aggregationsgrade aufweisen und demzufolge unterschiedlichen Management- bzw. Entscheidungsebenen zugeordnet sind (siehe Ahh. B.3-5) . Bedeutung tü r das G esamtunternehmen h och mi ttel ger ing Stnteg ische Pla nung h och Taktisch e Pla n u n g mi ttel IoAa nag ementebene Operative Planung ;r o 9- Abb. 8. 3-5: Entsche idungsebenen 248 B.3. Produktion und Logistik Unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften unterscheidet man zwischen strate gischen, taktischen und operativen Entscheidungen (Günther/Tempelmeier, 2003 , Abschn. 1 .5) . Aufgabe der strategischen Entscheidungen ist es, die langfristigen Rah menbedingungen zu schaffen, unter denen sich die Unternehmung erfolgreich ent wickeln kann. Dabei werden u. a. auch die Produktion und die Logistik als wichtige Erfolgspotentiale angesehen. Damit diese Erfolgspotentiale genutzt werden können, müssen sie systematisch durch die oberste Managementebene in die Gesamtstrategie der Unternehmung integriert werden (Pfohl, 1 994). Die taktischen Entscheidungen zielen darauf ab, die durch die strategische Planung gesetzten Ziele schrittweise zu erreichen. Zu diesem Zweck sind Leistungspotentiale aufzubauen. Für die Produk tion und die Logistik bedeutet das vor allem, dass sowohl die räumliche und tech nische Infrastruktur als auch die organisatorischen Regelungen der Zusammenarbeit aller Beteiligten in einem Logistiknetz gestaltet werden müssen. Die operativen Ent scheidungen schließlich sind auf die optimale Nutzung der zuvor aufgebauten Leis tungspotentiale gerichtet. 1.4. Ziele Die für die Produktion und die Logistik relevanten Kriterien zur Beurteilung von Entscheidungsalternativen (Ziele) können sich zum einen auf den Output dieser Funktionen, d. h. auf ihre Aufgabenerfüllung im Rahmen des betrieblichen Leis tungsprozesses, und zum anderen auf den dafür eingesetzten Input beziehen. Hier sind folgende Kriterien von besonderer Bedeutung: Produktqualität. Dass die bereitzustellenden Güter in der vereinbarten Qualität, d. h. den technischen Spezifikationen entsprechend, beim Abnehmer angeliefert wer den sollen, müsste eigentlich selbstverständlich sein. Es stellt sich daher die Frage, ob die gesonderte Hervorhebung dieses Aspektes überhaupt notwendig ist. Tatsäch lich zeigt die Erfahrung, dass die 100 %-ige Erreichung des angestrebten Qualitäts niveaus mit zunehmender Verflechtung inner- und zwischenbetrieblicher Leistungs prozesse immer wichtiger geworden ist. Unzureichende Qualität kann unterschiedli che Konsequenzen haben. Sind infolge von Fehlern bei der Beschaffungsabwicklung Verbrauchsfaktoren bezogen worden, deren technische Spezifikationen nicht den Anforderungen entsprechen, dann hat dies i. d. R. unmittelbar Konsequenzen für die Qualität aller Produkte, in die diese eingehen. Werden die technischen Spezifikatio nen nur zu einem bestimmten Prozentsatz eingehalten, dann müssen die negativen Auswirkungen der unzureichenden Qualität beim Abnehmer durch Sicherheitsbe stände aufgefangen werden. Zeit. Unabhängig davon, ob der "Abnehmer" eines Gutes ein Beschaffungslager, eine Produktionsstelle, ein Zwischenproduktlager oder ein Kunde ist, ist der zu de ckende Bedarf für ein Gut hinsichtlich Lieferzeitpunkt, Anlieferungsort und Liefer menge festgelegt. Abweichungen zwischen Soll und Ist können bezüglich aller drei Dimensionen auftreten. Die in der Praxis häufigste Abweichung ist aber wohl die Zeitabweichung. Sie äußert sich i. d. R. darin, dass die bestellte Menge eines Gutes zu spät (manchmal auch zu früh) am Bedarfsort eintrifft. Der "Kunde" muss dann warten. Diese unerwünschten Lieferverzögerungen bzw. Terminabweichungen kön- 2. Planung der Struktur von Produktions- und Logistiknetzwerken 249 nen zahlreiche Ursachen haben, z. B . Planungsfehler in der Produktionsplanung des Lieferanten oder Lieferunfähigkeit wegen zu geringer Sicherheitsbestände. Kosten. Aus dem für die Unternehmung gültigen Erfolgsziel ergibt sich die Forde rung, dass die Aufgaben der Produktion und Logistik mit möglichst niedrigen Kos ten erfüllt werden sollen. Beeinflussbar sind die Kosten vor allem durch den mit dem Lieferanten auszuhandelnden Preis eines Gutes sowie durch die Modalitäten der Beschaffungsabwicklung. Darüber hinaus verursacht die Generierung logisti scher Leistungen Lager- , Transport- und Handlingkosten, die durch die Gestaltung der Infrastruktur des Logistiknetzes und auch durch operative Entscheidungen un mittelbar beeinflusst werden können. Flexibilität. Neben den genannten Zielen nimmt die Flexibilität der Produktion und der Logistik eine wichtige Position im Zielsystem der Unternehmung ein. Denn sie bestimmt die Fähigkeit der Unternehmung zur Zusammenarbeit mit den logistischen Systemen der Zulieferer und Abnehmer. Vor allem bei kurzen Lieferzeiten mit ge ringen zeitlichen Reserven ist der reibungslose Materialfluss nur bei hoher Flexibili tät der beteiligten logistischen Systeme gesichert. Die Erreichung der genannten Ziele der Produktion und der Logistik muss durch Entscheidungen über die Gestaltung der Struktur ebenso wie über den Ablauf der Beschaffungs-, Produktions- und Logistikprozesse gesichert werden. Diese Entschei dungen bilden den Gegenstand der folgenden Ausführungen. 2. Planung der Struktur von Produktions- und Logistiknetzwerken Die Entscheidungen über die Struktur des Produktions- und Logistiknetzes einer Unternehmung bilden die wesentliche Voraussetzung dafür, dass die Wertschöp fungsprozesse zielgerecht ablaufen können. Strukturell wirksame Entscheidungen beziehen sich zum einen auf die grundsätzliche vertragliche und organisatorische Gestaltung der Wertschöpfungsprozesse, wobei insbesondere die Kooperation zwi schen der Unternehmung und ihren direkten und indirekten Zulieferern sowie ihren direkten und indirekten Abnehmern (d. h. die Zusammenarbeit mit allen Partnern in einem Logistiknetz) anzusprechen ist. Strukturentscheidungen betreffen zum an deren aber auch die räumliche Struktur des Logistiksystems, soweit diese von der Unternehmung beeinflussbar ist (Netzwerkdesign) . Schließlich gehört auch die Ge staltung der inneren Struktur der einzelnen Knoten eines Logistiknetzes zu diesem Fragenkreis (Knotendesign) . 2.1. Systemkonzeptionen Eine die Position der Unternehmung in der Leistungs- bzw. Wertschöpfungskette massiv beeinflussende Entscheidung betrifft die Verteilung der gesamten Wertschöp fung zwischen den Zulieferern und der Unternehmung (EigenersteIlung oder Fremd- 250 B.3. Produktion und Logistik bezug) . In der betrieblichen Praxis hat sich in den letzten Jahren die Auffassung verfestigt, dass die Verlagerung eines möglichst großen Anteils der Wertschöpfung auf Zulieferer vorteilhaft sei. So werden in dem im Jahre 1 997 in den USA neu errichteten Automobilwerk von Mercedes-Benz weitgehend von Zulieferern vormon tierte Module zu Fahrzeugen zusammengebaut. Noch einen Schritt weiter gehen oft durch Lohnkostenunterschiede oder durch Logistikprobleme motivierte - Ansät ze, auch die Montage von Baugruppen oder Endprodukten durch Mitarbeiter der Zulieferer auf dem Werksgelände der beschaffenden und produzierenden Unterneh mung durchführen zu lassen. Ein prominenter Fall ist die Produktion des Smart Roadsters in einer Fabrik in Lothringen, bei der die Zulieferer als sog. Systempart ner direkt in der Smart-Produktionshalle tätig werden. Das Ende der Entwicklung ist die in einigen Fällen mögliche, den spezifischen Kundenwünschen entsprechende Endrnontage der Produkte entweder beim Produzenten ("assemble-on-demand H , "assemble-to-orderH) - ein Beispiel hierfür ist das Computermontageunternehmen Dell - oder sogar erst beim Einzelhändler, wie dies bei einigen hochwertigen Fahr radmarken bereits geschieht. Ein interessantes Beispiel für die Verfolgung des Prinzips der EigenersteIlung bildet der Textilhersteller Trigema, der die meisten Wertschöpfungsschritte in Eigenregie mit hochflexiblen Produktionsanlagen durchführt und als Motiv die bessere Kontrol lierbarkeit des Wertschöpfungsprozesses angibt. Ist die grundsätzliche Entscheidung über die Einbindung von Zulieferern in die Wertschöpfungskette gefallen, dann können verschiedene Beschaffungsstrategien ver folgt werden, deren Festlegung in enger Abstimmung mit einem Teilbereich der vertragsmäßigen Beschaffung, der Beschaffungspartnerpolitik erfolgen muss. Hierbei wird festgelegt, auf welchen Beschaffungswegen die zu beschaffenden Verbrauchs faktoren bezogen werden. Der Entscheidungsspielraum hängt hier vor allem von der Absatzwegepolitik ab, die die Lieferanten verfolgen. Alternative Beschaffungswege bestehen in der direkten Beschaffung beim Produzenten des zu beschaffenden Gutes (z. B. Stahlwerk), der Beschaffung bei einem Großhändler (z. B . Stahlgroßhandel) oder der Beschaffung über Beschaffungshelfer (z. B . bei Eisenwareneinzelhandel) . Der Direktbezug bietet sich vor allem bei großen Mengen an, da die Einschaltung weiterer Institutionen in den Beschaffungsweg keine Kostenvorteile bringt. Der Di rektbezug kann dann besonders kostengünstig sein, wenn der Lieferant ein regiona les Auslieferungslager in der Nähe des beschaffenden Unternehmens unterhält. Eine besondere Rolle nimmt auch die Lieferantenpolitik ein. Prinzipiell ist die Frage zu klären, ob ein Beschaffungsgut nur von einem ("Single SourcingH) oder von mehreren Lieferanten ("Multiple SourcingH) bezogen werden soll (Arnold, 1 997, Abschn. 4.5) . Die Konzentration auf einen einzelnen Lieferanten bietet Kostenvor teile und positive Effekte bezüglich der Geheimhaltung von technologischem Know-how, welches bei bestimmten Gütern dem Lieferanten zur Verfügung gestellt werden muss. Darüber hinaus kann sie eine langfristig stabile Bindung des Zuliefe rers an die Unternehmung fördern, was vor allem bei strategischen Beschaffungs gütern für die Unternehmung von erheblicher Bedeutung sein kann. Dem steht aber das Risiko einer Abhängigkeit vom Lieferanten gegenüber, der durch den Transfer von Produktions- und Entwicklungs-Know-how zu einem potentiellen Konkurrenten 2. Planung der Struktur von Produktions- und Logistiknetzwerken 25 1 wird. Zudem kann der bewusste Verzicht auf alternative Beschaffungsquellen lang fristig mit erhöhten Beschaffungspreisen verbunden sein. Zunehmend versuchen Unternehmungen auch, den Beschaffungsmarkt weltweit zu bearbeiten. Während dieses sog. "Global Sourcing" (die logische Alternative be zeichnet man als "Local Sourcing ") bei Großunternehmen schon in den sechziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts zur Routine gehörte, suchen auch kleinere Un ternehmungen immer häufiger weltweit nach den günstigsten Beschaffungsmöglich keiten. Die Ursache dafür ist darin zu sehen, dass in den letzten Jahren zahlreiche Handelshemmnisse beseitigt worden sind und die Eintrittsbarrieren auf den Welt märkten gesunken sind. In engem Zusammenhang mit dem Beschaffungsprogramm steht das "Modular sourcing" . Hier werden bei einem Hauptlieferanten vormontierte Module bzw. Bau gruppen (z. B. Armaturenbrett, Abgasanlage) oder funktionale Subsysteme (z. B . Bremsanlage, Klimaanlage) bezogen, deren Komponenten dieser u. U. seinerseits bei Sublieferanten beschafft. Aus der Sicht der beschaffenden Unternehmung führt diese Verlagerung von Auftragsabwicklungs- und Montagetätigkeiten zu einer Re duktion der Produktionstiefe und der benötigten Produktions- bzw. Montagekapazi täten. In vielen Fällen wird die Wahl dieser Option durch niedrigere Lohnkosten bei den Zulieferern begründet. Schließlich ist auch mit einer erheblichen Vereinfachung der Prozesse des Einkaufs (Transaktionskostenersparnisse ) und der Beschaffungs logistik zu rechnen. Allerdings wird dadurch auch Wertschöpfungspotential von der abnehmenden Unternehmung auf ihre Zulieferer verlagert. Die Auswahl eines oder mehrerer Lieferanten für ein Beschaffungsgut kann prinzi piell nur unter Berücksichtigung der Auswirkungen auf die logistischen Entschei dungsvariablen erfolgen. So kann z. B. ein Lieferant mit einer Lieferzeit von zwei Wochen und einem hohen Preis u. U. günstiger sein als ein Lieferant mit einem niedrigen Preis, der aber nur mit einer Lieferzeit von drei Wochen liefert, die oben drein häufig überschritten wird. Da die Lieferzeit des Lieferanten unmittelbar die Wiederbeschaffungszeit des Abnehmers beeinflusst, ergeben sich bei diesem direkte Auswirkungen auf die Höhe des zur Erreichung eines angestrebten Serviceniveaus erforderlichen Sicherheitsbestands und die damit verbundenen Lagerkosten. Dieser Gesichtspunkt spielt in mehrstufigen Logistiksystemen, in denen Sicherheitsbestand für ein Produkt an verschiedenen Lagerstandorten gehalten wird, eine herausragende Rolle. Unter logistischen Aspekten ist bei der Wahl der Beschaffungsstrategie vor allem auch von Bedeutung, wie Materialbedarfe und Materialzugänge in der Unter nehmung zeitlich koordiniert werden. Nach der relativen Lage von Bedarfs- und Beschaffungszeitpunkt zueinander unterscheidet man die Materialbereitstellungsprin zipien der "Vorratshaltung" , der "Einzelbeschaffung im Bedarfsfall " und der "pro duktionssynchronen Beschaffung" (Grochla, 1 978) . Vorratshaltung ist immer dann unvermeidbar, wenn die - evtl . mit einem Entscheidungsmodell zur Bestellmengen optimierung - bestimmte Beschaffungsmenge den Periodenbedarf übersteigt. Einzel beschaffung im Bedarfsfall kommt vor allem bei teuren und selten benötigten Mate tialarten in Betracht, wobei die Produktionsplanung allerdings den durch die Be schaffungszeit bedingten zeitlichen Vorlauf zu berücksichtigen hat. 252 B.3. Produktion und Logistik Zunehmende Bedeutung hat in den letzten Jahren die produktionssynchrone Beschaf fung erlangt. In Verbindung mit einigen organisatorischen und technischen Maßnah men in der Produktionslogistik und der Produktionsplanung und -steuerung kommt sie als sog. "Just-in-Time"-Konzept (1IT) insbesondere in Unternehmungen zum Einsatz, die bestimmte Vorprodukte in einem nahezu kontinuierlichen Strom von ihren Zulieferern beziehen. Dabei werden die benötigten Gütermengen kurzfristig beim Zulieferer abgerufen und von diesem ohne Lagerung in der beschaffenden Un ternehmung direkt z. B . an eine Montagelinie angeliefert. Insbesondere in der Auto mobilmontage ist dabei auch die Reihenfolge vorgegeben, in der die angelieferten Produkte dem Montageband der Unternehmung zugeführt werden. Bei Anwendung dieses "Just-in-Sequence"-Konzepts (1IS) hängt der Lieferplan des Zulieferers, in vielen Fällen auch der Produktionsplan, unmittelbar von der Montagesequenz beim Abnehmer, dem Automobilhersteller, ab. Diese Form der logistischen Zusammenarbeit von Zulieferern und Unternehmung erfordert ein hohes Maß an Kooperationsbereitschaft und auch Disziplin auf bei den Seiten und ist mit einem hohen datentechnischen Kommunikationsaufwand verbun den. Der Lagerbestand wird bei Anwendung des Konzepts der produktionssynchronen Beschaffung zwar weitgehend auf den Zulieferer verlagert und wohl nur unwesent lich verringert. Jedoch ist wegen der herrschenden Planungsdisziplin und der stufen übergreifenden Kommunikation mit ausreichenden Vorlaufzeiten für den Zulieferer zu erwarten, dass der Gesamtbestand in der Wertschöpfungskette merklich sinken wird. So ist aus der Lagerhaltungstheorie bekannt, dass man bei stochastisch schwanken der Nachfrage durch die unverzügliche Weitergabe aktueller Bedarfsinformationen an alle Stufen des Wertschöpfungsprozesses erhebliche Einsparungen an Lagerkosten für Sicherheitsbestände erreichen kann. Auch die verbindliche Bekanntgabe von Be darfsinformationen vor dem eigentlichen Bedarfstermin hat positive Auswirkungen auf den Sicherheitsbestand des Lieferanten (Tempelmeier, 2003 , Kap. E), da sie wie eine Verkürzung der Wiederbeschaffungszeit wirkt. Tendenziell ist bei produktions synchroner Beschaffung jedoch mit geringeren durchschnittlichen Transportmengen und demzufolge dem Einsatz kleinerer Fahrzeuge zu rechnen. Das ist wegen der häufigeren Fahrten nicht nur umweltrelevant, sondern es ist auch mit höheren Trans portkosten verbunden. 2.2. Design des Logistiknetzes Produktions- und Logistikprozesse vollziehen sich in dem Rahmen, der durch die räumliche Struktur des Logistiknetzes definiert ist. Abb. B.3-6 veranschaulicht die wesentlichen Systemelemente eines Logistiknetzes. Dabei wird die oben bereits mehrfach erwähnte Analogie zu einem Graphen (Knoten und Kanten) deutlich. Als Knoten des Logistiknetzes sind zwei Werke der betrachteten Unternehmung mit mehreren Produktionsstellen, hierarchisch strukturierte Zulieferer (Lieferanten und Lieferanten der Lieferanten), ein in der Nähe des Werkes A befindliches Lieferan tenzentrum, Zentrallager und Regionallager, Großhändler und Einzelhändler sowie die Endnachfrage dargestellt. Zwischen den Knoten dieses Logistiknetzes finden 2. Planung der Struktur von Produktions- und Logistiknetzwerken 253 I \ I , / &m ! f,- � mJ \ j; mJ .!i • tffil � � tffil § � tffil Abb. 8.3-6: Struktur e i nes Log isti ksystems Transporte statt. Die Pfeile stellen mögliche Transportwege dar. An zahlreichen Posi tionen im System befinden sich Lagerbestände. Das abgebildete Logistiknetz ist für drei Endproduktarten dargestellt, die im Werk B produziert werden. Jedem Endpro dukt sind spezifische Materialtlüsse für Vorprodukte von den Zulieferern bis zum Verlassen des Werkes B zugeordnet, die man durch Rückverfolgung der Pfeile bis zu den Lieferanten identifizieren kann. Es ist erkennbar, dass sich die produktbezo- 254 B.3. Produktion und Logistik genen Materialflüsse teilweise überschneiden. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn ein Vorprodukt in mehrere Endprodukte eingeht oder wenn mehrere Produkte mit Hilfe derselben Ressourcen produziert werden. Es ist demzufolge nicht einfach, produkt bezogene Logistikketten zu isolieren und zu optimieren. Die räumliche Struktur des Logistiknetzes wird i. d. R. unter Berücksichtigung von gegebenen Standorten der Lieferanten und Abnehmer entworfen. Nur größeren Un ternehmungen mit einer ausreichenden Machtposition auf dem Beschaffungsmarkt gelingt es, ihre Lieferanten zur Errichtung eines eigenen Standorts in der Nähe der Produktionsstätte zu bewegen und Produktionskapazitäten und/oder Lagerbestände in einem sog. Lieferantenzentrum anzusiedeln. Auch die räumliche Verteilung der Nachfrage sowie der direkten Abnehmer der Unternehmensprodukte (Großhandel, Einzelhandel) muss weitgehend als gegeben hingenommen werden, so dass der zu strukturierende Ausschnitt des gesamten Logistiknetzes vor allem Produktious- uud Lagerstaudorte umfasst. Die Wahl dieser Standorte ist eine strukturelle Entschei dung, die nicht nur in der Gründungsphase der Unternehmung, sondern auch im weiteren Verlauf der Unternehmensentwicklung regelmäßig überprüft und ggf. den geänderten Bedingungen auf den Beschatfungs- und Absatzmärkten angepasst wer den muss. In manchen Unternehmen treten Standortentscheidungen mit derselben Frequenz auf wie Produktentscheidungen. Dies ist z. B. in der Automobilindustrie der Fall, wo die Endmontagekapazitäten produktspezifisch errichtet werden. Für die Entscheidung zwischen mehreren Standortalternativen gibt es keine eindeu tigen Kriterien, da die Motive und damit auch die verfolgten Ziele bei Standortent scheidungen höchst unterschiedlich sein können. Nicht immer sind auch die Wir kungszusammenhänge zwischen den verfolgten Zielen und den Standortalternativen klar erkennbar. Zudem ist eine Vielzahl unterschiedlicher Standortfaktoren zu be achten. Darunter finden sich quantifizierbare, wie z. B. Transportkosten, Lohnkos ten, Kosten für Gebäude oder auch die Steuerbelastung in einem Land. Zum großen Teil entziehen sich die Standortfaktoren aber einer unmittelbaren Quantifizierung, wie z. B . das Ausmaß der Bürokratie oder die Wohn- und Lebensbedingungen in einer Region oder Gemeinde. Im konkreten Entscheidungsfall handelt es sich somit um ein Entscheidungsproblem unter mehrfacher Zielsetzung, zu dessen Lösung oft subjektive Bewertungen erforderlich sind. In vielen Fällen dominieren Kostengesichtspunkte als Standortkriterien. Dann bietet es sich an, die Standortwahl durch ein quantitatives Entscheidungsmodell zu unter stützen. Die einsetzbaren Standortmodelle hängen davon ab, welche Elemente des Logistiksystems als gegeben und welche als variabel betrachtet werden. Vereinfacht kann man die Standortplanung für Produktionsstätten (bei gegebenen Lieferanten und Abnehmern) und die Standortplanung für Lager (bei gegebenen Produktions stätten und Abnehmern) unterscheiden. Den höchsten Komplexitätsgrad hat zweifel los das Problem der simultanen (bzw. mehrstufigen) Standortplanung für Beschaf fungslager, Produktionsstätten sowie zentrale und regionale Auslieferungslager. Bei der Standortwahl für Produktionsstätten geht man oft von folgender Vorstellung aus. Es sind mehrere Nachfragezentren gegeben, die mit Produkten der Unterneh mung zu beliefern sind. Der Bedarf eines Nachfragezentrums pro Jahr wird nicht produktbezogen, sondern in aggregierter Form in Mengeneinheiten ausgedrückt. Es 2. Planung der Struktur von Produktions- und Logistiknetzwerken 255 stehen mehrere potentielle Standorte zur Verfügung, die durch einen Vorauswahlpro zess unter Berücksichtigung qualitativer Kriterien selektiert worden sind. Durch die Beschränkung auf wenige potentielle Standorte erhält man somit ein dis kretes Standortproblem im Gegensatz zu einem kontinuierlichen Standortproblem, bei dem Standorte auf einer Fläche gesucht werden. Es wird angenommen, dass mit der Nutzung einer Produktionsstätte an einem potentiellen Standort Fixkosten ver bunden sind. Diese entstehen unabhängig davon, wie viel in einer Produktionsstätte produziert wird. Als weiteres relevantes Kriterium werden die Transportkosten be trachtet. Diese hängen von der Menge :Cij ab, die von einem Produktionsstandort ·i an ein Nachfragezentrum j geliefert wird. Es kann auch angenommen werden, dass die Kapazität einer Produktionsstätte - z . B. bedingt durch die maximale Größe der auf einem Grundstück zu errichtenden Fabrik - beschränkt ist, so dass es unmöglich ist, die gesamte Produktion an einem Standort zu konzentrieren. Eine typische Formulierung eines Entscheidungsmodelles zur Bestimmung der kos tenminimalen Anzahl und der Standorte von Produktionsstätten lautet wie folgt: Minimiere I J z ' Ii + L L Cij ' Xij i� l "-v--" Fixkosten unter den Nebenbedingungen i�l j�l '---------v--- Tra nspo rtkosten ( 1 ) j = I , 2 , . . . , J (2) J Bedarfs m e n g e des Nachfrag e zentru ms j L Xij <::: j� l Prod ukt ions kapazität des Sta ndorts i B i n ärvariable. d i e den Wert 1 a n n i m m t , wenn Standort i g e nutzt wird 1 , 2 , . . . , I x > 0 lJ - i = 1 , 2 , . . . , I; j = 1 , 2 , . . . , J liE { O, 1 } Dabei bedeuten: Daten: bi Produktionskapazität des Standorts i i = 1 , 2, . . . , I Cij Transportkosten zwischen Standort ·i und Nachfragezentrum j (pro Mengeneinheit) dj Bedarfsmenge des Nachfragezentrums j fi Fixkosten pro Jahr am Standort i I Anzahl der potentiellen Standorte (i = 1 , 2, . . . , I) J Anzahl der Nachfragezentren (j = 1 , 2 , . . . , 1) (3) (4) (5) 256 B.3. Produktion und Logistik Variablen: Xij Transportmenge von Standort i zum Nachfragezentrum j i = { I wenn an Standort i eine Produktionsstätte errichtet wird I 0 sonst Die Nebenbedingungen (2) stellen sicher, dass der gesamte Bedarf eines Nachfrage zentrums erfüllt wird. Die Ungleichungen (3) garantieren, dass an jedem Standort nur so viel produziert wird, wie die Kapazität zulässt. Außerdem stellen sie eine Beziehung zwischen den binären Variablen 'Yi und den Transportmengen Xij her: Wird ein potentieller Standort i nicht genutzt (weil die Fixkosten im Vergleich zu den möglichen Transportkosteneinsparungen zu hoch sind), dann ist 'Yi = 0, und die rechte Seite der Ungleichung nimmt den Wert b; . 0 = 0 an. Dies zwingt alle Trans portvariablen Xij (j = 1 , 2, . . . , .1), die diesen potentiellen Produktionsstandort i be treffen, ebenfalls auf den Wert O. Anders ausgedrückt: Eine nicht existierende Pro duktionsstätte darf auch keine Nachfragezentren beliefern. Die optimale Lösung kann mit Hilfe eines Verfahrens der gemischt-ganzzahligen linearen Optimierung bestimmt werden. Dabei wird i. d. R. die Tatsache ausgenutzt, dass für gegebene Werte der Binärvariablen Ti (i = 1 , 2, . . . , I) ein klassisches Transportproblem ent steht. Standortprobleme mit praxisrelevanten Größenordnungen sind i. d. R so komplex, dass vielfach nur heuristische Lösungsverfahren in Betracht kommen (Domschke/ Drexl, 1 996) . Dies gilt vor allem auch für praxisnähere Modellformulierungen, mit denen z. B . mehrere Produktarten, nichtlineare Transportkostenfunktionen, größen abhängige Fixkosten und die Bedingung erfasst werden können, dass ein Nachfrage zentrum eindeutig dem Einzugsbereich eines liefernden Standortes zugeordnet wer den muss. Diese letztgenannte Anforderung wird oft bei der Standortplanung von regionalen Auslieferungslagern relevant. 2.3. Innerbetriebliche Strukturplanung Nachdem die räumliche Strnktur des Logistiknetzes und damit die Art und die Standorte der Knoten im Logistiksystem fixiert worden sind, ist in einem weiteren Schritt deren innere Struktur festzulegen (Knotendesign) . Es geht dabei um die Aus stattung eines Knotens mit personellen und sachlichen Ressourcen. Für einen Lager knoten müssen z. B. die Art der Lagertechnik (Bodenlager, Regallager, Hochregal lager etc. ) und die personelle und sachliche Ausstattung im Wareneingangs- und im Warenausgangsbereich festgelegt werden. In einem Produktionsknoten sind vor allem Entscheidungen über die sachlichen und personellen Ressourcen zu treffen, die zur Durchführung der in der Fabrik geplanten Wertschöpfungsprozesse benötigt werden. Grundlage der Überlegungen sind Vorstellungen über die in einer Produktionsstätte herzustellenden Produkte eins chI . der angestrebten Produktionsmengen und die technischen Eigenschaften der Produktionsprozesse. In Abhängigkeit davon kommt man zu grundsätzlichen Konzeptionen der organisatorischen Anordnung der Arbeits systeme (z. B. Fließproduktion oder Werkstattproduktion) . Da in einer Produktions- 2. Planung der Struktur von Produktions- und Logistiknetzwerken 257 stätte i . d. R. mehrere Produkte hergestellt werden und deren Produktion sich in mehrstufigen Prozessen vollzieht, findet man in der Praxis in einer Fabrik oft meh rere unterschiedliche Organisationstypen der Produktion. So könnten z. B . für die Fertigung bestimmter Vorprodukte in großen Stückzahlen automatisierte Transfer linien eingesetzt werden, während die Produktion anderer Produkte wegen der klei neren Stückzahlen und der größeren Variantenvielfalt in einer Werkstattproduktion oder in einem Flexiblen Fertigungssystem erfolgt. Die Gestaltung der Infrastruktur einer Fabrik wird auch als Fabrikplanung bezeichnet. 2.3.1. Fabrikplanung Im Rahmen der Fabrikplanung werden Entscheidungen über die technologische und organisatorische Ausgestaltung einer Produktionsstätte getroffen. Dazu gehören Ent scheidungen über die baulichen Gegebenheiten ebenso wie Entscheidungen über die Art und die Dimension der Produktionsanlagen und der fördertechnischen Anlagen. Nicht zuletzt sind auch Entscheidungen über die personellen Ressourcen zu treffen. Durch diese Entscheidungen werden die produktbezogenen Produktionskapazitäten einer Fabrik in quantitativer und qualitativer Hinsicht festgelegt. Fabrikplanungsprobleme treten zwangsläufig bei der Errichtung einer neuen Produk tionsstätte auf. Da sich das Produktionsprogramm eines Unternehmens und auch die verfügbare Produktionstechnologie aufgrund des technischen Fortschritts im Zeitab lauf verändern, ist auch während der laufenden Nutzung der Fabrik von Zeit zu Zeit zu überprüfen, ob die vorhandene Infrastruktur durch Investitionen in neue Anlagen oder durch die Reorganisation des Layouts, d. h. der räumlichen Anordnung der Ressourcen, zu verändern ist. Da das Ergebnis der Fabrikplanung oft erhebliche Investitionsauszahlungen zur Folge hat, ist eine sorgfältige Planung erforderlich, die neben produktionstechni schen, logistischen und mitarbeiterbezogenen Kriterien vor allem auch den Aspekt der Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen hat. Vor allem in größeren Unternehmen ist die Fabrikplanung eine Daueraufgabe, für die spezielle Planungsabteilungen exis tieren. Zahlreiche Unternehmen beauftragen auch externe (Engineering-)Beratungs unternehmen mit Aufgaben der Fabrikplanung. Im Folgenden soll mit der Planung einer Fließproduktionslinie eine typische Pro blemstellung der Fabrikplanung genauer beleuchtet werden. Bei Fließproduktion werden Arbeitsstationen im Hinblick auf einen als typisch angenommenen Produk tionsprozess linear hintereinander angeordnet. In vielen Fällen besteht eine Arbeits station aus nur einem Arbeitssystem. Sie kann aber auch aus mehreren Robotern bestehen, die simultan an einem Werkstück arbeiten (siehe Abb. B.3.-7) . Fließproduktionssysteme werden oft so aufgebaut, dass alle in der Produktion be findlichen Werkstücke möglichst im gleichen zeitlichen Rhythmus, der Taktzeit, von Station zu Station weitergegeben werden. Jeder Station ist eine Menge von Bearbei tungsoperationen (Arbeitselementen) zugeordnet, die innerhalb der Taktzeit zu er ledigen sind. Als Arbeitselemente bezeichnet man kleinste, nicht weiter teilbare Abschnitte des gesamten an einem Werkstück durchzuführenden Bearbeitungspro- 258 B.3. Produktion und Logistik Abb. 8. 3-7: Arbeitsstat ion i n e iner F l ießprodukt ions l i n i e zesses. Für jedes Arbeitselement ist eine Vorgabezeit, die sog. Elementzeit, gege ben. In Ahh. B.3-7 müssen z. B. an den Stationen jeweils eine größere Anzahl von Schweißpunkten an einer Karosserie gesetzt werden. Das Setzen eines Schweiß punktes stellt ein Arbeitselement dar, welches alternativ durch unterschiedliche Sta tionen ausgeführt werden kann. Ziel der Arbeitsverteilung ist es, die Arbeitselemente so auf die Stationen zu vertei len, dass die geplante Produktionsmenge pro Periode mit einer möglichst geringen Anzahl von Stationen produziert werden kann. Unter deterministischen Bedingungen (keine zufälligen Schwankungen der Elementzeiten und keine Störungen) wird die ses Ziel erreicht, wenn die sich aus der Zuordnung der Arbeitselemente zu Stationen ergebenden Arbeitsbelastungen an allen Stationen identisch sind. Grundlage der Pla nung ist eine vorgegebene Produktionsmenge X, z. B. 200 Karosserien pro Tag. Aus dieser Vorgabe kann man dann unter Berücksichtigung der täglichen Einsatzzeit T die maximale Taktzeit Cmax = f ableiten. Die Taktzeit C ist der zeitliche Abstand, mit dem zwei aufeinander folgende Werkstücke das Produktionssystem verlassen. Damit das tägliche Produktionsziel erreicht wird, darf dieser Abstand nicht länger als Cmax Zeiteinheiten sein. Das Problem der Verteilung der Arbeitslast auf die Sta tionen wird als Fließbandabstimmungsproblem bezeichnet. Dieses Problem besteht im Wesentlichen darin, die Arbeitselemente unter Berücksichtigung evtl . vorhande ner technologischer Reihenfolgebeziehungen so auf eine möglichst geringe Anzahl von Stationen zu verteilen, dass die vorgegebene Taktzeit Cmax nicht überschrit ten wird. Es handelt sich um ein kombinatorisches Optimierungsproblem, zu dessen Lösung leistungsfähige Lösungsverfahren verfügbar sind (Scholl, 1 999). Bei der Betrachtung des Fließbandabstimmungsproblems wird üblicherweise von einer deterministischen Planungssituation ausgegangen. Das heißt, die Elementzei ten werden als mit Sicherheit bekannt angenommen und die Arbeitsstationen funk tionieren reibungslos ohne Störungen. Mindestens eine dieser bei den Annahmen ist in der Realität aber regelmäßig nicht erfüllt. Werden die Arbeiten durch Menschen 2. Planung der Struktur von Produktions- und Logistiknetzwerken 259 an Handarbeitsplätzen durchgeführt, dann ist von zufällig schwankenden Bearbei tungszeiten auszugehen. Empirische Untersuchungen haben ergeben, dass die Be arbeitungszeiten an einem Handarbeitsplatz durch eine Zufallsvariable mit einer links steilen Wahrscheinlichkeitsdichte und einem Variationskoeffizienten in der Grö ßenordnung von ca. 0.5 beschrieben werden können. Werden die Arbeiten dagegen - wie in Abb. B.3-7 dargestellt - durch Roboter ausgeführt, dann kann man von deterministischen Bearbeitungszeiten ausgehen. Allerdings treten in einem derarti gen System mehr oder weniger häufige Störungen der Anlagen auf. In beiden Fällen ist die bei der Fließbandabstimmung unterstellte Produktionsmenge daher nur ein theoretischer Maximalwert, der in der Realität vor allem dann nicht erreicht wird, wenn die Stationen nicht durch Pufferstrecken entkoppelt werden, in denen Werk stücke zwischengelagert werden können. Der Eint1uss der Größe solcher Pufferbereiche auf die Produktionsrate (Produktions menge pro Zeiteinheit) wird exemplarisch für ein lineares Fließproduktionssystem mit acht Stationen, die jeweils stochastischen Störungen unterliegen, in Tabelle B .3-1 gezeigt. Die (nicht angegebenen) Daten stammen aus der Praxis. Man kann folgende Beobachtung machen. Die maximale Produktionsrate bei völlig entkoppel ten Stationen mit unendlich großen Puffern beträgt 4 1 3 Mengeneinheiten pro Zeit einheit. Sie ergibt sich aus der Leistungsfähigkeit der Engpassstation. Ignoriert man die störungsbedingten Zufallseint1üsse und verzichtet man vollständig auf die Ent koppelung der Stationen durch Puffer (d. h. bei Puffergrößen von Null) , dann er leidet man einen Produktionsratenverlust von 23 %. Im Vergleich zu der mit Puffer größen von Null erreichbaren Produktionsrate ist bereits durch Einfügung von nur zwei Puffern je Station ein Anstieg der Produktionsrate um 19 % möglich. In vielen praktischen Fällen ist zu beobachten, dass Puffer an den falschen Stellen eingefügt worden sind. Durch die investitionsneutrale Verlagerung der Puffer an die Stationen, wo sie gebraucht werden, lassen sich dann oft beträchtliche Systemverbesserungen erreichen. Tab. 8.3-1: Veränderung der Produkt ionsrate bei var i ierenden Puffergrößen Puffer Produ kt ionsrate Zuwachs Verl ust 0 31 8 - -23 % 1 360 1 3 % -13 % 2 377 1 9 % -8 % DO 41 3 30 % - Da Puffer sowohl knappe Fabrikt1äche belegen als auch mit u. U. aufwendiger För dertechnik realisiert werden müssen, versuchen ökonomisch denkende Fabrikplaner in der betrieblichen Praxis, die Puffergrößen so gering wie möglich zu halten. Dabei entsteht das Optimierungsproblem der Bestimmung der minimalen Gesamtanzahl von Puffern, bei denen eine angestrebte Produktionsrate gerade noch erreicht wird. Eng damit verknüpft ist die Frage, wie diese Gesamtanzahl von Puffern auf die ein zelnen Bearbeitungsstationen des Systems zu verteilen sind. Diese Optimierungspro bleme versucht man in der Praxis vielfach mit "Erfahrungswissen" zu lösen - ein Vorgehen, das regelmäßig zu suboptimalen Lösungen führt. Zunehmend gehen Un- 260 B.3. Produktion und Logistik ternehmungen jedoch dazu über, systematische Optimierungsansätze zur Bestim mung der optimalen Pufferkonfiguration für ein Fließproduktionssystem einzuset zen. Die Probleme der Fabrikplanung werden heute vielfach mit Hilfe von aufwendigen Softwaresystemen bearbeitet. So werden zur Beschreibung und Speicherung der Sys temstrukturen spezialisierte CAD-Systeme zur Layoutplanung sowie Datenbanksys teme eingesetzt. Zunehmend verlangt das Management vor einer Investitionsent scheidung den Nachweis, dass ein geplantes Produktionssystem den angestrebten Output auch tatsächlich erreichen wird. Um diesen Nachweis zu erbringen, greift man häufig auf Computersimulationsmodelle zurück, mit denen die geplanten Pro duktionsprozesse - bei Bedarf auch mit aufwendiger 3D-Animation - detailliert ab gebildet werden können. Die softwaregestützten Methoden zur Fabrikplanung fasst man unter der Bezeichnung "Virtuelle Fabrik" (Virtual Manufacturing; Digitale Fa brik) zusammen. 2.3.2. Lager- und Kommissioniersysteme Lager sind Knoten in logistischen Netzwerken, an denen der Güterfluss vorüber gehend unterbrochen wird (Pfohl, 2004, Abschn. B .3) . Lager dienen vor allem der logistischen Funktion der Zeitüberbrückung. Daneben sind sie unvermeidbar, wenn eine Mengenüberbrückung stattfindet, d. h. wenn große (kleine) Mengeneinheiten in kleine (große) Mengeneinheiten umgruppiert werden müssen. So beziehen z. B . Großhändler Produkte in relativ großen Mengen und geben sie in relativ kleinen Mengen an den Einzelhandel weiter. Bei der Dimensionierung der Lager ist auch zu berücksichtigen, dass sowohl der Warenzufluss als auch der Warenabfluss in einem Lager oft zufälligen Einflüssen unterworfen sind. Damit Lager ihre Funktion erfüllen können, müssen sie in geeigneter Weise tech nisch ausgerüstet werden. So wird ein Lagerraum mit einer Lagerkapazität benötigt, die durch technische Einrichtungen wie z. B. Blocklager, Regal- und Hochregal lager, Durchlaufregallager, Verschieberegallager und Umlaufregallager (Amold, 2002; Rall/Alicke, 2003) bereitgestellt wird. Die Durchführung der Ein- und Aus lagerungsprozesse erfordert Handlingeinrichtungen und Kommissioniersysteme (Gudehus, 2003) . Bei der Dimensionierung derartiger Systeme sind Fragen von prinzipiell derselben Art zu klären, wie sie auch bei der Gestaltung der Infrastruktur von Produktionssys temen auftreten (Günthertrempelmeier, 2003, Abschn. 5) . So ist z . B. bei der Errich tung eines neuen Lagers die Frage nach der optimalen Anzahl von Lagerplätzen und nach der technischen Ausgestaltung der Handlingeinrichtungen zu beantworten (Stadtler, 1998) . Ausschlaggebend sind dabei die bereitzustellende Warenumschlags leistung sowie die benötigte Flexibilität, die sich aus den Eigenschaften der zu er wartenden Güterströme ableiten lassen. Flexibilität wird z. B . dann in besonderem Maße gefordert, wenn Wareneingang und Warenausgang über dieselben Flächen in einem Lager abgewickelt werden. Die endgültige Dimensionierungsentscheidung setzt eine gen aue quantifizierbare Kenntnis der Leistungsfähigkeit der einzelnen System alternativen voraus. Zur Abschätzung der Leistungsfähigkeit verschiedener 2. Planung der Struktur von Produktions- und Logistiknetzwerken 26 1 alternativer Systemvarianten kann auf analytische, auf der Warteschlangentheorie basierende Modelle und auf Simulationsmodelle zurückgegriffen werden (Arnold, 2002) . Gerade letztere sind in der Praxis weit verbreitet, da sie in Verbindung mit graphischen Animationsverfahren eine sehr anschauliche Vorstellung von den Ab läufen in einem Lager- und Kommissioniersystem vermitteln können. 2.3.3. Transportsysteme Transporte treten zwischen unterschiedlichen Knoten eines logistischen Systems auf, z. B . innerhalb einer Werkshalle, auf einem Betriebsgelände, zwischen Produktions stätten, zwischen Lieferanten und der Unternehmung sowie zwischen der Unter nehmung und den Abnehmern der Endprodukte oder der Produktionsabfälle. Zur Durchführung innerbetrieblicher Transporte werden Gabelstapler, Hubwagen, fahrer lose Transportsysteme, schienengebundene Fahrzeuge, Rollenbahnen, Fließbänder, Unterflurkettenförderer etc. eingesetzt (Aßmann, 2003) . Die technische Ausgestal tung hängt in hohem Maße von der Art und dem Umfang der zu erbringenden Transportleistung ab. So wird man bei Massenproduktion vor allem starre Transport systeme (z. B. Fließbänder, Fördersysteme) mit hoher Kapazität, aber geringer Flexi bilität einsetzen. Bei Einzel- oder Kleinserienproduktion dagegen werden eher Gabelstapler oder auch fahrerlose Transportsysteme sinnvoll sein. Zur Durchführung längerer, außerbetrieblicher Transporte zwischen unterschied lichen Standorten setzt man i. d. R. die Verkehrsträger Straße, Schiene, Luft, Wasser und teilweise auch Rohrleitungen (Pipelines) ein. Kriterien zur Auswahl zwischen den verfügbaren Verkehrsträgern sind neben den Kosten die Schnelligkeit und die Flexibilität. Auch der Aspekt der Umweltbelastung spielt zunehmend eine Rolle. So transportieren einige Automobilhersteller ihre Fahrzeuge z. T. mit die Umwelt rela tiv gering belastenden Binnenschiffen. Nicht immer spielen die Kosten die dominie rende Rolle, z . B. in den Situationen nicht, in denen Schnelligkeit gefordert wird. So findet man auf dem Werksgelände eines Zulieferers der Automobilindustrie auch einen Hubschrauberlandeplatz. Dieses Unternehmen setzt dann Hubschrauber ein, wenn die Gefahr besteht, dass andernfalls dringend benötigte Produkte nicht recht zeitig das Montageband des Automobilherstellers erreichten und es dort zu einem Produktionsstillstand käme. Mehrere Arten von Transportsystemen können zu einer sog. Transportkette verbun den werden. So wird z. B . ein Container in einem Überseehafen angelandet, dort auf einen Güterzug verladen, zu einem Bahn-Containerterminal in der Nähe des Ziel ortes transportiert, wo er von einem LKW übernommen und zum Bestimmungsort transportiert wird (kombinierter Verkehr) . Eine grundlegende Fragestellung im Transportbereich bezieht sich auf die Entschei dung, ob Transportleistungen von Verkehrsbetrieben fremdbezogen oder ob sie durch einen eigenen Fuhrpark (Werks verkehr) erbracht werden sollen. Im letztge nannten Fall stellt sich unmittelbar die Frage nach der optimalen Fuhrparkgröße. Diese Frage wiederum wird maßgeblich durch die zeitliche Verteilung und die Schwankungen des Bedarfs an Transportleistungen beeinflusst. 262 B.3. Produktion und Logistik 3. Operative Entscheidungen 3.1. Struktur der operativen Planung Während mit den Entscheidungen zur Strukturierung des Logistiknetzes und der Ausgestaltung des Innenlebens der Knoten dieses Netzes ein bestimmtes Leistungs potential aufgebaut worden ist, geht es in der operativen Planung nun für einen mit tel- bis kurzfristigen Planungszeitraum darum, die konkreten Prozesse der Wert schöpfung zu planen, auszulösen und zu steuern. Die Hauptaufgabe der operativen Produktionsplanung und -steuerung besteht darin, festzulegen, welche Produkte in welchen Mengen durch welche Ressourcen hergestellt werden sollen und wie dies im Einzelnen zu geschehen hat. Im Zentrum der Überlegungen stehen dabei Fragen der optimalen Allokation knapper Ressourcen. In der operativen Produktionsplanung und -steuerung bestehen enge Wechselwirkun gen zwischen der Produktion und den angrenzenden Funktionsbereichen der Beschaf fung und der Distribution. Auch werden aufgrund der Entscheidungen im Bereich der Produktionsplanung oft unmittelbar logistische Prozesse, z. B . der Lagerung oder des innerbetrieblichen Transports, ausgelöst. Vor allem in den Unternehmungen, die über mehrere Produktionsstätten verfügen, müssen die Entscheidungen über die Produk tionsprogramme in den einzelnen Werken, also Entscheidungen aus dem Bereich der Produktionsplanung, eng mit den logistischen Entscheidungen über Transporte zwi schen den Werken abgestimmt werden. Gerade bei hohen regionalen Kostenunter schieden kann es kostengünstig sein, einzelne Abschnitte des Wertschöpfungsprozes ses, z . B. personalintensive manuelle Arbeitsgänge, an einem Standort in einem Wirt schaftsraum mit niedrigeren Lohnkosten durchzuführen. Die sachgerechte Lösung dieses Problems erzwingt die Einbeziehung beider Bereiche in ein umfassendes Opti mierungsmodell , das sowohl Produktions- als auch Logistikaspekte berücksichtigt. Im Rahmen der operativen Produktionsplanung und -steuerung und der damit ver bundenen operativen Logistikplanung ist nun festzulegen, • wie die aufgrund unterschiedlicher Ursachen (z. B. Saisoneinflüssen der Nach frage oder durch die Anzahl von Arbeitstagen bedingter monatlicher Schwankun gen der Kapazität) auftretenden Schwankungen von Kapazitätsbedarf und Kapazi tätsangebot auszugleichen sind; • welche absatzfähigen Produkte in welchen Mengen in den einzelnen Perioden des Planungszeitraums produziert werden sollen; • welche Mengen an Verbrauchsfaktoren (Rohstoffe, fremdbezogene Teile, eigenge fertigte Einzelteile und Baugruppen) dazu bereitzustellen sind; • in welcher Form die Produktionsprozesse ablaufen sollen (Verfahrenswahl, Maschinenbelegung etc . ) . Verfügt eine Unternehmung über mehrere Produktionsstätten, dann ist zusätzlich festzulegen, • welche Produkte in welchen Mengen an den einzelnen Standorten produziert und - untrennbar damit verbunden - welche Mengen zwischen diesen Standorten transportiert werden sollen. 3. Operative Entscheidungen 263 Für Unternehmungen, die in enger Kooperation mit ihren Zulieferern in einem lo gistischen Netzwerk zusammenarbeiten, stellt sich zudem die Frage, • welche Produkte in welchen Mengen anstelle der Eigenproduktion von Zulieferern bezogen werden sollen. Parallel dazu sind operative logistische Entscheidungen zu fällen. Vor allem sind Entscheidungen darüber zu treffen, • in welcher Weise notwendige inner- und zwischenbetriebliche Transportaufgaben, z. B . bei der Auslieferung der Produkte an die Abnehmer, erledigt werden sollen; • wie viel Lagerbestand (Sicherheitsbestand) in welchen Knoten des Logistiksys tems zur Absicherung gegenüber zufälligen Einflüssen, z . B. bei stochastischen Nachfragemengen oder Störungen in der Produktion, vorgehalten werden soll. Da es weder möglich noch sinnvoll ist, alle genannten operativen Entscheidungspro bleme der Produktion und Logistik in einem Simultanplanungsmodell zu erfassen, bietet es sich an, nach dem Konzept der hierarchischen Planung das Gesamtproblem in handhabbare Teilprobleme zu zerlegen, die über Koordinationsmechanismen mit einander verknüpft werden. Ahh. B.3.-8 zeigt einen Vorschlag zur Strukturierung der operativen Produktionsplanung für einen Produktionsstandort (Drexl et al. , 1 994). Die Struktur der Planung geht davon aus, dass eine Produktionsstätte aus mehreren Produktionssegmenten besteht, die arbeitsteilig am Wertschöpfungsprozess mitwir ken (GüntherlIempelmeier, 2003, Abschn. 5 . 1 ) . Unter einem Produktions segment soll ein Subsystem des Produktions bereichs verstanden werden, das einem bestimm ten Organisationstyp der Produktion (Werkstattproduktion, Fließproduktion etc. ) zu geordnet werden kann. Aus den Eigenschaften der Produktionssegmente lassen sich typische segmentspezifische Planungs- und Steuerungsprobleme ableiten, für die spezifische Planungsansätze eingesetzt werden müssen. Kapazi täts orienti�tE! P rod uktionspl a n u n g und -$ t� €!rung Bau- Werkst an- Zentren- Fl i eß- JITpr�:�:on p rodukti o n prod uktion prod uktion Pro duktion Ver n e tzte Prod uktio n s s egmen te Hauptproduktioos· prograrrm p l a n u n g Detal l l i � tE! LosgrößEm und RE!SSOUfCenel n satzplanung �gmE!r1 t-$�zif i s (hE! F e i n pl a n u n g u n d -steuerung Abb. 8. 3-8: Grundstruktu r e iner kapazitätsor ient ierten operativen Produkt ionsp lanung und -steuerung 264 B.3. Produktion und Logistik Auf der obersten Stufe der abgebildeten Planungshierarchie befindet sich die Haupt produktionsprogrammplanung. Sie erfasst alle an der Produktion der Hauptprodukte beteiligten Produktionssegmente in der betrachteten Fabrik und erfüllt zwei Auf gaben, nämlich das Produktionsprogramm für einen mehrperiodigen Zeitraum auf zustellen und die Produktionsprogramme der einzelnen Produktionssegmente inner halb der Fabrik zu koordinieren. Bei der Aufstellung des Hauptproduktionspro gramms sind Maßnahmen zur Abstimmung der Produktionsmengen mit den vorhan denen Kapazitäten zu ergreifen. Potentielle Engpassbereiche und -faktoren sollen rechtzeitig sichtbar gemacht und die notwendigen Anpassungsmaßnahmen eingelei tet werden. Hierzu kommt sowohl die Anpassung der Belastung an die Kapazität (z. B. durch Vorausproduktion und die damit einhergehenden Lagerbestände) als auch die Anpassung der Kapazität an die Belastung (z. B. durch Inanspruchnahme von Überstunden) oder der Rückgriff auf Fremdlieferanten in Frage. An die Hauptproduktionsplanung schließt sich die dezentrale, segmentspezifische Pla nungsebene an. In Abhängigkeit von den charakteristischen Merkmalen des jewei ligen Produktionsegments treten unterschiedliche Problemstellungen der Losgrößen und Ressourceneinsatzplanung und der Feinplanung und -steuerung auf. In einem Werkstattproduktionssegment bspw. muss zunächst ein mehrstufiges kapazitiertes dynamisches Losgrößenproblem gelöst werden (obere Ebene) , im Anschluss daran folgt eine detaillierte Reihenfolgeplanung (untere Ebene). Diese Trennung ist für ein Produktionssegment, das dem Organisationstyp der Reihenproduktion folgt, wo mehrere Produkte mit hohem, nahezu konstanten, Periodenbedarf in relativ großen Mengen abwechselnd produziert werden (Sortenproduktion) , nicht sinnvoll. Denn in einem solchen Produktionssystem können zulässige Pläne nur aufgestellt werden, wenn man die Losgrößenplanung und die Reihenfolgeplanung in einem integrierten Planungsmodell abbildet. Erweitert man die Betrachtung für den Fall, dass eine Unternehmung Produktions stätten an mehreren Standorten unterhält und diese in ein Logistiknetz mit Zuliefe rem und Abnehmern eingebettet sind, dann kann das resultierende Planungssystem die in Abb. B.3.-9 (GüntherlTempelmeier, 2003 , Abschn. 1 3) wiedergegebene Struk tur haben. Für jede Produktionsstätte ist eine kapazitätsorientierte Planungsstruktur wie in Ahh. B.3-8 dargestellt. Allerdings ist die Hauptproduktionsprogrammplanung für eine Fabrik in dieser Darstellung nicht mehr Bestandteil der dezentralen Planungs systerne in den einzelnen Fabriken. Stattdessen werden die standortbezogenen Hauptproduktionsprogrammplanungen zu einer standortübergreifenden Produktions-, Beschaffungs- und Transportplanung zusammengefasst und durch eine zentrale Pla nungsabteilung bearbeitet. Die in der betrieblichen Praxis zunehmend eingesetzten "Advanced Planning "-Softwaresysteme (Stadtler/Kilger, 2004) bieten dem Anwen der zur Lösung dieses Planungsproblems die Möglichkeit des Einsatzes linearer Op timierungsmodelle an, wobei Bezeichnungen wie "Master Planning" , "Supply Net work Planning" etc . verwendet werden. Die konkrete Definition der Variablen und der Nebenbedingungen in diesen linearen Optimierungsmodellen ist dem Planer überlassen. Er hat dann die Möglichkeit, durch die Wahl des Aggregationsgrades der Planungsobjekte und des Periodenbezugs zum einen eine aggregierte Gesamt planung auf der Basis von Produkttypen und aggregierten Betriebseinheiten mit 3. Operative Entscheidungen 265 E 'e 0 ::E Z 1:: S Z 0 � � .., 15 c � 5 ; " 11 r s � � i � '" 'i' E: � � '" H t � � '" � 0 :;: 0 Q) i � 2 � ." Z H 0 >-'N .s: Q. 2i. " a Cl. � . S :::J � i � Vl a C ;;; $: � E c 0 � a. 'iii B 2l Q, 'iii :n ..c � Q; '" ..c > u � Vi m .; c "0 .2 C ':::J :� §: ., 'iii ß -'" 'iii I : I ;;; ..c -D Q; m ..c ':::J u 't: Vi L __ -l ., C > ., .,- .� � c c � m '" 2 ..c u Cl. ., (; " � I � � " � '6 0 " 11 r " � 6 � � � � E: "- '" '" .l. § E " cn '" i ! � � '" 0 ! � .g � ." ." H � � "- " "- ., E m � � m c ..c 2 u '" � Z :::J Cl. � 8 �n a Abb. 8. 3-9: Kapazitätsor ient iertes System der operativen Produ kt ionsp lanung und -steuerung i n e inem Supp ly Network einem in Monate aufgeteilten mehrjährigen Planungszeitraum durchzuführen. Dar über hinaus kann er auch eine detaillierte Produktions- , Beschaffungs- und Trans portplanung auf der Ebene der Hauptprodukte und der Produktionssegmente mit mehrmonatigem Planungshorizont und Wocheneinteilung realisieren. Tm Prinzip dienen heide Ausprägungen der Produktions-, Beschaffungs- und Trans portplanung dazu, die (aggregierten oder disaggregierten) Produktionsprogramme 266 B.3. Produktion und Logistik für einen mehrperiodigen Planungszeitraum aufzustellen und die Produktionspro gramme der Produktionssegmente bzw. Betriebseinheiten an den verschiedenen Standorten einschließlich der erforderlichen Transportprozesse und der etvl. durch zuführenden Beschaffungsprozesse zu koordinieren. In beiden Fällen wird von einem prognostizierten Nachfrageverlauf ausgegangen, der im Zeitablauf dynami schen Schwankungen unterworfen ist. Das für die aggregierte Planung verwendete Planungsmodell ist wegen des höheren Aggregationsgrades abstrakter, hat aber i. d. R. eine umfassendere Perspektive, die oft auch die Vorstellungen des Beschaffungs-, des Absatz- und des Personalbereichs mit einbezieht. Die disaggregierte Planungs variante, die im Einstandort-Fall der Haupt produktionsprogrammplanung entspricht, liefert dagegen die kurzfristigen Produk tionsprogramme für die einzelnen Produktionssegmente und ist damit wesentlich näher am Produktionsgeschehen. Mit Abb. B.3-9 wird auch versucht, den üblicherweise getrennt von den determinis tisch modellierten Problemen der Produktionsplanung behandelten Bereich der Un sicherheit ins Bild zu bringen. Hier geht es vor allem um die Einplanung von Sicherheitsbeständen und -zeiten zur Absicherung gegenüber zufallsbedingten men genmäßigen oder zeitlichen Schwankungen von Warenzufluss bzw. Warenabfluss in einem Knoten des Logistiknetzes. 3.2. Produktionsprogrammplanung (Master Planning) Im Folgenden wollen wir eine typische Problemstellung aus der aggregierten Pro duktions- , Beschaffungs- und Transportplanung anhand eines Beispiels darstellen. Wir betrachten eine Unternehmung mit zwei Fabriken, die mit A und B bezeich net werden und in der Indexmenge S = {A, B } zusammengefasst sind. Fabrik A produziert zwei Endprodukte 1 und 2, die aus drei Vorprodukten 3, 4 und 5 herge stellt werden. Die Vorprodukte werden in Fabrik B produziert. Das Produktpro gramm der Fabrik 8 wird durch die Indexmenge JC8 beschrieben, d. h. JC A = { I , 2 } und JCn = { 3 , 4, 5 } . Abb. B .3-1O zeigt den Zusammenhang zwischen den Vor- und Endprodukten. Vorprod ukte Endprodukte Abb. 8. 3-1O: Erzeugn isstruktur 3. Operative Entscheidungen 267 Für die Produktion einer Einheit des Endprodukts k werden qjl. Einheiten des Vor produkts j benötigt. Es sei der Einfachheit halber angenommen, dass alle qjl.: = 1 sind. Es wird ein Planungshorizont von T = 8 Monaten betrachtet. Für jedes End produkt sind periodenbezogene Nachfragemengen dkt prognostiziert worden (k E { I , 2 ) ; t = 1 , 2, . . . , 8) . Diese Mengen sollen spätestens in der jeweiligen Nach frageperiode verfügbar (d. h. produziert) sein. Jede Fabrik verfügt über periodenspezifische technische und personelle Kapazitäten. Am Standort s steht in Periode t eine technische Produktionskapazität in Höhe von ct,max Einheiten zur Verfügung. Sie ergibt sich aus der maximalen Einsatzdauer der Anlagen abzüglich der durchschnittlichen Instandhaltungs- und Störungszeiten. Zur Produktion einer Einheit des Produkts k werden bl.: Einheiten der technischen Kapa zität benötigt. Die personelle Produktionskapazität am Standort s in Periode t beträgt N/,max Ein heiten. Diese Größe ergibt sich aus der Anzahl Mitarbeiter und der durchschnitt lichen Arbeitszeit in der Periode t, wobei u. U. auch geplante Urlaubszeiten und Teilnahmen der Mitarbeiter an Lehrgängen usw. berücksichtigt worden sind. Die personelle Kapazität kann durch Überstunden Ur' vergrößert werden, allerdings nur bis zu einem Maximalwert von Nrmax Zeiteinheiten. Zur Produktion einer Einheit des Produkts k werden aA; Einheiten der personellen Kapazität benötigt. Die Nachfrage- und Kapazitätsdaten sind in Tab. B.3-2 zusammengestellt. Die Ko effizienten (Lk und bA; seien für alle Produkte gleich 1 . Tab. 8.3-2: Nachfragemengen und Kapazitäten des Be isp ie ls Per iode t 1 2 3 4 5 6 7 8 d1 t 80 1 3 0 1 00 80 1 00 140 150 90 d2t 60 80 120 80 60 50 120 1 00 C{A,max 300 300 300 300 300 300 300 300 NA,rnax t 200 200 200 200 200 200 200 200 U,A,max 1 0 0 1 00 1 00 1 00 1 00 1 0 0 1 0 0 1 00 cp,max 440 440 440 440 440 440 440 440 NF,max 390 390 390 390 390 390 390 390 UtB,max 50 50 50 50 50 50 50 50 Das Entscheidungsproblem besteht darin, für alle Produkte die periodenspezifischen Produktionsmengen XI.:/. festzulegen. Während die Nachfragemengen der in Fabrik A hergestellten Endprodukte als Planungsdaten bekannt sind, können die von der Fabrik B an die Fabrik A zu liefernden Mengen der Vorprodukte erst dann bestimmt werden, wenn ein Produktionsplan für Fabrik A festliegt. Wegen der logistischen Verflechtung zwischen beiden Fabriken müssen bei der Aufstellung eines Produk tionsplans für Fabrik A allerdings die Liefermöglichkeiten für Vorprodukte aus der Fabrik B berücksichtigt werden, die wiederum von den verfügbaren Kapazitäten in dieser Fabrik abhängen. Stimmen die Produktionsmengen eines Produkts in einer Periode nicht mit den Nachfragemengen überein, dann kommt es zum Auf- oder Abbau von Lagerbeständen Lkh die mit Lagerkostensätzen lk belegt werden. Die 268 B.3. Produktion und Logistik Lagerkosten betragen l, = 10, h = 20, l3 = 5, l4 = 6, l5 = 7 Geldeinheiten pro Mengeneinheit und Periode. Müssen zur Realisierung einer geplanten Produktions menge Überstunden U;' eingesetzt werden, dann führt dies pro zusätzlich eingesetz ter Einheit Überstunden zu Kosten in Höhe von US o Die Überstundenkosten pro Zeit einheit betragen UA = 1 2 und UD = 8 Geldeinheiten pro Zeiteinheit. Ziel der Optimierungsüberlegungen ist es, einen Produktionsplan zu finden, bei dem die Summe aus Lagerkosten und Überstundenkosten in allen Fabriken und im gesamten Planungszeitraum minimal wird. Natürlich muss dieser Produktionsplan auch zulässig, d. h. mit den vorhandenen Kapazitäten machbar, sein. Diese Aussage klingt trivial, wird in der Praxis allerdings oft nicht ausreichend berücksichtigt. Alle anderen variablen Kosten der Produktion werden als periodenunabhängig an genommen und haben folglich keinen Einfluss auf die Struktur des optimalen Pro duktionsplans. Transporte zwischen den Fabriken werden der Einfachheit halber ebenso vernachlässigt wie die Möglichkeit der Beschaffung bei einem externen Lie feranten. Das betrachtete Entscheidungsproblem der standortübergreifenden Produktionspla nung kann durch das folgende lineare Optimierungsmodell abgebildet werden: Minimiere unter den Nebenbedingungen Lagerbilanzgleichungen: Lk t-l + Xkt - L qk ' · X ·t - Lkt = dkt , '-- � .7 .7 '-- � '-- � '-v--' -v- jE Je '-v-" -v- -v- � � � � �� {? a5 � g � 1i5 � � :§ .g � � -m :E � E -5 -5 e .c a> :§ � o ctl a. � � c z a: z � w i5 ke K; t = I , 2 , . . . , T Produktionsmengenbeschränkungen für die technische Kapazität: se S; t = 1 , 2 , . . . , T (7) (8) (9) 3. Operative Entscheidungen 269 Produktionsmengenbeschränkungen für die personelle Kapazität: SES; t = 1 , 2 , . . . , T ( 10) maximale Überstunden: SE S; t = 1 , 2 , . . . , T ( 1) Wertebereiche : X",r, L",I.. Ur' :2: 0 sES; kE lC; t = 1 , 2, . . . , T ( 1 2) Daten: Ct" max dkt lk Ni'·max U/·max u,s Produktionskoeffizient für Produkttyp k in Bezug auf die personelle Kapa zität Produktionskoeffizient für Produkttyp k in Bezug auf die technische Kapa zität technische Kapazität in Periode t am Standort s Nachfrage für Produkttyp k in Periode t Lagerkostensatz für Produkttyp k pro Mengeneinheit und Periode personelle Kapazität am Standort s in Periode t maximale personelle Zusatzkapazität am Standort s in Periode t Kosten für eine Einheit zusätzlicher personeller Kapazität am Standort s Variablen: L"'t Lagerbestand für Produkttyp k am Ende von Periode t Ut' genutzte personelle Zusatzkapazität am Standort s in Periode t Xkt Produktionsmenge von Produkttyp k in Periode t Die Verknüpfung zwischen den Produktionsplänen beider Fabriken wird durch die Lagerbilanzgleichungen (8) erreicht. Ohne diese Gleichungen erhielte man für jede Fabrik ein isoliertes Produktionsplanungsproblem (GüntherlTempelmeier, 2003 , Ab sehn. 8 .2) . Die beschriebene Modellformulierung kann in vielerlei Hinsicht erweitert werden. An Stelle der eindeutigen Zuordnung der Produkte zu den Produktionsstätten kann auch die Situation betrachtet werden, dass einzelne Produkte in mehreren Fabriken hergestellt werden können. Dann sind allerdings Transporte und evtl. vorhandene Unterschiede in den variablen Produktionskosten zu berücksichtigen. Auch die Trans porte zu Auslieferungslagern bis hin zu den Abnehmern der Produkte lassen sich in die ModelIierung einbeziehen. Schließlich lassen sich produktbezogene Mindestbe- 270 B.3. Produktion und Logistik stände und Obergrenzen für den gesamten Lagerbestand einer Periode berücksich tigen. Die optimale Lösung des betrachteten Modells kann mit Hilfe von Standardverfah ren zur linearen Optimierung erfolgen. Hierzu stehen eine große Anzahl von Soft waresystemen zur Verfügung (MOPS, CPLEX, LINDO etc.) , die in der Lage sind, Probleminstanzen mit Tausenden von Variablen und Nebenbedingungen in wenigen Minuten auf einem PC zu lösen. Auch die meisten Advanced-Planning-Systeme bie ten die Möglichkeit, das obige Modell in vielfältigen Erweiterungen zu lösen. Für die angegebenen Daten erhalten wir die in Tab. B.3-3 zusammengestellten Ergeb nisse. Tab. 8. 3-3: Opt ima le Lösung A Produ kt ionsmengen Lagerbestände Ressourcenbelastu ngen t X1 t X2t L 1 t L2t L bk . Xlt L ak . Xk/ UA kE (L2} kE (L2) 1 1 1 0 6 0 3 0 - 1 70 1 70 - 2 1 0 5 9 5 5 1 5 200 200 - 3 95 1 05 - - 200 200 - 4 80 80 - - 1 60 1 60 - 5 1 0 0 60 - - 1 60 1 60 - 6 140 60 - 1 0 200 200 - 7 1 5 0 1 1 0 - - 260 200 60 8 90 100 - - 190 1 9 0 - B Produ kt ionsmengen Lagerbestände Ressourcenbelastu ngen t X3t X4t XSt L3t L4t Lst L bk . Xkt L ak . Xkt UD kE {3 04.5} kE {3 04.5} 1 1 70 60 60 - - - 290 290 - 2 200 95 95 - - - 390 390 - 3 200 1 05 1 05 - - - 41 0 390 20 4 1 60 80 80 - - - 320 320 - 5 1 60 60 60 - - - 280 280 - 6 270 60 60 70 - - 390 390 - 7 1 9 0 1 1 0 1 1 0 - - - 41 0 390 20 8 1 9 0 1 0 0 1 0 0 - - - 390 390 - Dieser Plan ist mit Gesamtkosten in Höhe von 2240 Geldeinheiten verbunden. Da von entfallen 1 570 Geldeinheiten auf die Fabrik A und 670 Geldeinheiten auf die Fabrik B. Bei isolierter Betrachtung der Fabrik A erhält man dagegen den in Tabelle B .3-4 angegebenen Produktionsplan. Tab. 8. 3-4: Produkt ionsp lan fü r Fabr ik A bei i so l ierter Optim ierung A Produ kt ionsmengen Lagerbestände Ressourcenbelastu ngen t X1 1 X2/. L 1 1 L2/. L bk . Xkl L ak ' Xk/. UA kE ( 1 .2) kE ( 1 .2) 1 90 60 1 0 - 150 150 - 2 120 80 - - 200 200 - 3 1 0 0 120 - - 220 200 30 4 80 80 - - 1 60 1 60 - 3. Operative Entscheidungen 27 1 A Produ kt ionsmengen Lagerbestände Ressourcenbelastungen t X1/. X21 L1/. L21 L bk . Xkt L ak . Xkt U4 kE { l ,2l kE { l ,2l 5 1 0 0 60 - - 1 60 1 60 - 6 1 5 0 50 1 0 - 200 200 - 7 140 120 - - 260 200 60 8 90 100 - - 190 1 9 0 - Dieser Plan ist aus der Sicht der Fabrik A mit 1 280 Geldeinheiten kostengünstiger als bei werksübergreifender Optimierung. Verwendet man die geplanten Produk tionsmengen der Fabrik A nun als externe Nachfrage für die Produktionsplanung in Fabrik B, dann erhält man den in Tab. B.3-5 angegebenen, aus den Produktionsmen gen der Fabrik A abgeleiteten Produktionsplan für Fabrik B. Tab. 8. 3-5: Abgele iteter opt imaler Produkt ionsp lan fü r Fabr ik 8 B Produ kt ionsmengen Lagerbestände Ressourcenbelastungen t X31 X41 X51 L31 L41 L51 L bk . Xkl L ak . Xkl UB kE (3.4.5) kE (3.4.5) 1 1 5 0 60 60 - - - 270 270 - 2 230 80 80 30 - - 390 390 - 3 1 9 0 120 120 - - - 430 390 40 4 1 60 80 80 - - - 320 320 - 5 1 60 60 60 - - - 280 280 - 6 290 50 50 90 - - 390 390 - 7 1 70 120 120 - - - 41 0 390 20 8 1 9 0 1 0 0 1 0 0 - - - 390 390 - Aufgrund der höheren Lagerbestände und der größeren Anzahl Überstunden entste hen in Fabrik B Kosten in Höhe von 1080 Geldeinheiten, so dass die Gesamtkosten für beide Fabriken nun 2360 Geldeinheiten betragen. Die sukzessive Planung der Produktionsprogramme in diesem Produktions- und Logistiksystem - d. h . erst Pla nung für Fabrik A, dann Weitergabe der geplanten Produktionsmengen als Bedarfe an die Fabrik B und Planung für Fabrik B - engt den Bereich zulässiger Lösungen der Fabrik B so stark ein, dass die optimale Lösung für das gesamte Logistiksystem nicht mehr erreichbar ist. Die systemweite Optimierung verlangt hier von der Fabrik A einen - isoliert betrachtet - suboptimalen Produktionsplan. Es ist klar, dass ein solches systemweites Optimum in der Praxis nicht erreicht werden kann, wenn es für jede Fabrik einen Produktionsplaner gibt, der ohne Koordination mit den ande ren Fabriken sein lokales Optimum bestimmt. Prinzipiell kann man das obige Modell auch zur Koordination der Produktionspläne der Produktionssegmente innerhalb einer Fabrik einsetzen. An der Grundstruktur des Modells ändert sich nichts. Lediglich die Planungsobjekte und der Planungszeitraum mit seiner Periodeneinteilung sind anders zu definieren. Dies entspricht dann der kapazitierten Hauptproduktionsprogrammplanung für eine Fabrik (GüntherlIempel meier, 2003, Abschn. 8 .3 ) . 272 B.3. Produktion und Logistik 3.3. Losgrößen- und Ressourceneinsatzplanung Das Ergebnis der Produktionsprogrammplanung, die mengen- und terminmäßig spe zifizierten Produktionsmengen der Endprodukte (Primärbedarfsmengen), bildet den Ausgangspunkt für die nachfolgende Ebene der Losgrößen- und Ressourceneinsatz planung, die für jedes Produktionssegment in Abhängigkeit von dessen spezifischen Gegebenheiten erfolgt. 3.3.1. Losgrößenplanung bei Werkstatt- und Kleinserienproduktion Bei Werkstattproduktion sind die Arbeitssysteme nach dem Funktionsprinzip räum lich angeordnet. Dieses Organisationsprinzip wird i. d. R. dann eingesetzt, wenn die Produktion einer Vielzahl unterschiedlicher Produkte in kleinen Auftragsgrößen (Kleinserienproduktion) vorherrscht. Die einzelnen Produktionsaufträge durchlaufen die Werkstätten in der Reihenfolge, die durch ihren Arbeitsplan festgelegt ist. Die Arbeitssysteme müssen dabei i . d. R. für jeden Auftrag umgerüstet werden. Bei der Produktionsplanung ist zu berücksichtigen, dass zur termingerechten Fertig stellung einer bestimmten Menge eines Endprodukts üblicherweise mehrere Vorpro dukte benötigt werden, die ihrerseits wieder aus mehreren Komponenten bestehen können (siehe Abschn. 4.2.2) . Jedes einzelne Vorprodukt wird in einem meistens aus mehreren Arbeitsgängen bestehenden und in einem Arbeitsplan dokumentierten Pro duktionsprozess hergestellt, dessen einzelne Abschnitte (Arbeitsgänge) durch Ar beitssysteme in unterschiedlichen Werkstätten ausgeführt werden. Abb. B.3-ii zeigt die Input-Output-Beziehungen (dargestellt durch Pfeile) zwischen den Vor- und Endprodukten (dargestellt durch Knoten) für ein Endprodukt P I , welches aus vier Vorprodukten besteht. Im unteren Teil der Abbildung sind die Bearbeitungsschritte angegeben, die zur Herstellung des Vorprodukts B I erforderlich sind. Die in der Praxis übliche - aber nicht korrekte - Vorgehensweise der Losgrößenpla nung abstrahiert von den Arbeitsgängen und den Ressourcen. Das Ergebnis sind Losgrößen für Produkte (dies sind die Knoten P I , B I etc . in Abb. B.3-i i) . Dabei Erzeugnisstruktur \ \ \ \ Arbeitsplan I , ... . " '�,." ., Montieren H Bohren H S(hlejfe�""�1 Abb. 8.3-11: Erzeugn isstruktur 3. Operative Entscheidungen 273 werden folgende Überlegungen angestellt. Ein Losgrößenproblem entsteht, wenn Be darfsmengen für ein Produkt mit unterschiedlichen zukünftigen Bedarfsterminen gegeben sind. Nehmen wir an, für ein Produkt liegen die in Tabelle B .3-6 ange gebenen Bedarfsmengen dt (t = 1 , 2, . . . , 6) vor. Tab. 8. 3-6: Bedarfsmengen fü r das Endprodukt 1 dt 1 1 0 1 � 1 2� 1 1 : 1 1 � 1 3� 1 Man kann nun versuchen, die einzelnen Bedarfsmengen jeweils so spät wie möglich, d. h. unmittelbar vor ihrem Bedarfszeitpunkt, zu produzieren. Da mit jeder erneuten Produktion des Produkts Rüstzeiten für die Vorbereitung des Arbeitssystems und z. T. auch Rüstkosten (z. B. Kosten für Reinigungsmaterial) entstehen, wird man be müht sein, Bedarfsmengen aus mehreren Perioden zu einem größeren Produktions auftrag (Los) zusammenzufassen. Da dies aber zu Lagerbeständen und Lagerkosten für die vorzeitig produzierten Produktmengen führt, entsteht ein Losgrößenproblem. Für dynamischen, periodenbezogen schwankenden Bedarf - eine Situation, die bei Werkstattproduktion die Regel ist - wird das Problem der Losgrößenplanung üb licherweise in vereinfachter Form durch ein dynamisches Losgrößenmodell abgebildet werden. Dabei geht man von folgenden Annahmen aus (Tempelmeier, 2003, Ab sehn. D.3 .2) : • Für einen Planungszeitraum von T Perioden seien geplante Bedarfsmengen dt (t = 1 , 2, . . . , T) eines Produkts gegeben, die jeweils zum Beginn einer Periode bereitzustellen sind. • Der Lagerbestand des Produkts zu Beginn der Periode 1 bzw. am Ende der Peri ode 0, Yo, sei Null . Der Lagerbestand am Ende des Planungszeitraums, YT, soll ebenfalls Null betragen. • Fehlmengen sind nicht erlaubt. Der Bedarf einer Periode muss also vollständig und rechtzeitig befriedigt werden. • Das Produkt wird durch eine Ressource mit unbeschränkter Kapazität produziert oder von einem externen Lieferanten beschafft. • Jede Beschaffungsmaßnahme bzw. Auflage eines Produktionsloses verursacht fixe Bestell- bzw. Rüstkosten in Höhe von s Geldeinheit. • Lagerungskosten in Höhe von h Geldeinheiten je Mengeneinheiten und Periode werden immer für die am Ende einer Periode t gelagerte Produktmenge Yt be rechnet. Die Aufgabe besteht nun darin, den optimalen Produktionsplan, beschrieben durch eine Folge von nach Menge und Zeitpunkt spezifizierten Losen qt (t = 1 , 2, . . . , T), zu bestimmen. Das beschriebene Problem kann durch folgendes Entscheidungs modell dargestellt werden: Minimiere T Z = L (h . Y[ + s . "'/[) ( 1 3 ) t�l 274 unter den Nebenbedingungen Yt-l + qt - Yt = dt qt - NI · It :S; 0 qt � 0 Yl � 0 ItE { O, I } Dabei bedeuten: Daten: B.3. Produktion und Logistik dt Nettobedarfsmenge in Periode t h Lagerkostensatz t = 1 , 2, . . . , T t = 1 , 2, . . . , T t = 1 , 2, . . . , T t = 1 , 2, . . . , T t = 1 , 2, . . . , T !vI große Zahl (lvI muss größer sein als die maximal mögliche Losgröße) s Rüstkostensatz T Länge des Planungszeitraums Variablen: qt Losgröße in Periode t Yl Lagerbestand am Ende der Periode t I1 binäre Rüstvariable ( 14) ( 1 5) ( 1 6) ( 17) ( 1 8) Dieses dynamische Losgrößenproblem kann mit Hilfe verschiedener exakter oder heuristischer Verfahren gelöst werden, auf die hier nicht näher eingegangen wer den soll. Siehe hierzu (Tempelmeier, 2003) . Geht man von Rüstkosten s = 250 und Lagerkosten h = 2 aus, dann sind die optimalen Losgrößen für das obige Beispiel qj = 40, qs = 40. Halbiert man die Rüstkosten dagegen auf s = 125 , dann lautet die optimale Lösung: qj = 10, q3 = 40, q6 = 30. Reduziert man die Rüstkosten auf s = 1 , dann ist es optimal, jeden Periodenbedarf durch ein gesondertes Los zu decken. Das dargestellte Losgrößenmodell wird in der betrieblichen Praxis sehr häufig für die Festlegung von Produktionsauftragsgrößen verwendet, da die Algorithmen zu seiner Lösung sehr einfach und in vielen Softwaresystemen zur Produktionsplanung und -steuerung implementiert worden sind. Das Losgrößenproblem wird dabei als Teilproblem im Rahmen der Materialbedarfsrechnung nach dem Dispositionsstufen verfahren (siehe Abschnitt 4.2 .2 .) gelöst. Diese Vorgehensweise erweckt den Eindruck einer systematischen "Optimierung" . Allerdings gelingt e s in vielen Fällen nicht einmal, einen zulässigen Plan zu erzeu gen, wenn die Kapazitäten der Ressourcen knapp sind. Es ist offensichtlich, dass die Losgrößen qj = 40 und qs = 40 z. B. an einer Bohrmaschine nicht realisierbar sind, wenn die Kapazität dieses Arbeitssystems nur die Produktion von 30 Mengeneinhei ten pro Periode zulässt. Ein Los von 40 Mengeneinheiten wird in diesem Fall zwangsläufig erst in der Folgeperiode vollständig bearbeitet sein. Wartet ein Kunde auf die Produkte, dann kommt es zwangsläufig zu einer Verspätung. Noch schwieriger wird die Situation in einer mehrstufigen Erzeugnis- und Prozess struktur, wie sie in Abb. B.3-11 dargestellt ist. Die Losgrößenplanung für einen nachfolgenden Arbeitsgang (z. B. Schleifen) muss die Losgrößen für die vorherge henden Arbeitsgänge berücksichtigen, die ihrerseits die begrenzten Kapazitäten der vorgelagerten Ressourcen (Bohren etc. ) in die Betrachtung einbeziehen müssen. 3. Operative Entscheidungen 275 Selbst wenn die Kapazität der "Schleiferei" ausreichen würde, um den gesamten Bedarf aus allen Perioden bereits in der ersten Periode zu produzieren (q l = 80), müsste noch geprüft werden, ob die Kapazität des vorgelagerten Arbeitssystems (Bohren) ebenfalls ausreicht, um bereits die gesamte Bedarfsmenge in der ersten Periode zu bearbeiten, da aufgrund der angenommen Prozessstruktur der Beginn des Arbeitgangs "Schleifen" den Abschluss des Arbeitsgangs "Bohren" voraussetzt. Wie oben erwähnt, werden in der betrieblichen Praxis die Ressourcen und deren Kapazitätsbeschränkungen aus den Losgrößenentscheidungen ausgeblendet. Das komplexe mehrstufige Mehrprodukt-Losgrößenproblem mit Kapazitätsbeschränkun gen wird in Einprodukt-Losgrößenprobleme zerlegt, wie sie in dem dargestellten Modell erfasst werden. Da man bei der Losgrößenplanung die Bedarfsmengen des betrachteten Produkts kennen muss, werden die Produkte nach sog. Dispositionsstu fen - wie in Abschnitt 4.2.2. beschrieben - sortiert und dann in dieser Reihenfolge bearbeitet. Da sich die Losgrößenplanung nach der beschriebenen Vorgehensweise aus der be trieblichen Praxis nicht auf die einzelnen Arbeitsgänge, sondern auf die Produkte bezieht, wird die für ein Produkt berechnete Losgröße auf den gesamten Arbeits plan dieses Produkts angewandt. Für die Arbeitsgänge der Baugruppe B I in Abb. B.3-1 1 bedeutet dies: Da möglicherweise bei jedem Arbeitsgang unterschiedliche Rüstzeiten (und evtl. Rüstkosten) entstehen und diese einen entscheidenden Einfluss auf die Losgrößen haben, werden in den meisten Fällen ökonomisch und technisch nicht sinnvolle Losgrößen verwendet. 3.3.2. Ressourceneinsatzplanung bei Werkstatt- und Kleinserienproduktion Nachdem in der Losgrößenplanung die Produktionsaufträge gebildet worden sind, müssen diese im nächsten Planungsschritt zur Produktion freigegeben und konkreten Arbeitssystemen zur Bearbeitung zugewiesen werden. Dabei müssen wiederum die begrenzten Kapazitäten der Ressourcen berücksichtigt werden. Während sich die Losgrößenplanung - auch dann, wenn sie Kapazitätsbeschränkungen berücksichtigt - oft nur auf die wichtigsten Erzeugnisse (z. B. A-Produkte) bezieht, müssen nun alle Produktions aufträge - auch die Aufträge für B- und C-Produkte und die Auf träge, die z. B . nur zur Auffüllung angegriffener Sicherheitsbestandsmengen gebildet worden sind - mit in die Planung einbezogen werden. Da bei der Losgrößenplanung die Transportvorgänge zwischen den einzelnen Ar beitsgängen sowie i. d. R. auch die Rüstzeiten an den Maschinen nicht explizit be achtet wurden, konnte dort nur mit einem vergleichsweise groben Zeitraster, z . B . auf Wochenbasis, gearbeitet werden. Im Vergleich zur Losgrößenplanung verfeinert sich nun die Periodeneinteilung, und es werden alle zeitverbrauchenden Vorgänge in die Betrachtung einbezogen. Die Ressourceneinsatzplanung basiert auf den in der Losgrößenplanung festgelegten Eckterminen der Aufträge (bezogen auf Endprodukte, Baugruppen oder Einzelteile) sowie auf den Arbeitsplänen der Erzeugnisse. Aus der Reihenfolge der Arbeitsgänge im Arbeitsplan lassen sich auch die notwendigen Transportvorgänge ableiten. Für jeden Arbeitsgang enthält der Arbeitsplan Angaben über die Rüstzeit sowie die 276 B.3. Produktion und Logistik Stückbearbeitungszeit. Daraus kann die Gesamtbearbeitungszeit eines Produktions auftrages an einem Arbeitssystem abgeleitet werden. Ist die vorangegangene Los größenplanung unter Berücksichtigung der Kapazitäten der Ressourcen etfolgt, dann sind die Arbeitspläne bereits dort berücksichtigt worden. Für die genaue Ressour ceneinsatzplanung werden nun noch Angaben über die Transportzeiten benötigt. Die Terminplanung ermittelt nun für jeden Arbeitsgang bzw. Auftrag den frühest möglichen und den spätest zulässigen Start- und Endtermin. In der betrieblichen Praxis wird in zwei Schritten vorgegangen. Zunächst werden in der sog. Durchlauf terminierung die Start- und Endtermine der Aufträge ohne Beachtung der Kapazi täten der Ressourcen berechnet. Erst in einem weiteren Schritt werden dann die sich aufgrund der zeitlichen Verteilung der Aufträge ergebenden Kapazitätsbelastungen den vorhandenen Kapazitäten der Ressourcen gegenübergestellt. Treten Überlastun gen der Ressourcen auf, dann ist der Terminplan nicht zulässig, denn es muss zwangsläufig zu Überschreitungen der geplanten Fertigstellungstermine einzelner Aufträge kommen. Um dies zu vermeiden, versucht man im Rahmen eines anschlie ßenden Kapazitätsbelastungsausgleichs, vorwiegend durch die zeitliche Verschiebung von Aufträgen einen zulässigen Terminplan zu erzeugen. Grundlage der Terminplanung bildet ein sog. Auftragsnetz, in dem alle für den be trachteten Planungszeitraum relevanten, an den einzelnen Arbeitssystemen durch zuführenden Produktionsaufträge (Arbeitsgänge) in Form eines MPM-Netzplans (Domschke/Drexl, 2002, Kap. 5) dargestellt werden. Für jeden Arbeitsgang wird ein Knoten eingeführt, dem die gesamte Bearbeitungszeit des betrachteten Produktions auftrags an dem Arbeitssystem zugeordnet wird. Für den Fall, dass es mehrere Arbeitsgänge ohne direkten Vorgänger (Startknoten) gibt, fügt man aus formalen Gründen einen Dummy-Knoten Q mit der Vorgangsdauer null ein und verbindet diesen mit den Startknoten. Die Vorgänger-Nachfolger-Beziehungen zwischen den Arbeitsgängen werden durch Pfeile symbolisiert. Q Abb. 8.3-12: Auftragsnetz 3. Operative Entscheidungen 277 Abb. B.3-12 zeigt ein Auftragsnetz, das aus der in Abb. B.3-1 1 dargestellten Erzeug nisstruktur abgeleitet wurde. Für die Produkte E I , E 2 und PI wurden jeweils zwei Arbeitsgänge angenommen, B I benötigt drei Arbeitsgänge und B2 wird in einem Arbeitsgang produziert. In einem Knoten bezeichnet die obere Zeile die Bearbei tungszeit (Vorgangsdauer) während das Zahlenpaar in der unteren Zeile die Num mer der durch den Arbeitsgang belasteten Ressource und die Anzahl der jeweils benötigten Kapazitätseinheiten angibt. So belegen die Arbeitsgänge EI-2, E2-2 und B I-3 die Ressource 2. Die Durchlaufterminierung bestimmt nun frühestmögliche und spätest zulässige Start- und Endtermine der Arbeitsgänge ohne Beachtung der Kapazitäten. Dies ge schieht mit Hilfe einiger einfacher Berechnungsvorschriften aus der Netzplantechnik (Domschke/Drexl, 2002), für deren Darstellung folgende Symbole eingeführt wer den: FAZ .7 FEZ .7 Nj SAZj SEZj 11 Dauer des Arbeitsgangs j zeitlicher Mindestabstand zwischen dem Ende des Arbeitsgangs j und dem Beginn des Arbeitsgangs n, z. B . zur Berücksichtigung von Transportzeiten frühestmöglicher Anfangszeitpunkt des Arbeitsgangs j frühestmäglicher Endzeitpunkt des Arbeitsgangs j Indexmenge der direkten Nachfolger des Arbeitsgangs j spätest zulässiger Anfangszeitpunkt des Arbeitsgangs j spätest zulässiger Endzeitpunkt des Arbeitsgangs j Indexmenge der direkten Vorgänger des Arbeitsgangs j Die Bestimmung der Termine geht in mehreren Schritten vor sich. In einer Vor wärtsrechnung werden zunächst die frühestmöglichen Start- und Endtermine be stimmt. Die anschließende Rückwärtsrechnung führt zu spätestzulässigen Start- und Endterminen. Durch Analyse der frühestmöglichen und spätestzulässigen Termine können dann sog. Pufferzeiten abgeleitet werden. Vorwärtsrechnung. Durch die Vorwärtsrechnung erhält man für alle Arbeitsgänge die frühestmäglichen Zeitpunkte, FAZj und FEZj (j = 1 , 2 , . . . , J). E s gelten folgende Beziehungen, wobei den Arbeitsgängen ohne Vorgänger ein künstlicher Startkno ten Q vorgeschaltet wird: FAZQ = 0 FEZj = FAZj + dj FAZj = max { FEZu + duj } uE Vj ( 1 9) (20) (2 1 ) Rückwärtsrechnung. Der früheste Fertigstellungstermin des Endproduktauftrags er gibt sich nach der Vorwärtsterminierung als FEZ.!. Ausgehend von diesem Termin kann man nun rückwärts rechnen und für alle Arbeitsgänge die spätestzulässigen Zeitpunkte SAZj und SEZj (j = 1 , 2, . . . , J) ermitteln. Spätestzulässig bedeutet dabei : nur so spät, dass die termingerechte Fertigstellung des Endprodukts nicht verzögert wird. Für die Rückwärtsrechnung kann man den spätestzulässigen End zeitpunkt des letzten Arbeitsgangs gleich seinem frühestmöglichen Fertigstellungs termin setzen: SEZ.] = FEZ.] (22) 278 B.3. Produktion und Logistik Alternativ kann man auch auf einen (später liegenden) vorgegebenen Wunschtermin zurückgreifen. Bei der Rückwärtsterminierung wird wie folgt gerechnet: SAZj = SEZj - dj SEZj = min { SAZn - djn } n ENj (23) (24) Bestimmung der Pufferzeiten und des kritischen Weges. Die gesamte Pufferzeit (Domschke/Drexl, 2002, Abschn. 5 .2 .2 .2 .) eines Arbeitsgangs j, GPj, ist gleich der Differenz zwischen frühestmäglichem und spätestzulässigem Anfangs- bzw. End termin des Arbeitsgangs : GPj = SAZj - FAZj = SEZj - FEZ) (25) Die gesamte Pufferzeit gibt an, um wie viele Zeiteinheiten die Bearbeitungsdauer des Arbeitsgangs j bei frühestmäglichem Start verlängert werden kann, ohne dass der spätestzulässige Anfangstermin des nachfolgenden Arbeitsgangs überschritten wird. Arbeitsgänge, die eine gesamte Pufferzeit von null (oder gleich der Differenz zwischen dem Wunschtermin SEZ.! und dem frühestmäglichen Endtermin FEZ.!) haben, nennt man kritisch, denn ihre Verlängerung führt unausweichlich zu einer Verzägerung der Fertigstellung des Endproduktauftrags. Für das obige Beispiel erhalten wir die in Tab. B.3-7 zusammengestellten Ergeb nisse. Zuerst werden alle FAZ- und FEZ-Werte ermittelt ("Vorwärts "-Richtung). Dann folgt die Bestimmung der SAZ- und SEZ-Werte ("Rückwärts"-Richtung) . Im Anschluss daran werden die Pufferzeiten berechnet. Tab. 8. 3-7: Ergebn isse Vorgang FAZ . ] FEZ. ] SAZ, SEZj G p. ] E1 -1 vorwärts J)- 0 2 0 2 0 E1 -2 2 5 2 5 0 E2-1 0 2 2 4 2 E2-3 2 3 4 5 2 82 5 8 5 8 0 81 -1 8 1 0 8 1 0 0 81 -2 1 0 1 4 1 0 1 4 0 81 -3 1 4 1 5 1 4 1 5 0 P1 -1 15 1 7 1 5 1 7 0 P1 -2 1 7 1 8 rückwärts 11- 17 18 0 Die zeitliche Entwicklung der Auftragsbearbeitung (hier bei frühestmäglicher Ein planung aller Arbeitsgänge) wird durch das Gantt-Diagramm in Abb. B.3-13 ver anschaulicht. Die Zahlenpaare geben wieder die - in der Terminplanung bisher noch nicht berücksichtigten - Resourcennummern und die Anzahl jeweils belegter Ein heiten an. Man erkennt, dass die Ressourcen 1 und 2 in den ersten Perioden des Planungszeit raums überlastet sind. Dieser unter Vernachlässigung der Kapazitäten aufgestellte Terminplan ist demzufolge nicht realisierbar, wenn von jeder Ressource nur eine Kapazitätseinheit zur Verfügung steht. 3. Operative Entscheidungen E H 1/1 E I ·2 2/1 E2.�1 h-I /"I - -+-----' Cl E2-3 c t1 92 J<3 1: B I - I .:. B I - 2 B I · 3 P I · I P I - 2 -r-,-,-,--,-,-,--,-,-,--,-,-,--,-,-,-,--+� 9 1 0 I 1 1 2 1 3 14 I S 1 6 1 7 1 8 Abb. 8.3-13: Auftragsfortschr i tt (u nzu läss iger P lan) 279 In der Praxis versucht man im Rahmen des sich an die Terminplanung anschließen den sog. Kapazitätsbelastungsausgleichs, vor allem durch Verschiebung der Arbeits gänge innerhalb ihrer Pufferzeiten, zu einer zulässigen Ressourcenbelastung zu kommen. Bereits im vorliegenden, noch recht einfachen Beispiel gelingt dies nicht. Als Alternative zu der beschriebenen Zweiteilung der Terminplanung in eine kapa zitätsignorierende Phase und eine kapazitätssensitive Phase bietet es sich an, das betrachtete Problem durch ein geeignetes Entscheidungsmodell abzubilden und zu lösen. Das betrachtete Terminplanungsproblem wird in der Literatur als "Resource Constrained Project Scheduling Problem" (RCPSP) behandelt (GüntherlTempel meier, 2003 ; Domschke/Drexl, 2002). Für dieses Problem sind in den letzten Jahren zahlreiche ModelIierungsvarianten sowie exakte und heuristische Lösungsverfahren vorgeschlagen worden. Wendet man ein derartiges Verfahren an, dann erhält man für das Beispiel den in Abb. B.3-14 abgebildeten zulässigen Produktionsplan. Die Zykluszeit dieses Produktionsplans (Differenz zwischen dem Fertigstellungszeit punkt des letzten Arbeitsgangs und dem Startzeitpunkt des ersten Arbeitsgangs) ist gegenüber dem Plan aus Abb. B.3-13 eine Periode länger. Dafür ist der Plan hin sichtlich der Kapazitätsbeanspruchung aber zulässig. Nach Abschluss der Ressourceneinsatzplanung liegt für jeden Arbeitsgang ein ge planter Start- und Endtermin vor, wobei u. U. bereits als notwendig erkannte Ter minverschiebungen berücksichtigt worden sind. Auf der Grundlage dieser Termine E2·1 Cl E2-3 c F B2 :2 B I -I ..( B I ·2 B 1 -3 P I - I P I -2 -r-,-,-,--,-,-,-,--,-,,-,--,-,-,-,--,-,-,--r-1 9 1 0 1 1 1 2 1 3 14 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 Abb. 8. 3-14: Auftragsfortschr i tt (zu läss iger P lan) 280 B.3. Produktion und Logistik erfolgt dann die Auftragsfreigabe, die den Nachschub des Produktionsbereichs mit Aufträgen regelt. Den letzten Planungsschritt vor der Veranlassung der Produktions prozesse und dem Beginn der Produktion bildet die Feinplanung (Ablaufplanung, Reihenfolgeplanung, Maschinenbelegungsplanung) . Vor allem wenn in den vorgelagerten Planungsphasen die Kapazitätsbeschränkungen der Ressourcen nur unzureichend berücksichtigt wor den sind, kommt es regelmäßig vor, dass mehrere Aufträge dieselben Arbeitssys teme bzw. Ressourcen zur gleichen Zeit beanspruchen. In diesem Fall ist zu ent scheiden, in welcher Reihenfolge die an einem Arbeitsplatz auf die Bearbeitung war tenden Aufträge bearbeitet werden sollen. Unter Beachtung des Rüst- und Betriebszustands der Arbeitssysteme und der Ver fügbarkeit von Werkzeugen, Transportmitteln usw. wird nun die zeitliche Zuordnung der einzelnen Aufträge zu den Ressourcen auf der Basis einer stunden- bis minuten genauen Zeiteinteilung festgelegt. Auch die erforderlichen Transportzeiten zwischen den einzelnen Produktionsstellen müssen nun explizit berücksichtigt werden. Die Feinplanung ist die Nahtstelle zwischen der Planung und der Durchführung der Pro duktion. Sie kann mit Hilfe eines elektronischen Leitstands realisiert werden. In den Prozess der kurzfristigen Feinplanung werden alle die Aufträge einbezogen, deren geplanter Starttermin in den Planungszeitraum fällt oder die noch in Arbeit sind. Bevor jedoch die eigentliche Planung der Maschinenbelegung vorgenommen wird, ist es sinnvoll, zunächst eine Verfügbarkeitsprüfung durchzuführen. Es ist zu prüfen, ob auch alle benötigten Werkzeuge und die in das Produkt eingehenden Er zeugnisse rechtzeitig zur Verfügung stehen. Alle Arbeitsgänge, deren Vorgänger noch nicht abgeschlossen sind, werden zurückgestellt und nicht in die Terminierung einbezogen. Zur Ablaufplanung existiert eine umfangreiche Literatur (Blaiewicz et al. , 1 996; Pinedo/Chao, 1999), und es gibt eine nahezu unübersehbare Vielfalt von Problem stellungen und Modellvarianten sowie Lösungsverfahren. In der Praxis werden vor allem heuristische Verfahren eingesetzt, und zwar insbesondere Verfahren, die mit Prioritätsregeln arbeiten. Dabei werden die Aufträge, die zu einem bestimmten Zeit punkt an einer Maschine auf die Bearbeitung warten, als Kunden in einer Warte schlange interpretiert, deren Bedienungsreihenfolge sich aus einer Warteschlangen disziplin bzw. Prioritätsregel ergibt, nach der die Warteschlange vor der Maschine sortiert wird. Sortierkriterien können z. B. der Ankunftstermin, der geplante Liefer termin, die Bearbeitungsdauer eines Auftrags oder eine Vielzahl anderer Auftrags merkmale sein. Während bei Werkstatt- und Kleinserienproduktion die beschriebene zeitliche Tren nung von Losgrößenplanung und Ressourceneinsatzplanung wegen der vielen Auf träge als vertretbar angesehen werden kann, gilt dies für die im nächsten Abschnitt behandelte Fließ- und Sortenproduktion nicht mehr. 3. Operative Entscheidungen 28 1 3.3.3. Simultane Losgrößen- und Ressourceneinsatzplanung bei Fließ- bzw. Sortenproduktion Wir betrachten nun die operative Planungssituation in einem Fließproduktionsseg ment, das zeitlich nacheinander verschiedene Varianten eines Grundprodukts in gro ßen Mengen produziert (Sortenproduktion) . Die einzelnen linear angeordneten Arbeitssysteme müssen aufgrund ihrer geringen Flexibilität zwischen der Bearbei tung unterschiedlicher Produktvarianten umgerüstet werden. Der Umrüstvorgang verursacht manchmal Rüstkosten (z. B . für Reinigungsmittel) und immer einen Ver lust an Rüstzeit. Während dieser z . T. sehr langen Rüstzeit ist der Produktionspro zess an der gesamten Anlage unterbrochen. Die Produktion einer Sorte erstreckt sich oft über einen längeren Zeitraum (z. B. mehrere Wochen) . Da Umrüstvorgänge mit Rüstzeitverlusten zu berücksichtigen sind, entsteht ein Los größenproblem. Im Unterschied zu der bei Werkstattproduktion angenommenen Si tuation kann man wegen der großen Produktionsmengen nun davon ausgehen, dass der Bedarf annähernd kontinuierlich in gleich bleibender Höhe auftritt. In diesem Fall liegt es nahe, zunächst die "Mutter aller Losgrößenmodelle ", das klassische Modell der optimalen Losgröße einzusetzen. Dieses bereits im Jahre 1 9 1 3 von Harris vorgeschlagene Modell bildet die folgende Planungsituation ab : • Es tritt ein kontinuierlicher und konstanter Bedarf mit der Bedarfsrate D (Men geneinheiten/Zeiteinheit) auf. • Die Produktion erfolgt an einem Arbeitssystem, das mit der Produktionsge schwindigkeit p (Mengeneinheiten/Zeiteinheit) produziert. • Bei jedem Rüstvorgang entstehen Rüstkosten in Höhe von s (GeldeinheitenlRüst vorgang) . • Jede gelagerte Produkteinheit verursacht Lagerkosten in Höhe von h Geldeinhei ten pro Mengeneinheit und Zeiteinheit. Es ist die Losgröße zu bestimmen, bei der die Summe aus Rüst- und Lagerkosten pro Zeiteinheit minimal wird, d. h . Minimiere D q Z(q) = - . 8 + - . ( 1 - p) . h q 2 (26) wobei p = � als Auslastung des Arbeitssystems durch das betrachtete Produkt inter pretiert werden kann. Der Quotient � beschreibt die Anzahl von Rüstvorgängen pro Zeiteinheit, während � den durchschnittlichen Lagerbestand bei unendlicher Produk tionsgeschwindigkeit angibt. Der Faktor C l - p) ist der Einfluss der endlichen Pro duktionsgeschwindigkeit auf die Höhe des maximalen Lagerbestands. Die Rüstkosten dienen zur Quantifizierung der negativen Effekte, die mit dem Um rüsten eines Arbeitssystems verbunden sind. Hierzu gehören einmal diejenigen Kos ten, die als bewerteter Faktoreinsatz unmittelbar mit dem Rüstvorgang verbunden sind, z. B . Kosten für Reinigungsmaterial oder Material- und Entsorgungskosten für 282 B.3. Produktion und Logistik Ausschuss zu Beginn der Produktion eines neuen Loses . Diese Kosten kann man recht gut quantifizieren. Darüber hinaus werden die Rüstkosten in der Praxis üblicherweise um einen Zu schlag erhöht, der die Aufgabe hat, die Anzahl von Rüstvorgängen pro Periode zu beeinflussen. Hierzu wird wie folgt argumentiert. Ein Rüstvorgang verbraucht Zeit, die bei einem Verzicht auf das Rüsten zur Herstellung von Produkten verwendet werden könnte. Jede durch unproduktives Rüsten verlorene Zeiteinheit hat demnach einen Wert, der dem entgangenen Deckungsbeitrag der in dieser Zeit nicht produ zierten Produktmenge entspricht. Würde die Rüstzeit mit Hilfe einer Kapazitätsre striktion direkt in das Losgrößenmodell einbezogen, dann könnte auf diesen Oppor tunitätskostenanteil in den Rüstkosten verzichtet und diejenige Losgröße bestimmt werden, welche die Summe aus direkt zurechenbaren Rüstkosten und Lagerkosten pro Periode unter Beachtung der verfügbaren Kapazität minimiert. Da das obige einfache Losgrößenmodell die Kapazität aber vernachlässigt, versucht man durch einen Zuschlag zu den Rüstkosten, das Ausmaß der Rüstzeitverluste zu beeinflussen (Misshauer, 1996) . Diese Vorgehensweise setzt aber voraus, dass man den wirkli chen Wert einer entgangenen Rüstzeiteinheit kennt. Das gesuchte Gesamtkostenminimum findet man durch Nullsetzung der ersten Ab leitung von (26) und Auflösung nach q: � qOPl = Y (27) Betrachten wir als Beispiel einen Zulieferer aus der Automobilindustrie, der auf einer Produktionsanlage K = 3 Produkte herstellt. Aufgrund von Liefer- und Abruf verträgen mit den Kunden werden die Produkte gleichmäßig über das Jahr verteilt abgerufen. Man kann daher von einem kontinuierlichen Bedarfsverlauf ausgehen. Die für die Losgrößenbestimmung erforderlichen Daten sind in Tabelle B .3-8 zu sammengefasst. Die letzten beiden Zeilen enthalten die sich aus Gleichung (27) er gebenden optimalen Losgröße qkPt und den entsprechenden Produktionszyklus tkPt für jedes Produkt k. Tab. 8. 3-8: Daten und opt imale Losgrößen Produkt k 1 2 3 Nachfragerate D, 761 60 9320 29440 Lagerkostensatz hk 0.0588 0.8772 1 .8648 Rüstkostensatz 8, 48 1 1 6 198 Produ kt ionsrate Pk 240870 56865 66537 Opti male Losgröße qfpt 1 3845 1 717 3349 opl Optimaler Produkt ionszyklus tfPt = � 0.177 0.1 84 0.1 1 4 Dk Das Gantt-Diagramm in Abb. B.3-15 zeigt die aus der unabhängigen Betrachtung der einzelnen Produkte resultierenden produktspezifischen Produktionspläne mit zyk lisch wiederkehrenden Produktionszeiträumen. Die Balken markieren die Zeitspan nen, in denen die Produktionsanlage belegt ist. In den Zeiträumen zwischen zwei 3. Operative Entscheidungen 283 0.0 0.1 0.2 03 0.4 05 0.6 0.7 Zeit Abb. 8.3-15: Produkt ionsplan hintereinander liegenden Balken wird die kontinuierliche Nachfrage nach einem Produkt aus dem während der Produktionsphase aufgebauten Lagerbestand bedient. Durch die unkoordinierte Einplanung der produktspezifischen Produktionszeiträume kommt es in einigen Perioden zu Überschneidungen und demzufolge zu einer Über lastung der Produktionsanlage. Da die Produktionsanlage immer nur ein Produkt produzieren kann, ist dieser Produktionsplan nicht zulässig . Um die beobachteten Überschneidungen der Produktionszeiträume zu vermeiden, muss man die Produktionsreihenfolge bei der Bestimmung der Losgrößen simultan mit berücksichtigen. Das resultierende Mehrprodukt-Losgrößenproblem wird in der Literatur als "Economic Lot Scheduling Problem" (ELSP) bezeichnet (Carstensen, 2002) . Eine zulässige Lösung des Problems lässt sich durch eine Nebenbedingung erzwingen, die verlangt, dass alle Produkte mit einem einheitlichen Produktionszyk lus tAoPt = T (k = 1 , 2, . . . , K), d. h. in demselben Abstand produziert werden. Die Reihenfolge der Produkte ist dabei beliebig. Die Zielfunktion für diesen sog. "Com mon Cycle " -Ansatz lautet Minimiere Z(T) = L - + - . Dk . hk . ( 1 - Pk) J( [Sk T ] k=1 T 2 (28) Den optimalen gemeinsamen Produktionszyklus findet man, indem man die Ablei tung von (28) nach T gleich Null setzt und anschließend nach T auflöst: TOpl = (29) Da jedes Produkt genau einmal innerhalb des Produktionszyklus produziert werden soll, muss die Losgröße qk ausreichen, um den Bedarf während Topt zu decken. Es gilt also k = 1 , 2, . . , K (30) Wendet man die obige "Common Cycle"-Politik auf das Beispiel an, dann ergibt sich folgende Lösung. TOpl = 2 . 362 --- = 0. 1 34 40506 284 B.3. Produktion und Logistik 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 05 0.6 Zeit Abb. 8. 3-16: Produkt ionsp lan m i t gemei nsamem Prod u kt ionszyklus q2'pt = 1246 q�Pt = 3936 0.7 Abb. B.3-16 stellt den Produktionsplan dar, bei dem die Ressource zu keinem Zeit punkt durch mehrere Produkte belegt wird. Es zeigt sich, dass die Ressource zwi schen dem Ende der Produktion des Produkts 3 und dem Anfang des nächsten Pro duktionszyklus (Produktion des Produkts 1 ) unbeschäftigt ist. Dies ist auf den Ein fluss der extern vorgegebenen Rüstkostensätze zurückzuführen. Berücksichtigt man auch noch mögliche (reihenfolgeunabhängige) Rüstzeiten Tk (k = 1 , 2, . . . , K), die zwischen der Produktion zweier Lose auftreten, dann muss folgende Bedingung erfüllt sein, wenn ein Produktionszyklus zulässig sein soll : L Tk + qk <::: T K [ ] k=l Pk (3 1 ) In dem Produktionszyklus der Länge T müssen also sämtliche Rüstvorgänge und sämtliche Produktions vorgänge Platz finden. Bei zu kleinen Losen geht u. U. so viel produktiv nutzbare Zeit für Rüstvorgänge verloren, dass der Zyklus T nicht aus reicht, um alle Lose zu produzieren. Ersetzen wir in Beziehung (3 1 ) die Losgröße qk = Dk . T und Dk = Pk, dann ergibt Pk sich folgende Bedingung für die Zulässigkeit des Produktionszyklus : J( L Tl _'_:=--:1:::--_ < T K 1 - L Pk k=l (32) Auch reihenfolgeabhängige Rüstzeiten lassen sich leicht berücksichtigen. So dauert es wegen der aufwendigeren Reinigung länger, einen Kessel, in dem Schokoladen masse angerührt wird, von dunkler Schokolade auf helle Schokolade umzurüsten als umgekehrt. In diesem Fall kann man zunächst die umrüstzeitminimale Rüstfolge bestimmen - hierzu bietet sich die ModelIierung als Problem des Handlungsreisen den (Traveling-Salesman-Problem) an (Domschke/Drexl, 2002) - und dann die mini male Rüstzeitensumme im Zähler von (32) verwenden. Wir erweitern das Beispiel, indem wir annehmen, dass reihenfolgeunabhängige Rüstzeiten zu berücksichtigen sind, die Tl = 0.008, T2 = 0.005 und T3 = 0.002, also insgesamt 0.0 1 5 Zeiteinheiten betragen. Der oben ermittelte Produktionszyklus Topt = 0. 1 34 ist in diesem Fall nicht zulässig, da nach Abzug der Zeitspanne, die für die 3. Operative Entscheidungen 285 eigentliche Produktion benötigt wird, nur noch 0.0 1 1 Zeiteinheiten für Rüstvorgänge übrig bleiben. Nach Beziehung (32) erhalten wir als untere Schranke für den ge meinsamen Produktionszyklus : 0 .0 1 5 1 _ 0.923 = 0. 1 94 S T Es muss also seltener gerüstet werden, damit nicht zu viel produktive Zeit durch unproduktive Rüstvorgänge verloren geht. Mit Topt = 0. 1 94 erhält man folgende Losgrößen: qfpt = 14749, q2Pt = 1 805 und q30pt = 570 1 . Abb. B.3.-1 7 zeigt den opti malen Produktionsplan, wobei die horizontalen Balken nun auch die Rüstzeiten ent halten. Die Produktionsanlage ist nun zu 100 % ausgelastet. Der dargestellte Lösungsansatz kann noch weiter verbessert werden, z. B. durch die Annahme, dass die produktbezogenen Produktionszyklen nicht mehr alle identisch, sondern Vielfache eines gemeinsamen Basiszyklus sind. Durch diese und weitere Verfeinerungen der Modellformulierung, die allerdings auch einen höheren Lö sungsaufwand erfordern, lassen sich beträchtliche Kostenreduktionen im Vergleich zum "Common Cycle" -Ansatz erreichen. Obwohl das dargestellte Losgrößenmodell für annähernd statischen Bedarf geeignet ist, findet man in der Praxis oft Situationen, in denen der Bedarf sich aus perioden spezifischen Kundenaufträgen ableitet. Die für einen Auftrag zu produzierenden Mengen sind zwar so groß, dass Fließ- bzw. Sortenproduktion sinnvoll ist, aber die Mengen unterscheiden sich im Zeitablauf. In diesem Fall liegt dynamischer Bedarf vor. Bei Anwendung des obigen Entscheidungsmodells kommt es dann zum einen zu einer fehlerhaften Erfassung der Lagerkosten, da der Lagerbestand sich nicht mehr in zyklisch abwechselnden Phasen des Bestandsauf- und -abbaus entwickelt. Zum anderen erreicht man mit einem zyklischen Produktionsplan keine zulässige Lösung mehr. Für diese Situation sind zahlreiche dynamische Mehrprodukt-Losgrößenmodelle ent wickelt worden, die mit einer sehr feinen diskreten Einteilung der Zeitachse arbei ten (Tempelmeier, 2003, Abschn. D.3 .3) . 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Zeit Abb. 8. 3-1 7: Produ kt ionsp lan m i t gemei nsamem Produ kt ionszyklus bei Beachtung von Rüstzeiten 0.7 286 B.3. Produktion und Logistik 3.4. Transport- und Tourenplanung Transporte finden statt, wenn Bedarfsort und Angebotsort eines Gutes nicht überein stimmen und daher eine Raumüberbrückung erforderlich ist. Zwischenbetriebliche Transporte treten zwischen den Knoten mit unterschiedlichen Standorten in einem logistischen System auf. Innerbetriebliche Transporte sind dagegen innerhalb eines Lagers oder in und zwischen den einzelnen Produktionssegmenten und Lagerberei chen in einer Produktionsstätte durchzuführen. Probleme der operativen Transportplanung treten in der Praxis in verschiedenen Ausprägungen auf. Eine enge Verzahnung der Transportplanung mit der Produk tionsplanung ergibt sich, wenn ein Produkt in mehreren Produktionsstätten (mit evtl. beschränkten Kapazitäten) hergestellt wird und an mehreren Abnehmerzentren (mit unterschiedlichen Bedarfsmengen) nachgefragt wird. In dieser Situation muss fest gelegt werden, welche Abnehmerzentren mit welchen Mengen von den einzelnen Produktions stätten beliefert werden. Dieses Problem ist in der Literatur als klassi sches Transportproblem bekannt und relativ leicht lösbar. Es tritt - wie oben bereits erwähnt - auch als Subproblem im Rahmen eines diskreten Standortproblems auf (Günther/Tempelmeier, 2003) . Ein gänzlich anderes Problem mit sehr vielen Varianten entsteht, wenn eine Unter nehmung von einem Lagerknoten (Depot) aus täglich eine Menge von Aufträgen an einen räumlich verstreuten Kreis von Abnehmern ausliefert und die Größe (Gewicht und/oder Volumen) der einzelnen Aufträge so gering ist, dass es möglich wird, mehrere Abnehmer durch ein Fahrzeug im Rahmen einer Auslieferungstour zu be liefern. Reicht die Kapazität des Fahrzeugs zur Aufnahme aller Aufträge aus und bestehen keine Beschränkungen hinsichtlich der zeitlichen Ausdehnung der Fahrt, dann entsteht ein Handlungsreisenden-Problem. Dabei ist die kostenminimale Be suchsreihenfolge der Abnehmer durch das Fahrzeug zu bestimmen. Zur Lösung von Handlungsreisenden-Problemen existieren leistungsfähige exakte Algorithmen der kombinatorischen Optimierung sowie eine große Anzahl heuristischer Lösungsver fahren (Domschke, 1997). Reicht die Kapazität eines Fahrzeugs nicht zur Aufnahme aller Aufträge aus, dann entsteht ein Tourenplanungsproblem, wobei zu entscheiden ist, in welcher Weise die Abnehmer zu Touren zusammengefasst werden sollen und in welcher Reihenfolge die Abnehmer einer Tour zu beliefern sind. Dabei sind oft vielfältige Restriktionen zu berücksichtigen, die sich nicht nur auf das Ladegewicht und -volumen eines Fahrzeugs beziehen. Zusätzlich können von den zu beliefernden Abnehmern Zeit fenster vorgegeben sein, die z. B. die Belieferung zwischen 1 300 Uhr und 1 500 Uhr verbieten oder eine Belieferung vor 1 000 Uhr erzwingen. Dabei sind insbesondere in Ballungsgebieten und auf viel befahrenen Autobahnen tageszeitabhängige Fahr zeiten zu berücksichtigen. Auch die Notwendigkeit, von den Abnehmern bestimmte Güter (z. B . Leergut) wieder einzusammeln, tritt in praktischen Tourenplanungspro blemen häufig auf. In manchen Fällen wird die Auftragsmenge auch erst vor Ort beim zu beliefernden Kunden festgelegt, so dass das Problem stochastische Ele mente enthält (z. B. Auslieferung von Tiefkühlkost) . 3. Operative Entscheidungen 287 Selbst die einfachste Variante eines Tourenplanungsproblems (ein Depot, nur Auslie ferung, deterministisch bekannte Aufträge, identische Fahrzeuge, keine Zeitrestrik tionen) ist für realistische Problemgrößen nur mit Hilfe heuristischer Verfahren zu lösen (Fleischmann/Gietz, 2003) . Ein bekanntes Verfahren ist das sog. Saving-Ver fahren. Dabei bestimmt man implizit mit der Zuordnung der Abnehmer zu einer Tour auch die Reihenfolge, in der die Kunden innerhalb der Tour besucht werden. Zu diesem Zweck startet man mit einer Lösung, in der jeder Abnehmer durch eine Pendeltour (d. h. direkte Hinfahrt und direkte Rückfahrt) versorgt wird. Die Kosten für die Versorgung dieses Abnehmers bestehen dann aus den Kosten für die Hin und Rückfahrt. Anschließend wird für jede Verbindung zwischen zwei Abnehmern i und .1 die Kostenersparnis errechnet, die sich ergibt, wenn der Abnehmer .1 direkt im Anschluss an den Abnehmer i beliefert wird. Man spart dann den Rückweg vom Abnehmer i und den Hinweg zum Abnehmer .1, muss aber zusätzlich von i nach .1 fahren. Das Saving-Verfahren besteht nun einfach darin, die Touren schrittweise so lange zu vergrößern, wie Kostenersparnisse realisierbar sind und die Kapazitätsre striktionen der Fahrzeuge dies zulassen. Die Reihenfolge der Aufnahme der Abneh mer in die Touren richtet sich nach der Höhe der Ersparnis . Dieses Prinzip ist in verfeinerter Form in zahlreichen Softwaresystemen zur Tourenplanung implemen tiert. Moderne Tourenplanungssoftwarepakete arbeiten mit ausgefeilten graphischen Benutzeroberflächen, die dem Disponenten in stufenlos vergrößerbaren digitalisier ten Landkarten sowohl die einzelnen Kundenstandorte als auch die Strecken, die im Rahmen der ermittelten Touren zu befahren sind, anzeigen. 3.5. Bestandsmanagement Im Zusammenhang mit der Darstellung der Struktur eines Logistiksystems wurde bereits darauf hingewiesen, dass Lagerbestände in verschiedenen Knoten eines Lo gistiknetzes vorkommen können. In den vorangegangen Abschnitten sind Lager bestände als Bestandteile mehrerer Entscheidungsmodelle - z. B. des klassischen Losgrößenmodells - aufgetaucht. Diese Bestände ergaben sich jeweils dadurch, dass es aus ökonomischen oder Kapazitätsgründen erforderlich war, deterministisch be kannte zukünftige Nachfragemengen auf Vorrat zu produzieren und bis zu ihrem Bedarfszeitpunkt einzulagern. Aufgrund der Annahme der Sicherheit konnte der Auf- und Abbau des Lagerbestandes für ein Produkt exakt vorhergesagt werden. Diese Möglichkeit besteht nicht mehr, wenn man berücksichtigt, dass sowohl der Zugang von Produkten in ein Lager als auch der Abgang aus dem Lager Zufallsein flüssen unterliegen können. Mögliche Ursachen der Unsicherheit können in den Nachfragemengen, den Wiederbeschaffungszeiten, den Anlieferungsmengen und im Bereich der Lagerbestandsüberwachung liegen (GüntherlTempelmeier, 2003 , Ab schnitt 10 . 1 ) . Dominieren die zufälligen Einflüsse, dann bietet e s sich an, zur Steuerung des La gers sog. Lagerhaltungspolitiken (Lagerdispositionssysteme ) einzusetzen. Eine Lagerhaltungspolitik wird definiert durch eine Menge von Entscheidungsregeln, die Angaben darüber enthalten, nach welchen Gesichtspunkten Lagerzugangsmen gen für zukünftige Zeitpunkte eingeplant werden sollen. 288 B.3. Produktion und Logistik Bei Anwendung einer Lagerpolitik werden die Produkte i. d. R. weitgehend unab hängig voneinander disponiert. Man geht davon aus, dass das Lager einer stochasti schen Nachfrage gegenübersteht und dass es Nachschub aus einem anderen Knoten des Logistiksystems (z. B. von einem Zulieferer) erhält. Zwischen der Anforderung von Nachschub und dem Lagerzugang liegt eine Wiederbeschaffungszeit. Zwei für die Höhe der gesamten Lagerkosten entscheidende Fragen werden durch eine Lagerhaltungspolitik beantwortet, und zwar, wann eine Wiederbeschaffungs maßnahme eingeleitet werden soll und wie viel jeweils bestellt werden soll . Zur Beantwortung der ersten Frage - nach dem Zeitpunkt der Bestellung bei einem Lieferanten - bestehen zwei Möglichkeiten: r Man bestimmt ein festes Bestellintervall der Länge r und löst alle r Perioden eine Bestellung aus . s Man vergleicht nach jeder Bewegung des Lagerbestands den aktuellen Lagerbe stand b mit einem vorgegebenen Meldebestand (Bestellpunkt) s und löst eine La gerbestellung aus, sobald der aktuelle Lagerbestand den Bestellpunkt erreicht bzw. unterschritten hat. Zur Beantwortung der zweiten Frage - nach der jeweils zu beschaffenden Menge bestehen ebenfalls zwei Möglichkeiten: q Man legt eine konstante Bestellmenge q fest und bestellt bei jeder Bestellung ge nau diese Menge q. S Man legt einen Maximalbestand (Bestellniveau) S fest und bestellt bei jeder Be stellung die Menge (S - b), die ausreichen würde, um den Lagerbestand b bei sofortiger Lieferung der Produkte auf das Niveau S anzuheben. Eine Lagerhaltungspolitik kann nun dadurch charakterisiert werden, in welcher Weise die beiden Fragen nach dem "Wann" und dem "Wie viel" beantwortet wer den. Darüber hinaus ist noch danach zu differenzieren, ob die Überwachung des Lagerbestands periodisch oder kontinuierlich, d. h. in festen Zeitabständen oder nach jeder Lagerbewegung, erfolgt. Entsprechend kann man folgende Lagerhaltungspoli tiken unterscheiden: • (s, q)-Politik: variabler Bestellzyklus und konstante Bestellmenge, • (r, S)-Politik: konstanter Bestellzyklus und variable Bestellmenge, • (s, S)-Politik: variabler Bestellzyklus und variable Bestellmenge. Gemeinsames Merkmal aller Lagerpolitiken ist es, dass Unsicherheit während eines Risikozeitraums aufgefangen werden soll. Der Risikozeitraum setzt sich in Abhän gigkeit von der Lagerpolitik aus der Wiederbeschaffungszeit L sowie dem Überwa chungsintervall r zusammen. Innerhalb des Risikozeitraums tritt stochastische Nach frage auf, die so hoch sein kann, dass der Lagerbestand zu ihrer Deckung nicht aus reicht und es zu Fehlmengen kommt. Diese sind entweder mit Umsatzverlusten ver bunden oder sie können - falls die Nachfrager geduldig sind - bis zur nächsten Wiederauffüllung des Lagers vorgemerkt werden. Beide Fälle sind unerwünscht, da sie zu Unzufriedenheit auf Seiten der Nachfrager und langfristig zu negativen Marktreaktionen führen können. Zur Begrenzung des Anteils der Fehlmengen an der gesamten Nachfrage bieten sich zwei Konzepte an. Eine Möglichkeit besteht darin, dass man sog. Fehlmengenkosten zusätzlich zu den fixen Bestellkosten und 3. Operative Entscheidungen 289 den Lagerkosten in die Zielfunktion eines Optimierungsmodells zur Bestimmung der optimalen Lagerpolitik aufnimmt. Dieser Ansatz scheitert jedoch oft daran, dass man in der Realität nur in den seltensten Fällen die "richtigen" Fehlmengenkosten kennt. In der Praxis wird daher i. d. R. vom Management eine Nebenbedingung vorgege ben, durch die das Ausmaß der erlaubten Fehlmengen begrenzt wird. Als Kriterium kommen verschiedene lagerbedingte Servicegrade oder auch die Wartezeit eines Nachfragers (Lieferzeit) in Betracht. Der o:-Servicegrad gibt die Wahrscheinlichkeit dafür an, dass ein eintreffender Bedarf vollständig aus dem Lagerbestand erfüllt werden kann. Der ß-Servicegrad gibt den Anteil an der Gesamtbedarfsmenge an, der ohne lagerbedingte Lieferzeit ausgeliefert werden kann. Mit dem r-Servicegrad versucht man, sowohl die Höhe der Fehlmenge als auch die jeweiligen Wartezeiten der Kunden zu erfassen. Ein Leistungskriterium des Lagers, das vor allem aus der Sicht der Abnehmer von außerordentlichem Interesse sein dürfte, ist die Wartezeit, die vergeht, bis der Abnehmer die bestellte Ware erhält (lagerbedingte Lieferzeit) . Ist das Lager bei Auftragseingang lieferfähig, dann beträgt diese Zeitspanne null. Ist das Lager jedoch nicht lieferfähig, dann können u. U. sehr lange Wartezeiten auftre ten, die davon abhängen, wann der nächste Lagerzugang stattfindet. Diese zum Zeit punkt des Kundenauftragseingangs noch verbleibende Rest-Wiederbeschaffungszeit ist die (lagerbedingte) Lieferzeit des Kundenauftrags. Sie ist eine Zufallsvariable, die von den gewählten Parametern der verfolgten Lagerpolitik und damit auch vom Sicherheitsbestand abhängt. Insbesondere in integrierten logistischen Ketten spielt die Verlässlichkeit der Termineinhaltung der einzelnen Teilprozesse eine erhebliche Rolle. Die Zeit kann hier als eine integrierende Größe in dem Sinne angesehen wer den, dass man z. B. Zeitverluste im Lagerbereich durch entsprechende Zeitgewinne in der Auftragsabwicklung oder dem Versand ausgleichen kann. Der Einsatz einer stochastischen Lagerpolitik muss systematisch vorbereitet werden, wobei in folgenden Schritten vorgegangen werden kann: 1 . Analyse der Vergangenheitsdaten zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsvertei lungen der Periodennachfragemengen und der Wiederbeschaffungszeiten. 2. Auswahl der Lagerpolitik und Identifizierung des Risikozeitraums. 3. Ermittlung der Wahrscheinlichkeitsverteilung der Nachfragemenge im Risikozeit raum. 4. Bestimmung der Parameter der Lagerpolitik. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Periodennachfragemenge kann mit Hilfe sta tistischer Testverfahren aufgrund empirischer Daten geschätzt werden. In der Praxis nimmt man oft ungeprüft eine Normalverteilung an. Die flexiblere Gamma-Vertei lung bildet die stochastische Periodennachfrage (insbesondere auch bei unregelmä ßigem Bedarf) meistens wesentlich besser ab. Auch die Poisson-Verteilung bietet sich zur Modellierung von sporadischem Bedarf an. In vielen Fällen kann auch direkt die empirisch ermittelte diskrete Häufigkeitsverteilung der Periodennachfrage mengen verwendet werden. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Wiederbeschaf fungszeit muss durch systematische Erfassung der Lieferzeiten der Lieferanten des betrachteten Produkts ermittelt werden, wobei i . d. R. eine empirische diskrete Häu figkeitsverteilung verwendet werden muss, da Lieferzeiten i. d. R. nicht auf einer 290 B.3. Produktion und Logistik kontinuierlichen Zeitachse, sondern in ganzen Tagen oder sogar Wochen gemessen werden. Liegen die Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Periodennachfragemenge und der Wiederbeschaffungszeit vor, dann kann die für die Bestimmung der Para meter der Lagerpolitik benötigte Wahrscheinlichkeitsverteilung der Nachfragemenge im Risikozeitraum durch Faltung der Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Perioden nachfragemenge und der Wiederbeschaffungszeit bestimmt werden. Die Bestimmung der Parameter der Lagerpolitik soll anhand der (r, S)-Politik mit Hilfe eines Beispiels erläutert werden. Für ein Produkt ist die Periodennachfrage menge mit den Wahrscheinlichkeiten P {D = O } = 0.3 , P {D = I } = 0.4, P {D = 2 } = 0. 15 , P {D = 3 } = 0. 1 und P {D = 4 } = 0.05 stochastisch verteilt. Die mittle re Periodennachfragemenge beträgt damit E{D} = l .2 . Die Wiederbeschaffungszeit ist deterministisch und beträgt f! = 2 Perioden. Durch Einsatz eines Optimierungs modells ist ein optimaler Bestellzyklus von r opt = 10 Perioden ermittelt worden. Damit beträgt der für die Bestimmung des Bestellniveaus relevante Risikozeitraum T + f! = 12 Perioden. Es wird ein ß-Servicegrad von 95 % angestrebt, wobei nicht sofort ausgelieferte Kundenaufträge vorgemerkt und nach Wiederauffüllung des Lagers bevorzugt ausgeliefert werden. Die Fehlmenge pro Bestellzyklus darf daher ( 1 - 0.95) . 1 0 . l .2 = 0.6 ME im Durchschnitt nicht überschreiten. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Nachfragemenge im Risikozeitraum, Z, er gibt sich durch die 1 2fache Faltung der Verteilung der Periodennachfragemenge. Ist dies geschehen, dann kann man für jeden sinnvollen Wert des Bestellniveaus S zu nächst die resultierende erwartete Fehlmenge E{FCS)} berechnen. Anhand der Ta belle B .3-9 sucht man dann nach dem kleinsten Wert von S, bei dem der ange strebte Servicegrad mit einer Fehlmenge von 0.6 nicht überschritten wird. Dies ist im Beispiel für S = 1 8 der Fall. Da die Periodennachfragemenge eine diskrete Zu fallsvariable ist, wird der Servicegrad mit 1 - 0.4062112 = 96.62 % leicht überschrit ten. Im vorliegenden Fall könnte das Management die Servicegrad-Restriktion auch lockern und den mit S = 17 erreichbaren Wert 1 - 0.6 1 5411 2 = 94.87 % als akzepta bel ansehen. Tab. 8. 3-9: Besti mmung des Beste l l n iveaus S S P{ Z = S} E{ F(S) } 1 5 0.09819 1 . 2754 1 6 0.08900 0.9009 17 0.07623 0.61 54 18 0.06185 0.4062 1 9 0.04765 0.2588 20 0.03491 0.1 591 21 0.02437 0.0942 22 0.01 622 0.0538 23 0.01 030 0.0295 24 0.00625 0.01 56 25 0.00362 0 .0079 26 0.00201 0.0038 27 0.001 06 0.001 8 28 0.00054 0.0008 29 0 .00026 0 .0003 30 0.0001 2 0 .0001 31 0.00005 0 .0000 3. Operative Entscheidungen 29 1 S P{ Z = S} E{ F(S) } 32 0.00002 0 .0000 33 0.00001 0 .0000 34 0.00000 0 .0000 48 0 .00000 0 .0000 Die für das Beispiel dargestellten Überlegungen lassen sich im Prinzip auch dann anwenden, wenn die Wiederbeschaffungszeiten L stochastisch sind und/oder wenn die Periodennachfragemenge einer anderen Wahrscheinlichkeitsverteilung (z. B . Normal-, Gamma-, Poisson-Verteilung) folgt. In ähnlicher Weise können die Parameter der anderen Lagerpolitiken bestimmt wer den. So ist es üblich, in der (r, S)-Politik den Parameter rOpl in der Weise zu be stimmen, dass man zunächst die optimale Bestellmenge qopt ermittelt und diese durch die mittlere Periodennachfragemenge E{ D} dividiert. Für die Bestimmung des Bestellpunktes 3 der (3, q)-Politik geht man - wenn man qopt bestimmt hat - in derselben Weise vor wie bei der im Beispiel dargestellten Bestimmung des Bestell niveaus S der Cr, S)-Politik. Bei der Berechnung des Fehlmengenerwartungswertes verwendet man anstelle der Nachfragemenge im Zeitraum (r- + f), Z, nun lediglich die Nachfragemenge im Zeitraum f, Y Die Wahrscheinlichkeitsverteilung von Y kann durch ffache Faltung der Verteilung der Periodennachfragemenge ermittelt werden. Für das obige Beispiel ist aus Tab. B.3-10 zu ersehen, dass der Bestellpunkt 3 = 3 betragen muss, damit der angestrebte Servicegrad (erlaubte Fehlmenge = 0.6 Mengeneinheiten pro Bestellzyklus) nicht unterschritten wird. Tab. 8. 3-10: Best immung des Beste l l punkts s P{Y = {s} E{F(s )} 0 0.0900 2.4000 1 0.2400 1 .4900 2 0 .2500 0 .8200 3 0.1 800 0.4000 4 0 . 1325 0.1 600 5 0.0700 0.0525 6 0.0250 0.01 50 7 0.01 00 0.0025 8 0.0025 0.0000 Zieht man von den Parametern S bzw. 3 der beschriebenen Lagerpolitiken den Er wartungswert der Nachfragemenge im Risikozeitraum, E{ Z} bzw. E{ Y} ab, dann erhält man den Sicherheitsbestand. In bei den Fällen wird die Höhe des Sicherheits bestandes von der Länge des Risikozeitraums beeinflusst. Gelingt es, diesen zu ver kürzen, dann sinken auch die Lagerkosten. Während die bisherigen Ausführungen zum Bestandsmanagement einen einzelnen Lagerknoten betrafen, für den der optimale Sicherheitsbestand zu bestimmen war, treten wesentlich schwierigere Fragen in mehrstufigen Logistiknetzen auf. In einem solchen System, wie es z. B. in Abb. B.3-6 dargestellt ist, ist regelmäßig ein strom abwärts gelegener Knoten der "Kunde" eines stromaufwärts gelegenen, liefernden Knotens . So wird z. B. ein Regionallager von einem Zentrallager beliefert. In dieser 292 B.3. Produktion und Logistik Situation hängt die Länge der Wiederbeschaffungszeit aus der Sicht des Regional lagers von der Höhe des Sicherheitsbestands im Zentrallager ab. Wird im Zentral lager aus Kostengründen nur ein geringer Sicherheitsbestand gehalten, dann muss das Regionallager oft und lange auf den Eingang der bestellten Güter warten. Will das Regionallager nun seinen eigenen Kunden gegenüber einen bestimmten Service grad erreichen, dann gelingt dies nur, wenn es einen ausreichend hohen Sicherheits bestand bevorratet. Je schlechter die Performance des Lieferanten ist, umso höher ist der Sicherheitsbestand beim Abnehmer. Das heißt, zwischen dem Sicherheitsbe stand in dem übergeordneten Lagerknoten und dem Sicherheitsbestand im unterge ordneten Lagerknoten besteht eine inverse Beziehung. Werden die Bestände in beiden Lagerknoten nicht isoliert, sondern im Sinne einer echten Supply-Chain-Optimierung gemeinsam disponiert, dann stellt sich die Frage, wie hoch der insgesamt zu bevorratende Sicherheits bestand sein muss und wie die ser auf die bei den Lagerstufen verteilt werden soll . Die Beantwortung dieser Frage ist Gegenstand der mehrstufigen Lagerhaltungstheorie, die für unterschiedliche Sys temstrukturen Lösungsvorschläge bereithält, deren Behandlung aber den Rahmen der vorliegenden Darstellung sprengen würde. 4. Informationsgrundlagen der Produktion und Logistik Die vielfältigen Entscheidungen in der Produktion und der Logistik können nur dann zielorientiert getroffen werden, wenn die Entscheidungsträger über die not wendigen Informationen verfügen. Diese Informationen beziehen sich einmal auf den Beschaffungsmarkt und haben insofern aus der Sicht einer Unternehmung, die Mitglied eines Logistiknetzes ist, externen Charakter. Zum anderen müssen Infor mationen über interne Tatbestände, vor allem über die Menge der bereitzustellenden Verbrauchsfaktoren bzw. den Materialbedarf zur Verfügung stehen. 4.1. Externe Informationen Die systematische Sammlung, Aufbereitung und Bereitstellung von Informationen über zu beschaffende Verbrauchsfaktoren und über mögliche Beschaffungspartner ist Gegenstand der Beschaffungsmarktforschung. Die Aktivitäten der Beschaffungs marktforschung richten sich sowohl auf gesamtwirtschaftliche Größen, die vor allem für die strategische Beschatfungsplanung eine Rolle spielen, als auch auf Informa tionen über Branchen, einzelne Anbieter und deren Produkte. Dabei reagiert die Be schaffungsmarktforschung nicht nur auf die Anfragen aus dem Produktionsbereich, sondern verfolgt aktiv die technologischen Entwicklungen (Werkstoffe, Produktions verfahren, Produkte) auf den relevanten Beschaffungsmärkten. Prinzipiell kommen zur Durchführung der Beschaffungsmarktforschung dieselben Instrumente zum Einsatz, die auch im Absatzbereich verwendet werden, z. B. die fallweise durchgeführte Marktanalyse und die laufende Marktbeobachtung. All er- 4. Informationsgrundlagen der Produktion und Logistik 293 dings ist der Unterschied zu beachten, dass im Vordergrund der Betrachtung nicht die in der Absatzmarktforschung interessierenden verhaltensbeeinflussenden Einstel lungen der Marktpartner, sondern vielmehr deren sichtbare Verhaltensweisen stehen. Die Absatzmarktforschung bemüht sich z. B. mit Hilfe aufwendiger empirischer Studien darum, eine den tatsächlichen Einstellungen der potentiellen Käufer ent sprechende Preis-Ab satz-Funktion zu schätzen, welche die Grundlage für die opti male Absatzpreisgestaltung bilden kann. Dagegen kann im Beschaffungsbereich vielfach auf verlässliche Beschaffungspreis-Informationen (z. B. Rabattstaffeln) zu rückgegriffen werden, die von den Lieferanten bereitwillig bekannt gegeben werden. Dies führt zu einer höheren Planungssicherheit der Informationen. Zur Sicherstellung der Versorgung der Unternehmung mit den benötigten Gütern müssen die einzelnen Phasen des Beschaffungsprozesses durch eine systematische Kontrolle begleitet werden. Kontrollinformationen über die Leistung der Lieferanten sind Gegenstand von Methoden der Lieferantenbeurteilung. Die Lieferantenbeurtei lung arbeitet mit zahlreichen Kennzahlen, wobei das für die Beschaffungslogistik der Unternehmung wichtigste Kriterium der Lieferservice eines Lieferanten ist. Un ter dem Begriff Lieferservice fasst man ein mehrdimensionales Indikatorenbündel zusammen, dessen Komponenten die Beschaffenheit der Lieferung, die Lieferflexi bilität und die Lieferzeit sind. In Abb. B.3-18 sind die wesentlichen Einflussgrößen der einzelnen Elemente des Lieferservice genannt. Die Lieferungsbeschaffenheit beschreibt den Zustand der Produkte bei der Übergabe. Sie wird durch die beim Lieferanten eingesetzten Konzepte zum Qualitätsmanage ment in der Produktion ebenso beeinflusst wie durch die Handhabung und Pflege der Produkte im Lager des Lieferanten und durch die Wahl geeigneter Verpackungs und Transportmittel . Die Lieferflexibilität beschreibt die Fähigkeit des Lieferanten, auf besondere Anfor derungen der Unternehmung im Bereich ihrer logistischen Prozesse einzugehen. Lieferflexibilität wird vor allem im Rahmen integrierter Prozessketten, z. B. bei der bedarfssynchronen Anlieferung der Produkte verlangt. Die Lieferflexibilität wird vor allem auch durch die Organisation der Geschäftsprozesse des Zulieferers und durch die Flexibilität seiner technischen Logistiksysteme beeinflusst. Die Lieferzeit ist die Zeitspanne, die zwischen dem Zeitpunkt des Eintreffens einer Bestellung beim "Lieferanten" (ein Knoten im Logistiknetz) und dem Zeitpunkt des ---- ---.. Lieferservice /' � "-Lieferungs- V lieferflexibilität Lieferzeit beschaffenheit L. ::l:.. beeinflußbar durch: beeinflußbar durch: beeinflußbar durch: Qualitätsmanagement Auftragsabwicklung ProduktIonsplanung Materialhandhabung Verpackung und -steuerung Verpackung 1/ Transportmittel \ Lagerstandort Transportmittel Auftragsabwlcklung lagerhaltungspolitik Transportmittel Abb. 8. 3-18: Komponenten des Lieferservice 294 B.3. Produktion und Logistik Eintreffens der bestellten Güter beim "Kunden" liegt. Diese Zeitspanne ist eine Zu fallsvariable, für die man auf der Grundlage einer empirisch ermittelten Häufigkeits verteilung eine Wahrscheinlichkeitsverteilung ermitteln kann. In der Literatur ver sucht man, den Zufalls charakter der Lieferzeit dadurch zu erfassen, dass man zwi schen der (deterministischen) Lieferzeit und der Lieferzuverlässigkeit unterscheidet, wobei Letztere die Wahrscheinlichkeit angeben soll, mit der die zugesagte Lieferzeit eingehalten wird. Diese Vorgehensweise ist jedoch sehr grob und wird dem Zufalls charakter der Lieferzeit nicht gerecht. Für die Beschaffungsplanung der Unterneh mung, insbesondere für die Bestimmung des Sicherheitsbestands ist die Kenntnis der gesamten Verteilung der Wiederbeschaffungszeit (= Lieferzeit) von Bedeutung (Tempelmeier, 2003). Die systematische Sammlung und Aufbereitung der genannten Informationen sowie weiterer beschaffungsrelevanter Informationen über Preise, Qualitätsniveaus etc . ist Aufgabe der Lieferantenbewertung, die die Grundlage für die Auswahl der Liefe ranten bildet. 4.2. Interne Informationen Je nachdem, ob man sich auf eine Produktionsabteilung, eine ganze Fabrik oder auch eine Unternehmung als Mitglied eines Logistiknetzes bezieht, werden mit dem Begriff "intern" unterschiedliche Tatbestände erfasst. Was für eine Produktionsab teilung bereits "extern" ist, ist für eine Fabrik noch "intern" . Wir beziehen uns im Folgenden auf eine Fabrik und auf die für deren operative Planung erforderlichen Informationen. Die internen Informationen betreffen vor allem die in der Produktion entstehenden Bedarfsanforderungen, die durch Maßnahmen der Beschaffung und der Produk tion zu erfüllen sind. Die Materialbedarfsrechnung hat die Aufgabe, die extern zu beziehenden Verbrauchsfaktoren sowie die zu produzierenden Vor- und Zwischen produkte für eine oder mehrere Planungsperioden nach Art, Menge und Bereitstel lungstermin zu ermitteln. Die Bestimmung des Materialbedarfs bildet eine wichtige Voraussetzung für alle weiteren Entscheidungsprozesse innerhalb der operativen Produktionsplanung und -steuerung, vor allem für die Planung der Beschaffungs mengen und der Auftragsgrößen sowie die Planung der Beschaffungszeitpunkte. Prinzipiell kann die Bestimmung des Materialbedarfs programmorientiert oder ver brauchsorientiert erfolgen. Die programmorientierte Materialbedarfsrechnung leitet aus dem vorgegebenen Hauptproduktionsprogramm (GüntherlTempelmeier, 2003 , Abschn. 8 .3) für absatzbestimmte Produkte den Bedarf für deren Komponenten (Baugruppen, Einzelteile) ab. Dabei greift sie auf Informationen über den Zusam menhang zwischen den Erzeugnissen (Erzeugnisstruktur), die aktuellen Lagerbe stände sowie die zu erwartenden Durchlaufzeiten zurück. Man spricht hier auch von deterministischer Bedarfsrechnung, weil alle Planungsdaten, vor allem aber der Be darfsverlauf der Endprodukte, als mit Sicherheit bekannt vorausgesetzt werden. Da bei mehrstufigen Erzeugnisstrukturen eine von der Losgrößenplanung unabhängige Durchführung der Materialbedarfsrechnung nicht sinnvoll ist, wäre der Begriff Los größen- und Materialbedarfsplanung treffender (Tempelmeier, 2003). 4. Informationsgrundlagen der Produktion und Logistik 295 Die verbrauchsorientierte Materialbedarfsrechnung basiert auf empirisch beobachte ten Verbrauchsdaten aus der Vergangenheit, die mit Hilfe eines geeigneten Prognose verfahrens in die Zukunft extrapoliert werden. Man spricht in diesem Zusammen hang auch von stochastischer Bedarfsrechnung. Unter Planungsaspekten sind verschiedene Bedarfsarten zu unterscheiden. Als Pri märbedarf bezeichnet man den absatz bestimmten Bedarf an Fertigprodukten und Ersatzteilen. Der Primärbedarf wird sowohl hinsichtlich der Mengen als auch in sei ner zeitlichen Struktur vor allem aus der kapazitierten Hauptproduktionsprogramm planung übernommen. Unter Sekundärbedarf versteht man den Bedarf an Rohstof fen, Einzelteilen und Baugruppen, der sich aus dem vorgegebenen Primärbedarf ergibt. Er kann bei Kenntnis der Erzeugnisstruktur i. d. R. durch einfache graphen theoretische Algorithmen deterministisch abgeleitet werden. Mit Tertiärbedarf schließlich wird der Bedarf an Hilfs- und Betriebsstoffen sowie an billigen Ver schleißwerkzeugen für die Produktion bezeichnet. Die Vorhersage des Tertiärbedarfs kann unter Verwendung von technologischen Kennzahlen erfolgen (z. B . Schmier mittelverbrauch pro Betriebsstunde einer Maschine) . Häufig werden jedoch auch hierfür Prognoseverfahren verwendet. 4.2.1. Produktklassifikation Sofern das Hauptproduktionsprogramm gegeben ist und unter der unrealistischen Annahme, dass auch alle anderen Einflussgrößen mit Sicherheit bekannt sind, wenn z. B. Ausschuss und zufällige Durchlaufzeitschwankungen ausgeschlossen werden können, dann ist die Berechnung des Materialbedarfs im Prinzip auch für alle be nötigten Verbrauchsfaktoren möglich. Aus Planungskostengründen ist es aber i. Allg. nicht sinnvoll, für alle Verbrauchsfaktoren den Bedarf exakt zu ermitteln. So ist es i . d. R. im Vergleich zum Wert der Produkte und den damit verbundenen Einspa rungsmöglichkeiten zu aufwendig, den Bedarf an Kleinteilen (z. B. Schraubver schlüsse für Senftuben) direkt aus dem geplanten Primärbedarf (z. B . geplante An zahl Senftuben) abzuleiten. Zwar stellen die dazu notwendigen Rechenoperationen bei der heute allgemein verfügbaren Computerleistung kein nennenswertes Problem mehr dar, jedoch müssen die zu verarbeitenden Daten in einer Produktionsdaten bank gespeichert und gepflegt sowie bei Bedarf abgerufen werden, was relativ auf wendig ist. Der sinnvolle Genauigkeitsgrad der Bedarfsermittlung hängt davon ab, ob die mit einem aufwendigeren Verfahren erreichbare höhere Qualität des Planungsergebnis ses (z. B. erwartete Lagerkosteneinsparungen) die höheren Planungskosten rechtfer tigt. Es ist klar, dass bei einem geringen Materialwert, der nur eine niedrige Kapi talbindung verursacht, eine grobe Schätzung des Bedarfs oft völlig ausreicht, da das Kosteneinsparungspotential in diesem Fall sehr beschränkt ist. Im Vorfeld des Einsatzes möglicher Verfahren zur Bestimmung des Materialbedarfs ist also festzulegen, welche Produkte als wichtig zu betrachten sind und welche in systematischen Planungsanstrengungen eher vernachlässigt werden können. Einen einfachen Ansatz zur Lösung dieses Problems bietet hier die sog. ABC-Analyse. Diese heuristische Klassifikationsmethode basiert auf der Beobachtung, dass in vie- 296 1 00 90 GI 80 "C .2 70 & � GI !: 60 �t: GI GI 50 � = "' ::::I -5 § 40 �� 30 € � 20 1 0 0 0 B.3. Produktion und Logistik 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 00 Anzahl der Verbrauchsfaktorarten (kumuliert, in %) Abb. 8. 3-19: Werthäuf igke itsverte i l u n g ( prax isbe isp ie l ) len Unternehmungen ein großer Teil der mit den Lagerbeständen zusammenhängen den Kapitalbindung durch nur wenige Produkte (Materialarten, Zwischenprodukte, Sachnummern) vernrsacht wird. Man klassifiziert daher die Produkte in sog. A-Pro dukte, die hauptverantwortlich für die Kapitalbindung sind, in C-Produkte mit geringfügigem Anteil an der Kapitalbindung und in B-Produkte, die eine mittlere Stellung einnehmen. Die Einteilung in die Gruppen A, B und C erhält man, wenn man die Erzeugnisse entsprechend ihrem Anteil am Iahresverbrauchswert in abstei gender Reihenfolge sortiert und dann heuristisch die Klassengrenzen festlegt. Ahh. B.3-J9 zeigt ein Praxisbeispiel. Die Werthäufigkeitsverteilung zeigt sehr anschaulich das Ausmaß der Konzentration der Verbrauchswerte auf die verbrauchsintensivsten Produkte. Je weiter die Kurve nach oben durchgebogen ist, umso höher ist der Konzentrationsgrad. Nicht selten vereinen ca. 20 % der Produkte ca. 70 % bis 80 % des Verbrauchswertes einer Periode auf sich, während ca. 40 % bis 50 % der Produkte nur 5 % bis 10 % des Verbrauchs wertes stellen. Für die einzelnen Gruppen können dann unterschiedliche Planungs methoden eingesetzt werden. 4.2.2. Programmorientierte Materialbedarfsermittlung End- und Zwischenprodukte setzen sich oft aus vielen Komponenten zusammen. Ein Automobil besteht aus mehreren Tausend Einzelteilen, für einen Deo-Roller be nötigt man weniger als zehn Komponenten und eine Dose (deutsches) Bier besteht aus ca. fünf Zutaten. Für die Bestimmung des Materialbedarfs muss man die Pro duktstrukturen bzw. die Rezepturen aller Produkte kennen, für die im betrachteten Planungszeitraum Primärbedarf entsteht. D. h. man muss wissen, aus welchen Ein zelteilen und Baugruppen bzw. Zutaten ein Endprodukt zusammengesetzt ist und 4. Informationsgrundlagen der Produktion und Logistik 297 (0(3 5 2�ß 2 2 Abb. 8. 3-20: Gozi nto-Graph aus welchen Komponenten die Baugruppen ihrerseits bestehen. Diese Informationen werden üblicherweise in einer Produktionsdatenbank gespeichert. Die Produktzusammensetzung kann anschaulich mit Hilfe des sog. Gozinto-Graphen dargestellt werden. Die Knoten dieses Graphen repräsentieren die Erzeugnisse, wäh rend die Pfeile die mengenmäßigen Input-Output-Beziehungen zwischen den Er zeugnissen beschreiben. So bedeutet ein Pfeil, der im Knoten i startet und im Kno ten j endet: das (untergeordnete) Produkt i ist Bestandteil des (übergeordneten) Pro dukts j. Jedem Pfeil (i, j) ist eine Bewertung aij zugeordnet, die angibt, wie viele Mengeneinheiten des Produkts i zur Herstellung einer Mengeneinheit des Produkts j benötigt werden. Diese Größe wird Direktbedarfskoeffizient genannt. Abb. B.3-20 zeigt einen Gozinto-Graphen für ein Endprodukt, das aus mehreren Baugruppen und Einzelteilen besteht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Zusammenhang zwischen allen Produk ten durch ein lineares Gleichungssystem darzustellen. In diesem Fall stellt man für jeden Knoten des Gozinto-Graphen, d. h. für jedes Produkt eine Gleichung auf, die den Output des Knotens als Funktion des erforderlichen Inputs derjenigen Knoten angibt, in denen die den Knoten verlassenden Pfeile eintreffen (GüntherlIempel meier, 2003 , Abschn. 9 . 1 .2 . ) . Bezeichnet man mit Yk den aus übergeordneten Pro dukten abgeleiteten Bedarf (Sekundärbedarf) und mit Tk den Gesamtbedarf des Pro dukts k, dann ergibt sich für den in Abb. B.3-20 dargestellten Gozinto-Graphen das Gleichungssystem (33) . Yn = 0 . Tjo)] + 0 . Tjo)2 + 0 . Tß) + 0 . Tm + 0 . Tn Ym = 0 . Tm + 0 . Tm. + 2 . Tm + 0 . Tm + 1 . TPi Ym = 0 . Tm + 0 . Tm. + 0 . Tm + 0 . Tm + 2 . TPi (33) YEI = 0 . TEl + 0 . Tm + 0 . TEl + 5 . TE2 + 3 . Tpl Ym = 0 . TEl + 0 . Tm + 4 . TEl + 2 . TE2 + 2 . Tpl Die Lösung dieses Gleichungssystems gibt dann an, welche Sekundärbedarfsmenge insgesamt einen Knoten verlässt, wenn eine Einheit eines Endproduktes produziert wird. In der Praxis verwendet man i. d. R. verschiedene Arten von Stücklisten, d. h. tabellarische mengenmäßige Aufstellungen der Materialarten, die zur Herstellung des jeweils betrachteten Produkts benötigt werden. Für den Gozinto-Graphen aus 298 B.3. Produktion und Logistik Sachnu mmer Menge 81 2 82 5 E1 28 E2 20 Abb. 8.3-21: Mengen ü bersi chtsstückl i ste fü r Produkt P1 Abb. B.3-20 mit dem Endprodukt PI zeigt Abb. B . 3-21 die sog. Mengenübersichts stückliste, die vor allem für die Materialkostenrechnung von Interesse ist. Die in der Mengenübersichtsstückliste enthaltenen Zahlenangaben, d. h. die Lösung des Gleichungssystems, können nicht direkt aus dem Gozinto-Graphen abgelesen werden. Vielmehr ist eine Materialbedarfsrechnung erforderlich, die mit unter schiedlichen Methoden durchgeführt werden kann. In der Praxis wird vor allem das Dispositionsstufenverfahren eingesetzt. Hierbei wird wie folgt vorgegangen. Jedes Produkt wird einer sog. Dispositionsstufe zugeordnet. Diese beschreibt den in der Dimension "Anzahl Pfeile" gemessenen längsten Weg von dem betrachteten Produkt zu jedem Endprodukt, dessen (direkter oder indirek ter) Bestandteil das Produkt wird. Für den in Abb. B .3-20 wiedergegebenen Gozinto Graphen erhält man die in Abb. B.3.-22 durch die Ziffern in den Rechtecken ange gebene Zuordnung der Produkte zu Dispositionsstufen. Die Produkte werden nun in der Reihenfolge ihrer Dispositionsstufennummer abge arbeitet, wobei die (jeweils bekannten) Bedarfsmengen eines übergeordneten Pro dukts (Knotens) mit den Direktbedarfskoeffizienten der dort eintreffenden Pfeile multipliziert werden und auf die untergeordneten Produkte (Knoten, an denen die Pfeile starten) überwälzt werden. Durch die Sortierung nach Dispositionsstufen wird gesichert, dass man bei der Berechnung des Sekundärbedarfs eines Produkts bereits alle übergeordneten Produkte behandelt hat und deren gesamte Bedarfsmenge kennt. In der Praxis wird die Materialbedarfsrechnung in der Weise vorgenommen, dass man für die Endprodukte Primärbedarfsmengen für mehrere Planungsperioden an- �3 5 Abb. 8.3-22: Disposi t ionsstufen der Produ kte 4. Informationsgrundlagen der Produktion und Logistik 299 gibt. Bei der Bedarfsrechnung werden dann auch Lagerbestände, ausstehende Be stellungen und geplante Vorlaufzeiten berücksichtigt. In der durch die Dispositions stufenzuordnung gegebenen Reihenfolge werden dann Produkt für Produkt nachein ander die Schritte "Bedarfsauflösung" und "Losgrößenplanung " durchgeführt. Die Losgrößenplanung wird dabei als untergeordnetes Problem behandelt, unabhängig von den Losgrößenproblemen der anderen Produkte (Einprodukt-Losgrößenproblem) . Diese in der Praxis weit verbreitete und auch in Standard-Systemen zur Produk tionsplanung und -steuerung verfolgte Vorgehensweise wird der Problemstellung aber nicht gerecht, da weder die Interdependenzen zwischen den Produkten, noch die Beschränkungen der Kapazitäten der Ressourcen berücksichtigt werden. Die Konsequenz dieses systematischen Planungsfehlers sind hohe Zwischenlagerbestände und große Terminüberschreitungen. In den letzten Jahren sind heuristische Verfah ren zur mehrstufigen dynamischen Losgrößenplanung vorgeschlagen worden, mit denen dieses Planungsdefizit beseitigt werden kann (Tempelmeier, 2003). 4.2.3. Bedarfsprognose Von besonderer Bedeutung für die Produktionsplanung sind Vorstellungen über die zukünftige Entwicklung der Produktnachfrage. Im vorangegangenen Abschnitt wurde gezeigt, dass die Bedarfsmengen für Vorprodukte aus den Primärbedarfsmen gen der Endprodukte abgeleitet werden können. Für B- und C-Produkte sowie für die Endprodukte selbst setzt man Prognoseverfahren ein. In modernen "Advanced Planning "-Softwaresystemen verwendet man hierfür den etwas irreführenden Be griff "Demand Planning" . Prognoseverfahren greifen auf empirische Aufzeichnungen über den Bedarfsverlauf einer Produkts zurück und versuchen, diesen zu prognostizieren. Ein Prognosewert für den Bedarf Yt eines Produkts in der zukünftigen Periode t kann einmal erstellt werden, indem man eine Kausalbeziehung Yt = f(x l t, X2t, . . . ) zwischen dem Bedarf Yt und den erklärenden Größen X!t, X2t etc. formuliert und die Funktionsparameter aus Vergangenheitsdaten schätzt. Hierzu kann man z. B . auf die multiple Regres sionsrechnung zurückgreifen. Nachdem man die erklärenden Größen in die Zukunft projiziert hat - hierzu benötigt man ein Prognoseverfahren für die x-Variablen -, kann der Prognosewert YI errechnet werden. Solche multivariaten Prognoseverfahren sind jedoch nur dann sinnvoll, wenn sich die Einflussgrößen Xi/. einfacher in die Zukunft projizieren lassen als der zu prognostizierende Bedarf des betrachteten Pro dukts. Für die Materialbedarfsprognose haben vor allem sog. univariate Verfahren der Zeit reihenprognose praktische Bedeutung erlangt. Dabei analysiert man zunächst den Vergangenheitsbedarf eines Produkts, um ein systematisches Verlaufsmuster zu identifizieren, das man durch ein Prognosemodell formal erfassen kann. Anschlie ßend wird die Nachfrageentwicklung mit Hilfe eines Prognoseverfahrens in die Zu kunft extrapoliert. Der empirisch erfasste Bedarf wird als eine Zeitreihe, d. h. als eine zeitlich geord nete Folge von Beobachtungswerten interpretiert. Bezeichnet man mit YI die beob achtete Bedarfsmenge der betrachteten Materialart in der Periode t, dann kann die 300 B.3. Produktion und Logistik Zeitreihe der bisher beobachteten Periodenbedarfsmengen durch die zeitlich geord nete Folge { YJ , Y2, . . . , Yr. . . . } beschrieben werden. Bedarfsprognosen für die zu künftigen Perioden (t + .1, .1 = 1 , 2, . . . ) werden am Ende der Periode t erstellt. Nach Analyse der vorhandenen Daten werden unter Anwendung eines Prognosever fahrens die erwarteten zukünftigen Bedarfsmengen vorhergesagt. Um die Eignung eines Prognosemodells für eine bestimmte Zeitreihe festzustellen, wendet man das Modell zunächst auf die bereits bekannten Werte der Zeitreihe an. Diese Ex-post Prognose erlaubt Aussagen über die Struktur der bei Anwendung des Prognosemo dells zu erwartenden Prognosefehler und gibt Hinweise für eine evtl. notwendige Änderung des Prognosemodells. Grundlage der Auswahl eines Prognosemodells ist die Kenntnis der Struktur der Zeitreihe. Dabei lassen sich verschiedene Typen von Zeitreihenverläufen unterschei den. Während unregelmäßiger Bedarf eine sehr große Varianz aufweist und daher nur mit großen Schwierigkeiten zu prognostizieren ist, zeigen Zeitreihen für regel mäßigen Bedarf oft die Überlagerung von systematischen trendförmigen und saiso nalen Einflüssen. Abb. B.3-23 gibt eine Zeitreihe mit sporadischem Bedarf (hohe Varianz, viele Perioden ohne Bedarf) wieder und Abb. B.3-24 stellt eine Zeitreihe dar, in der ein nichtlinearer Trend durch saisonale Schwankungen überlagert wird. Zur Zeitreihenprognose bei regelmäßigem Bedarf stehen zahlreiche Verfahren zur Verfügung, mit denen nahezu jeder Zeitreihentyp prognostiziert werden kann (Tem pelmeier, 2003). Für die betriebliche Praxis haben vor allem Verfahren Bedeutung erlangt, die auf dem Prinzip der exponentiellen Glättung basieren. Die exponentielle Glättung erster Ordnung eignet sich zur Prognose von Bedarfsver läufen, die um ein gleich bleibendes Niveau schwanken. Dabei wird die Prognose formel (34) angewandt, nach der der Prognosewert für die Periode t + 1 gleich dem am Ende der Periode t errechneten gleitenden Durchschnitt erster Ordnung, yp l, gesetzt wird. o I I I I I I o 5 W ß � � � � � � � � W M ro � OO M W � � Zeit (Tage) Abb. 8. 3-23: Sporad ischer Bedarf 4. Informationsgrundlagen der Produktion und Logistik u � � � ro n � % � � Zeit (Monate) Abb. 8.3-24: Saisonaler Bedarf Pt+1 = yp l = a . Yt + C l - a) . Yt�1 301 (34) Der Parameter 0 < a < 1 bestimmt das Gewicht, mit dem ältere Beobachtungs werte die aktuelle Prognose beeinflussen. Dieses Prognoseverfahren kann auch dann eingesetzt werden, wenn die Bedarfszeitreihe saisonalen Einflüssen unterliegt. In diesem Fall muss man vor der Anwendung der Prognosegleichung (34) den aktuel len Beobachtungswert YI zunächst mit Hilfe eines Saisonfaktors 8[ bereinigen. Der saisonbereinigte Wert yp ls kann dann mit Gleichung (34) fortgeschrieben und schließlich mit dem für die zukünftige Periode geltenden Saisonfaktor multipliziert werden. Die Prognose gleichung lautet damit ( 1 ) 8 [ YL ( 1 ) (1 ).'] Pt+ 1 = Yt . 81+ 1 = a · --:-. + - a . Yt- 1 . 81+ 1 8t (35 ) Falls die Bedarfszeitreihe einem linearen Trend (ohne Saisoneinflüsse) folgt, kann die exponentielle Glättung zweiter Ordnung oder das ebenfalls auf der exponentiel len Glättung basierende Verfahren von Holt eingesetzt werden. Liegen zusätzlich saisonale Einflüsse vor, dann eignet sich das Verfahren von Winters (Tempelmeier, 2003) . Zur Bedarfsprognose bei unregelmäßigem, sporadischen Bedarf existieren nur sehr wenige Verfahren, auf die hier nicht eingegangen werden soll. Weiterhin zu erwäh nen sind die auf Box und Jenkins zurückgehenden Prognoseverfahren, die die Auto korrelation einer Zeitreihe für die Prognose ausnutzen. Diese auf der Theorie statio närer stochastischer Prozesse basierenden Verfahren sind zwar relativ leistungsfähig. Sie haben sich in der Beschaffung und der Logistik wegen ihres hohen Komplexi tätsgrades bislang jedoch nicht durchsetzen können. 302 B.3. Produktion und Logistik 5. Softwaresysteme Zur Unterstützung der Planung, Steuerung und Durchführung der in einer Unter nehmung ablaufenden Geschäftsprozesse werden in der betrieblichen Praxis compu tergestützte Informations- und Planungs systeme eingesetzt. Diese sog. Enterprise Resource Planning Systems (ERP-Systeme) beinhalten neben Modulen zur Buch führung, zum Controlling, zum Personal wesen usw. auch komplexe Module zur operativen Produktionsplanung und -steuerung. Man bezeichnet Letztere auch als Produktionsplanungs- und -steuerungs systeme (PPS-Systeme). Im angloamerikani schen Sprachraum werden diese Systeme als Material Requirements Planning Sys tems (MRP-Systeme) bezeichnet. Ein typisches PPS-System durchläuft die in Abb. B.3-25 dargestellten Planungs schritte (Günthertrempelmeier, 2003). 1 . Hauptproduktionsprogrammplanung (Primärbedarfsplanung) . Auf der Basis vorlie gender Kundenaufträge sowie eines evtl. vorgegebenen mittelfristigen aggregier ten Produktionsprogramms werden unter Berücksichtigung vorhandener Lagerbe stände die Primärbedarfsmengen für absatzbestimmte Erzeugnisse (Endprodukte und Ersatzteile) ermittelt. Das Ergebnis ist ein Hauptproduktionsprogramm (mas ter production schedule). 2 . Mengenplanung. Ausgehend von dem zuvor fixierten Hauptproduktionsprogramm werden die abgeleiteten Bedarfsmengen für die untergeordneten Erzeugnisse mit Hilfe von Verfahren der programmorientierten Materialbedarfsplanung ermittelt. Dabei wird auf Informationen über die Erzeugnisstruktur, Lagerbestände sowie geplante Durchlaufzeiten zurückgegriffen. Für manche Produkte kommen auch Prognoseverfahren zum Einsatz. Die Materialbedarfsrechnungen werden begleitet I Hauptprodukti o ns-pro g ram m p a n u n g � 1. 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Zusammenfassung

Das Kompendium gibt einen einführenden Überblick über den derzeitigen Entwicklungsstand der Allgemeinen Betriebswirtschaftslehre und verdeutlicht zugleich sich abzeichnende Weiterentwicklungen. Es besteht aus 18 Einzelbeiträgen, die die Sichtweise des jeweiligen Autors widerspiegeln, in ihrer Gesamtheit aber ein repräsentatives Bild der Lehrinhalte darstellen, die an deutschen Universitäten im Rahmen der Allgemeinen Betriebswirtschaftslehre vermittelt werden. Adressaten dieses Kompendiums sind in erster Linie Studierende wirtschaftswissenschaftlicher Studiengänge. Den in Unternehmungen und sonstigen Bereichen der Wirtschaft tätigen Praktikern vermittelt es einen Überblick über Stand und Entwicklungstendenzen der Allgemeinen Betriebswirtschaftslehre und ermöglicht mit Hilfe der kommentierten Literaturhinweise die weitere Erschließung des einschlägigen Schrifttums. Als Nachschlagewerk für Fragen aus der Allgemeinen Betriebswirtschaftslehre ist das Kompendium uneingeschränkt zu empfehlen.