56_Skript Operations Management SS09
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INTERNATIONAL SCHOOL OF MANAGEMENTProf. Dr. J. Gericke
Dr. Ulrich Hahn
Skript zur Vorlesung
Operations Management
Prof. Dr. Jens GerickeDr. Ulrich Hahn
Studiengang Bachelor of ArtsSommersemester 2009
ISM - International School of ManagementDortmund * Frankfurt am Main
Seite: 2Operations Management © 2009
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Dr. Ulrich HahnAufbau der Vorlesung Operations Management
• A. Produktionstheorie- Begriff der Produktion- Produktionstheoretische Grundlagen
• Produktionsfunktion Typ A• Produktionsfunktion Typ B
- Systematik der Produktionsfaktoren• Menschliche Arbeit• Betriebsmittel• Werkstoffe
• B. Beschaffung- Grundlagen der Beschaffungswirtschaft- Strategisches Beschaffungsmanagement- Operatives Beschaffungsmanagement
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Dr. Ulrich HahnAufbau der Vorlesung Operations Management (b)
• C. Strategisches Produktionsmanagement- Entscheidungsfelder des strategischen Produktionsmanagements- Methoden der strategischen Produktionsprogrammplanung- Standortwahl
• Ziele und Bedeutung der Standortwahl• Methoden der Standortplanung
- Fertigungsprogrammtypen- Fertigungsverfahren- Organisationstypen der Fertigung
• D. Operatives Produktionsmanagement- Aufgaben der Arbeitsvorbereitung- Modell der optimalen Losgröße
• Klassisches Modell• Erweiterter Ansatz
- Operative Fertigungsprogrammplanung- Zeitliche Ablaufplanung (Reihenfolgeplanung)
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Dr. Ulrich HahnLiteraturverzeichnis
• Günther, H.-O.; Tempelmeier, H.: Produktion und Logistik, Berlin, Heidelberg, New York, aktuelle Auflage.
• Hansmann, K.-W.: Industrielles Management, München, Wien, aktuelle Auflage.
• Heinen, E.: Industriebetriebslehre, Wiesbaden, aktuelle Auflage.• Isermann, H.:
Logistik: Beschaffung, Produktion, Distribution, aktuelle Auflage.• Jehle, E.: Produktionswirtschaft, Heidelberg, aktuelle Auflage.• Krüger, H.-G.: Anlagenmanagement: Technik, Betriebswirtschaft und
Organisation, Berlin, Heidelberg, aktuelle Auflage.• Nebl, T.: Produktionswirtschaft, München, aktuelle Auflage.• Schierenbeck, H.:
Grundzüge der Betriebswirtschaftslehre, München, aktuelle Auflage.• Schulte, C.: Logistik, München, aktuelle Auflage.
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Operations Management
ProduktionstheorieBeschaffungStrategisches ProduktionsmanagementOperatives Produktionsmanagement
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A. Produktionstheorie
Überblick - Teilaufgaben des Betriebsprozesses
Lagerungs-aufgabe
Lagerungs-aufgabe
Wirtschaftlichkeits- undLiquiditätsrechnung
ErlöseKurzfristige Erfolgsrechnung
Unternehmenspolitik
Unternehmensstrategien
ZielsystemGüterbewegung
Finanzbewegung
Investitions-politik
Absatzmarkt
Haushalte
Betriebe
Beschaffungs-markt
Personal-markt
Gebrauchs-gütermarkt
Verbrauchs-gütermarkt
Beschaffungvon
Produktions-faktoren
Kosten
Absatz der
betrieblichenLeistung
Finanzierungs-politik
Erzeugung der
betrieblichenLeistung
(Produktion)
Lagerungs-aufgabe
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(Quelle: Nebl)
A. Produktionstheorie
Aufgabe der Produktions- und Kostentheorie
• Die Produktionstheorie untersucht die quantitativen Beziehungen zwischen den in den Produktionsprozess eingesetzten Elementarfaktoren (Input) und den hergestellten Produkten und Leistungen (Output).
=> Mengenbeziehungen bzw. Produktivitätsbeziehungen
Die Aufgabe der Produktions- und Kostentheorie ist die Untersuchung der funktionalen Beziehungen zwischen dem mengen- und wertmäßigen Input an Elementarfaktoren und dem Output an Erzeugnissen und Leistungen
Die Aufgabe der Produktions- und Kostentheorie ist die Untersuchung der funktionalen Beziehungen zwischen dem mengen- und wertmäßigen Input an Elementarfaktoren und dem Output an Erzeugnissen und Leistungen
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A. Produktionstheorie
Definition Produktion
• Produktion = Erstellen der betrieblichen Leistung ...
• immaterielle Leistungen = Dienstleistungsunternehmenz.B. Banken, Versicherungen(≙ Produktion im weiteren Sinne)
• materielle Leistungen = Sachleistungsunternehmenz.B. Tischlerei(≙ Produktion im engeren Sinne)
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A. Produktionstheorie
Ökonomische Sichtweisen des Produktionsprozesses
Welt der ÖkonomenWelt der Ingenieure und Informatiker
Rentabilität
Beziehung zwischen
Kapitaleinsatzund Gewinn
Produktivität
Mengenmäßige Beziehung zwischen
Faktor Einsatzmenge (Input) und Faktor Ertrag (Output)
Wirtschaftlichkeit
Wertmäßige Beziehung zwischen
Faktor Einsatzmengeund Faktor Ertrag
Ziele
Ziel
konf
likt
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A. Produktionstheorie
Zusatzinformation - Andere Sichtweise:Zielkategorien der Produktionswirtschaft
• Kostenziele- Produktionskosten- Herstellkosten
• Zeitziele- Termineinhaltung- Durchlaufzeiten
• Ergebnisziele- Stückzahlen- Qualität
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A. Produktionstheorie
Produktionsfunktion
• Betrieblicher Leistungserstellungsprozess-> Kombinationsprozess, d.h.: Produktionsfaktoren
• menschliche Arbeit, • Betriebsmittel und • Werkstoffe
werden durch den dispositiven Faktor zu einer produktiven Einheit kombiniert.
• Produktionsfunktion-> Ausdruck der mengenmäßigen Beziehung
zwischen dem Faktoreinsatz und dem Faktorertrag
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A. Produktionstheorie
Exkurs: Zusammenhang von Produktions-, Kosten- und Preistheorie
Faktorpreise
Umsatzerlöse U
Produktions-theorie
Verkaufspreise
Produktions-mengen q
Gesamtkosten K
Preistheorie
Kostentheorie
Ausbringungs-Absatzmengen x
Erfolg E
Produktionsfunktion
Input
x = f (q1, q2, ..., qn)
Produktionsfunktion
x = f (q1, q2, ..., qn)Output
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A. Produktionstheorie
Produktionsfunktion vom Typ A (substitutional)
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A. Produktionstheorie
Produktionsfunktion vom Typ A
Wesentliche Kennzeichen• Die Produktionsfunktionen des Typs A
enthalten nur substitutionale Faktorbeziehungen
• Sie sind kaum technisch orientiert, beschreiben somit nur den unmittelbaren Zusammenhang zwischen Ertrag und Faktoreinsatz
• Die Qualität der Einsatzgüter ist konstant
• Nur ein Produkt wird hergestellt
• Die Produktionstechnik bleibt unverändert
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A. Produktionstheorie
Arten von Faktorbeziehungen:
substitutionale Produktionsfunktion
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A. Produktionstheorie
Arten von Faktorbeziehungen:
Peripherie- oder Randsubstitution
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A. Produktionstheorie
Arten von Faktorbeziehungen:
limitationale Produktionsfunktion
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A. Produktionstheorie
Produktionsfunktion vom Typ B
wesentliche Kennzeichen
- Sie geht von einer limitationalen Faktorbeziehung aus, da die Einsatzmengenverhältnisse in industriellen Produktionsprozessen weitgehend technisch determiniert sind
- Sie beschreibt den mittelbaren Zusammenhang zwischen Faktoreinsatzmengen und der Ausbringungsmenge
- Sie berücksichtigt daneben auch die unmittelbare Beziehung zwischen dem Faktoreinsatz und dem Ertrag
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A. Produktionstheorie
Produktionsfunktion vom Typ B (limitational)
Ausbringung
x
Einsatzzeit
t
Ausbringungpro ZE
d
TechnischeAggregat-leistung
d~
Faktorver-brauch protechnischerLeistungs-
einheitiv~
3. StufeProduktions-
funktion
2. StufeÖkonomische
Verbrauchsfunktion
1. Stufe Technische
Verbrauchsfunktion
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A. Produktionstheorie
System der Produktionsfaktoren (Gutenberg, Schmalenbach)
Werkstoffe
DispositiverFaktor
Elementar-faktoren
in unkombiniertemZustand
Betriebsführung
RohstoffeHauptbestandteil
des Produkts
Organisation
AusführendeArbeit
Planung
Produktions-faktoren
Informationen
BetriebsmittelHilfsstoffe
Nebenbestandteil
BetriebsstoffeAufrechterhaltender Produktion
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A. Produktionstheorie
Ergiebigkeitskomponenten der menschlichen Arbeit
Ergiebigkeitskomponenten
Leistungsfähigkeit GesellschaftlicheLeistungsnormenLeistungsmotivation
Ausbildung Arbeitsentgeld Arbeits-bedingungen
z.B. Kultur
Erfahrung ExtrinsischeArbeitsmotivation
Leistungsprinzip(in Deutschland könnteeine Entschleunigung
zu mehr Effizienz in derProduktion führen)
Konstitution ArbeitszeitGegenteil:intrinsische
ArbeitsmotivationGeschlecht Arbeitsplatz
BetriebsklimaAlter
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A. Produktionstheorie
Langfristig nutzbare Güter (= Potentialfaktoren)
Langfristig nutzbare Güter
Materielle Güter Immaterielle Güter(Vertragspotentiale)
Grundstücke Patente
Gebäude Marken- undUrheberrechtMaschinen
LizenzenBetriebs- und Geschäftsausstattung
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A. Produktionstheorie
Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln:Technischer Leistungsstand - Modernität
Schlüssel-technologien
Spitzen-technologien
Basis-technologien
VerdrängteTechnologien
hoch
niedrig
niedrig hoch
Beeinflussungdes
Wettbewerbs
Integration in Betriebsmittel
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A. Produktionstheorie
Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln:technischer Leistungsstand - Abnutzungsgrad
Effizienz
Abnutzungsgrad
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A. Produktionstheorie
Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln:spezielle Eignungsfaktoren - Kapazität
• Qualitative (artmäßige) Kapazität
• Quantitative (mengenmäßige) Kapazität• minimale Kapazität• maximale Kapazität• optimale Kapazität
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A. Produktionstheorie
Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln:spezielle Eignungsfaktoren (b)
• Fertigungstechnische Elastizität- mengenmäßige Flexibilität- qualitative Flexibilität
• Verfahrenstechnische Entsprechung- artmäßig- mengenmäßig
• kritische Ausbringungsmenge:Menge, ab der es sich lohnt,ein neues Produktions-verfahren zu wählen
xAusbringungs-menge
KostenA kv
B kv
B kf
A kf
x kritisch
Operationslinie
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A. Produktionstheorie
Betriebsmittelzeit
Nutzungs-hauptzeit
Brachzeit
Nutzungszeit
durchStörungen
durch Außer-betriebnahme
durch menschlicheHandhabung
Betriebsmittel-zeit
durchArbeitsabläufe
Rüstzeit
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Dr. Ulrich HahnInstandhaltungsstrategien
Instandhaltungsstrategien
isoliert„einfache“Strategien
geblocktBlock-
strategien
ausfallbedingtFeuerwehr-
strategie
planmäßigvorbeugende Instandhaltung
Planungsumfang
InspektionInformations-beschaffungs-
strategie
WartungVerschleiß-
hemmmungs-strategie
ReparaturVerschleiß-
beseitigungs-strategie
Art der Maßnahme
konstante ZeitabständeperiodischeStrategien
Zeitabstände nach Verschleißfortschritt
sequentielle Strategien
Zeitlicher Abstand Koordination
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A. Produktionstheorie
Instandhaltung - Verschleißarten (a)
nach Vorhersehbarkeit und derenwichtigsten Bestimmungsfaktoren
nach Art des Auftretens undtechnologischen Gesichtspunkten
allmählichfortschreitender
Verschleiß
momentanwirksamer,
sprunghafterVerschleiß
normalerVerschleiß
außer-gewöhnlicher
Verschleiß
Differenzierung der Verschleißerscheinungen
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A. Produktionstheorie
Instandhaltung - Verschleißarten (b)
nach Vorhersehbarkeit und derenwichtigsten Bestimmungsfaktoren
nach Art des Auftretens undtechnologischen Gesichtspunkten
allmählichfortschreitender
Verschleiß
momentanwirksamer,
sprunghafterVerschleiß
normalerVerschleiß
außer-gewöhnlicher
Verschleiß
Differenzierung der Verschleißerscheinungen
mechanischerVerschleiß
chemischer Verschleiß(Korrosion)
allmähliche Zerstörung des kristallinen Gefüges
Ablagerungsverschleiß
sonstige stofflich-technische Veränderung
natürlicher Verschleiß
instandsetzungsbedingterVerschleiß
stillstandsbedingterVerschleiß
stillsetzungsbedingter Verschleiß
anlaufbedingter Verschleiß
nutzungsbedingter Verschleißi.w.S.
leerlaufbedingter Verschleiß
nutzenbedingter Verschleißi.w.S.
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A. Produktionstheorie
Instandhaltung - Verschleißarten (c)
nach Vorhersehbarkeit und derenwichtigsten Bestimmungsfaktoren
nach Art des Auftretens undtechnologischen Gesichtspunkten
allmählichfortschreitender
Verschleiß
momentanwirksamer,
sprunghafterVerschleiß
normalerVerschleiß
außer-gewöhnlicher
Verschleiß
Differenzierung der Verschleißerscheinungen
mechanischerVerschleiß
chemischer Verschleiß(Korrosion)
allmähliche Zerstörung des kristallinen Gefüges
Ablagerungsverschleiß
sonstige stofflich-technische Veränderung
natürlicher Verschleiß
stillstandsbedingterVerschleiß
stillsetzungsbedingter Verschleiß
anlaufbedingter Verschleiß
nutzungsbedingter Verschleißi.w.S.
leerlaufbedingter Verschleiß
nutzenbedingter Verschleißi.w.S.
instandsetzungsbedingterVerschleiß
praktisch besonders bedeutsame Verschleißbeziehungen
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A. Produktionstheorie
Wirkungen des Anlagenverschleißes
Nichtabsatz
Produktionsmenge mit steigendem Ausschuss
KeineProduktionsmenge
um Ausschuss erhöhteProduktionsmenge
Produktions-wirtschaftlicheWirkungen unveränderte
Produktionsmenge
Fremdbezug
Produktionsmenge mit verminderter Absatzqualität
Produktionsmenge mit steigendemProduktionskoeffizienten
Nachlieferung
Erfolgs-wirtschaftliche
Wirkungen
(Quelle: Corsten)
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A. Produktionstheorie
Erfolgswirtschaftliche Wirkungen des Anlagenverschleißes
Nichtabsatz
Produktionsmenge mit steigendem
Ausschuss
KeineProduktions-
menge
um Ausschuss erhöhteProduktionsmenge
Produktionswirtschaftliche Wirkungen
unveränderteProduktionsmenge
Fremdbezug
Produktionsmenge mit verminderter Absatzqualität
Produktionsmenge mit steigendemProduktionskoeffizienten
Nachlieferung
Erfolgswirtschaftliche Wirkungen
Kosten des Goodwill-Verlustes durchNachfrageabwanderung in der Zeit
Zulaufkosten
Entgehen des Stückgewinns
Anfall nicht abbaufähiger Produktionskosten
Erhöhung der Lager- und Kapitalbindungskosten
Konventionalstrafen undSchadensersatzzahlungen
Verstärkter Einsatz produkt-, distributions-, und kommunikationspolitischer Instrumente
Senkung des AbsatzpreisesNegative Absatzkonditionenänderung
Verrichtungskosten
Erhöhung der Faktorkombinationskosten
Potentialfaktormehrverbrauch
Repetierfaktormehrverbrauch
Produktionskostensteigerung durchkostengünstigere Anlagenintensität
(Quelle: Corsten)
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A. Produktionstheorie
Begriff der Werkstoffe
• Produktionsfaktor, der im Produktionsprozess verbraucht wird
• Auch: Repetierfaktor- Repetieren = verbrauchen (Vorgänge, die sich wiederholen)
BetriebsstoffeRohstoffe Hilfsstoffe
Werkstoffe[auch: Material]
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A. Produktionstheorie
Ergiebigkeitsfaktoren Material - Übersicht
• Materialverluste - aufgrund schlechter Beschaffung und Bearbeitung
• Recycling - bzw. Wiederverwendungsmöglichkeiten von Materialverlusten
• Normung von Werkstoffen- Vereinheitlichung von Werkstoffen
• Verfügbarkeit von Werkstoffen
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A. Produktionstheorie
Ergiebigkeitsfaktoren Material (a)
• Materialverluste aufgrund schlechter Beschaffung und Bearbeitung
- Ausschuss• Halb- und Fertigerzeugnisse,
die im Produktionsprozess unbrauchbar werden- Abfall
• Reststoffe, die beim Produktionsprozess anfallen (Sägemehl, Eisenspäne)
• Recycling, Wiederverwendung von Materialverlusten
- Ausschuss als Produkte 2. Wahl verkaufen- Abfallprodukte in den Produktionsprozess wiedereinführen- Wertstoffe (Altpapier, Altglas, Kunststoffe, Alu) wiedergewinnen = Recycling
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A. Produktionstheorie
Ergiebigkeitsfaktoren Material (b)
• Normung, Vereinheitlichung von Werkstoffen- geringere Lagerkosten- Einsatz von Spezialmaschinen möglich- Übungsdegression - Kostensenkung aufgrund von Lerneffekten
• Verfügbarkeit von Werkstoffen- in der "richtigen" Menge- zur "richtigen" Zeit (Just in Time)- in der "richtigen" Qualität (evtl. auch schlechtere Qualität)- am "richtigen" Ort- zu den "richtigen" Kosten
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Operations Management
ProduktionstheorieBeschaffungStrategisches ProduktionsmanagementOperatives Produktionsmanagement
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B. Beschaffung
Beschaffung - Begriffliche Einordnung (a)
• Materialwirtschaft- Sämtliche Vorgänge innerhalb eines Unternehmens,
die der wirtschaftlichen Bereitstellung von Materialien dienen, mit dem Ziel ein materialwirtschaftliches Optimum zu erreichen
- Materialbereitstellung mit Detailfunktionen:Lagerhaltung und Transport => klassische Materialwirtschaft
- Materialplanung und Disposition => integrierte Materialwirtschaft
• Beschaffung• Logistik
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B. Beschaffung
Beschaffung - Begriffliche Einordnung (b)
• Materialwirtschaft
• Beschaffung- Sämtliche unternehmens- und marktbezogene Tätigkeiten,
die darauf gerichtet sind einem Unternehmen die benötigten, aber nicht selbst hergestellten Objekte verfügbar zu machen.
• Logistik- Logistik kennzeichnet alle Managementaktivitäten in und zwischen
Unternehmen, die sich auf die Gestaltung des gesamten Material- und Informationsflusses von den Lieferanten in ein Unternehmen hinein, innerhalb eines Unternehmens sowie von Unternehmen zu den Abnehmern beziehen.
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B. Beschaffung
Beschaffungsobjekte
Beschaffungsobjekte
aperiodischerund einmaliger Bedarf
sowohl periodisch/laufender als auch
aperiodisch/einmaligerBedarf
periodischer und laufenderBedarf
Einsatzstoffe
Zuliefer-teile*
Handels-waren
Dienstlei-stungen
Informa-tionen
Investiti-onsgüter
Rechte
Kapital
Roh-,Hilfs- und Betriebs-
stoffe
Arbeits-kräfte
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B. Beschaffung
*Zulieferteile (a)
• Teile- Zulieferteile, die aus einem Werkstoff hergestellt sind, ohne Montageinhalt
• Schrauben, Dichtungen, ...
• Baugruppen, Komponenten- Zulieferteile, die zerlegbar oder auch nicht zerlegbar sind
• Kupplungsscheibe, Ölfilter, ...
• Systeme- Zulieferteile, die aus mehreren Baugruppen/Komponenten und/oder Teilen
zusammengesetzt sind und eine Grundfunktion erfüllen• Sitz, Armaturenbrett, ...
• Module
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B. Beschaffung
Zulieferteile (b)
• Teile• Baugruppen, Komponenten• Systeme
• Module- Zulieferteile, welche montagefertige Einheiten darstellen,
die sich an der Einbaureihenfolge des Herstellers orientieren• Kühlmodul, Front-End, ...
- Module können mit Systemen identisch sein- Zum selben Zeitpunkt einzubauende,
grundverschiedene Systeme können auch ein Modul bilden • Zulieferer ohne bisherige Berührungspunkte
müssen sich dabei abstimmen
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B. Beschaffung
Aufgaben der Beschaffung
Einkauf Beschaffungslogistik
Beschaffungsmanagement
(Quelle: Schulte)
• Beschaffungsmarktforschung• Preis- und Wertanalyse• Einholen und Auswerten
von Angeboten• Lieferantenauswahl• Preisverhandlungen• Einkaufsabschlüsse• Beschaffungsverwaltung
• Bedarfsermittlung und Disposition• Warenannahme und -prüfung• Lagerhaltung• Lagerverwaltung• Innerbetrieblicher Transport• Planung, Steuerung und Kontrolle
des Material- und Informationsflusses
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B. Beschaffung
Aufgabe zur Bedarfs- und DistributionsplanungEin Unternehmen stellt nur ein Endprodukt 1 her, in das je eine Einheit der Vorprodukte 2, 3 und 4 eingeht. Alle Produkte können an zwei verschiedenen Standorten A und B produziert werden. Die Lageranfangsbestände sind der folgenden Tabelle zu entnehmen.
300---B
-3001.000500A
4321Produkte
Standorte
Die Endprodukte können noch in derselben Periode ausgeliefert werden, in der sie produziert werden. Hingegen müssen Vorprodukte, die in der Periode t weiterverarbeitet werden, am Ende der Vorperiode t-1 auf Lager liegen (d. h. die Lagerentnahme erfolgt erst in der Produktionsperiode des Endproduktes). Alle Produkte durchlaufen den Produktionsprozess innerhalb einer Periode, wobei die Losgröße jeweils dem Periodenbedarf entspricht. Die Lagerkosten pro Stück und Periode betragen 4 € bei dem Endprodukt 1 und jeweils 1 € bei den Vorprodukten 2, 3 und 4.
Für das Endprodukt 1 liegen zwei Kundenaufträge vor, und zwar sind 750 Einheiten in der Periode 4 vom Standort A und 500 Einheiten in der Periode 3 vom Standort B auszuliefern. Der Produktionsplan soll für die nächsten vier Perioden so aufgestellt werden, dass minimale Lagerbestände entstehen. Kapazitätsrestriktionen können vernachlässigt werden.
a) Nehmen Sie an, dass keine Lagerbestände zwischen den beiden Standorten ausgetauscht werden können. Welcher Nettobedarf ist zu befriedigen und wie entwickeln sich die Lagerbestände der Produkte 1, 2, 3 und 4 an denbeiden Standorten im Verlauf der vier zu betrachtenden Perioden? Welche Lagerkosten entstehen?
b) Nehmen Sie an, dass die am Standort A geführten Lagerbestände aller Produkte auch zur Befriedigung des Bedarfs am Standort B verwendet werden können und umgekehrt. Welcher Nettobedarf ist zu befriedigen und wie entwickeln sichnun die Lagerbestände der Produkte 1, 2, 3 und 4 an den beiden Standorten im Verlauf der vier zu betrachtendenPerioden? Welche Querfrachten sind zwischen beiden Standorten erforderlich? Welche Lagerkosten entstehen?
c) Welche Kosten müssten bekannt sein, damit das obige Produktionsplanungsproblem „optimal“ gelöst werden könnte?
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Operations Management
ProduktionstheorieBeschaffungStrategisches ProduktionsmanagementOperatives Produktionsmanagement
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Aufgaben und Ziele des strategischen Produktionsmanagements
Führung
Produktionsmanagement
Planung ControllingOrganisation
Qualität
Strategische Ziele des Produktionsmanagements
Produktivität ZeitKosten
Betrieblicher Transformationsprozess
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Aufgaben und Ziele des strategischen Produktionsmanagements - Transformationsprozess
Produktionsmanagement
Strategische Ziele des Produktionsmanagements
QualitätProduktivität ZeitKosten
Inpu
t
Materialien
Personal
Ausstattung
Out
put
Fertige GüterProduktionsprozess
TransformationsprozessProduktionssystemInformation
Kapital
Energie
Dienstleistungen
Input-/Outputrelation
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Teilpläne betrieblicher Leistungserstellung
Produktionsplanung
langfristigeProduktionsplanung
Planung der betrieblichen Leistungserstellung
Personal
Betriebsmittel
Material kurzfristigeProduktionsplanung
Bereitstellungsplanung
Betriebsgrößen-planung Produktionsprogrammplanung
Produktions-durchführungs-
planung
ZeitlicheAblauf-planung
ZeitlicheProduktionsver-teilungsplanung
Auftrags-größen-planung
Produktions-aufteilungs-
planung
strategisch taktisch operativ
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Entscheidungsfelder des strategischen Produktionsmanagements
• Die strategischen Markt- und Produktionsprogrammentscheidungen
- Breite des Produktionsprogramms- Tiefe des Produktionsprogramms- Produktinnovation
• Die strategischen Produktions- und Verfahrensentscheidungen- Der betriebliche Standort- Strategische Verfahrenswahl
• Die strategischen Produktionsorganisationsentscheidungen- Wahl der Organisationsform
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Teilpläne betrieblicher Leistungserstellung
Produktionsplanung
langfristigeProduktionsplanung
Planung der betrieblichen Leistungserstellung
Personal
Betriebsmittel
Material
kurzfristigeProduktionsplanung
Bereitstellungsplanung
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Dr. Ulrich HahnEinflussfaktoren auf die Festlegung der Breite des Produktionsprogramms (a)
• Gründe für eine Ausweitung des Fertigungsprogramms
• Streben nach Wachstum• Streben nach Risikominimierung• Ausnutzung von produktions- und absatzwirtschaftlichen
Verbindungsbeziehungen• Streben nach gleichmäßiger bzw. Vollauslastung der Kapazitäten• Angebot eines Mindestsortiments• Ausnutzung gesammelter produktionswirtschaftlicher Erfahrungen• Streben nach optimaler Ausnutzung der Absatzwege• Ausnutzung von Einkaufsvorteilen
Gründe für eine Ausweitung des FertigungsprogrammsGründe für eine Ausweitung des Fertigungsprogramms
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Dr. Ulrich HahnEinflussfaktoren auf die Festlegung der Breite des Produktionsprogramms (b)
• Gründe für eine Beschränkung des Fertigungsprogramms
• Kostenvorteile bei der Herstellung größerer Serien• Einsparungen an Beschaffungs-, Lagerungs- und Transportkosten• Ausnutzung von Lerneffekten im Produktionsbereich• Vereinfachung der Arbeitsvorbereitung und des Terminwesens• Anwendung besonders rationeller Fertigungsverfahren
und -systeme• Kosten- und Qualitätsvorteile durch den Einsatz von
Spezialmaschinen• Ausnutzung der Kostendegression
durch den Einsatz größerer Betriebsmittel
Gründe für eine Beschränkung des FertigungsprogrammsGründe für eine Beschränkung des Fertigungsprogramms
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Methodische Unterstützung der strategischen Fertigungsprogrammplanung
Methodische Unterstützung der strategischen Fertigungsprogrammplanung
• Beispiele- Kostenvergleichsrechnung- Johnson-Algorithmus- Branch-and-Bound-Verfahren
• Beispiele- Produktlebenszykluskonzept- Erfahrungskurve- „umgekehrte“ Erfahrungskurve- Portfolio-Analyse- GAP-Analyse- Scoring-Modelle- Prioritätsregeln
heuristische Methoden(= rationale Suchmethoden,
nicht exakte Methoden)(-> überwiegend bei strategischen Entscheidungen)
analytische Methoden(= mathematisch exakte Methoden)
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Heuristische Methoden zum Treffen von strategischen Markt- und Produktionsprogrammentscheidungen
• Produktlebenszyklus-Konzept
• Annahmen- Produkte unterliegen ähnlich wie Lebewesen
Gesetzmäßigkeiten des „Werdens und Vergehens“- Existenz von Produktlebenszyklen
für verschiedene Branchen empirisch bestätigt- s-förmiger Verlauf
der Lebenszykluskurve und Phaseneinteilung idealtypisch
• Kernaussage- idealtypische Darstellung der Phasen,
die ein Produkt von der Entwicklung bis zum Ausscheiden aus dem Markt durchläuft
Produktlebenszyklus-KonzeptProduktlebenszyklus-Konzept
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Dr. Ulrich HahnProduktlebenszyklusmodell (graphisch)
Entstehungs- Marktzykluszyklus
Umsatz
Ein
führ
ung
Wac
hstu
m
Sta
gnat
ion
Rei
fe
Ver
fall
Zeit
Relaunch
Entwicklungs-phase
Gewinn
(Quelle: Balderjahn/Specht)
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Das Produktlebenszykluskonzept - Phasen (a)
• Einführungsphase- Beginn: Zeitpunkt der Markteinführung- Ende: Erreichen der Gewinnschwelle
• Wachstumsphase- Kennzeichen: steigende Umsatzzuwachsraten- strategische Empfehlung: Massenwerbung- Ende: Wendepunkt der Umsatzkurve bzw. Maximum des Grenzumsatzes
• Reifephase- Verlangsamung des Umsatzwachstums- maximale Deckungsbeiträge- strategische Empfehlung:
Entwicklung von Produktvariationen
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Dr. Ulrich HahnDas Produktlebenszykluskonzept - Phasen (b)
• Sättigungsphase (Stagnation)- Stagnation des Umsatzes auf hohem Niveau- Erreichen des absoluten Umsatzmaximums- maximaler Cash Flow- strategische Empfehlung:
Entwicklung von Produktvarianten und Nachfolgeprodukten
• Degenerationsphase (Verfall)- Umsatzrückgang- Existenz zahlreicher Substitutionsprodukte- strategische Empfehlung:
Selektion (Elimination oder Relaunch)
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Dr. Ulrich Hahn
C. Strategisches Produktionsmanagement
Das Produktlebenszykluskonzept - Ziele und Kritik
• strategische Entscheidungsunterstützung- Prognose von Absatzwerten- Ableitung absatzpolitischer Maßnahmen- Unterstützung der Produktionsprogrammplanung
• Kritik- willkürliche Phaseneinteilung- idealtypische Form insbesondere in Degenerationsphase häufig
unzutreffend- Lebenszyklusdauer und Phasenlänge ex ante nicht genau zu bestimmen- Produktpositionierung auf Lebenszykluskurve als Voraussetzung für
Strategieformulierung äußerst schwierig
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Dr. Ulrich Hahn
C. Strategisches Produktionsmanagement
Die Erfahrungskurve
• Kernaussage- Mit jeder Verdoppelung der kumulierten Ausbringungsmenge eines
Produktes sinken die durchschnittlichen Stückkosten potenziell um einen konstanten Prozentsatz von 20-30%.
400
350
300
250
200
150
100
500 40 80 120 160 200
kumulierte Menge
Stückkostenoder Preis
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Dr. Ulrich Hahn
C. Strategisches Produktionsmanagement
Die Erfahrungskurve (b)
• Begründung für den Erfahrungskurveneffekt- Fixkostendegression- Betriebsgrößendegression- Übungsdegression- technischer Fortschritt
• Strategische Entscheidungsunterstützung- langfristige Preispolitik- strategisches Kostenmanagement- beschaffungspolitische Entscheidungen- Dynamisierung von Make-or-Buy-Entscheidungen- Quantifizierung der Auswirkungen von Marktanteilsveränderungen
im Hinblick auf die Kostensituation- Beurteilung der strategischen Ausgangssituation
von First- und Follower-Unternehmen
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die Erfahrungskurve (c)
• Begründung für den Erfahrungskurveneffekt• Strategische Entscheidungsunterstützung
• Kritik- nur teilweise empirische Bestätigung des Erfahrungskurvenkonzepts- abnehmende Bedeutung der Economies of Scale- Preis als alleiniges absatzpolitisches Instrument- Missachtung der Auswirkungen von Produkt- bzw. Verfahrensinnovationen
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die „umgekehrte“ Erfahrungskurve
• Kernaussage- Mit jeder Verdoppelung der Variantenvielfalt
steigen die Stückkosten um 20-30%- betroffene Kostenpotentiale- Koordinationskosten- Wechselkosten- Logistikkosten
• Kritik- fehlende empirische Überprüfung- mangelnde Präzision der Aussagen
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die „umgekehrte“ Erfahrungskurve - graphische Darstellung
10-15%
Kosten-steigerung
20-35%
Stückkosten
Variantenviel-falt
Fabrikanten mit herkömmlichenFertigungstechniken
flexibel automatisierte undsegmentierte Fabriken
100 200
Mit jeder Verdoppelung der Variantenvielfaltsteigen die Kosten um 20-30%
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die Portfolio-Analyse
• Zielsetzung- Finanzielle Ausgewogenheit des Produktionsprogramms
• Vorgehensweise der Portfolio-Analyse- Identifizierung relevanter Erfolgsfaktoren- Auswahl von zwei relevanten Erfolgsfaktoren- Aufstellen einer Matrix- Skalieren der Einflussgrößen- Einordnen der Produkte in die Matrix-Felder- Ableiten von Normstrategien
• relevante Erfolgsfaktoren- relativer Marktanteil- Marktwachstum
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die Portfolio-Analyse (b)
MarktwachstumProblemprodukte
g547FF
Relativer Marktanteil
Milchkühe
Nachwuchs Stars
hoch
hoch
niedrig
niedrig
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die Portfolio-Analyse (c)
• Nachwuchs-Produkte (question marks)- niedriger relativer Marktanteil, hohes Marktwachstum- negative Cash Flow-Bilanz- Normstrategie: Selektion
• Stars- hoher relativer Marktanteil, hohes Marktwachstum- ausgeglichene Cash Flow-Situation- Normstrategie: Wachstumsstrategien
• Milchkühe (cash cows)• Problemprodukte (poor dogs)
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die Portfolio-Analyse (d)
• Nachwuchs-Produkte (question marks)• Stars
• Milchkühe (cash cows)- hoher relativer Marktanteil, niedriges Marktwachstum- positive Cash Flow-Bilanz- Normstrategie: Gewinnstrategie
• Problemprodukte (poor dogs)- niedriger relativer Marktanteil, niedriges Marktwachstum- ausgeglichene Cash Flow-Situation- Normstrategie: Desinvestitionsstrategie
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die Portfolio-Analyse (d)
Blusen
Mäntel
Röcke
Hemden
Hosen
30
15
0
0 1 10
Mar
ktw
achs
tum
in %
Blusen
Mäntel
Röcke
Hemden
Hosen
30
15
0
0 1 10
Mar
ktw
achs
tum
in %
Relativer Marktanteil Relativer Marktanteil
Ist t + 24 Monate
• Kritik- Gefahr von Fehleinschätzungen bei schematischer Anwendung der Normstrategien- relativer Marktanteil und Marktwachstum sind nur bezüglich eines unterstellten
Marktes ermittelbar- Kritik an der Auswahl der Erfolgsfaktoren „relativer Marktanteil“ und „Marktwachstum“
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die GAP-Analyse (a)
strategischeLücke
operativeLücke
SOLL-Vorgabe(Ziellinie)
Basisgeschäft(WIRD)
potentiellesBasisgeschäft
(KANN)
Zeit
Zielgröße(z.B. Umsatz, Gewinn,
Rentabilität)
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die GAP-Analyse (b)
• Intention- Aufdeckung von Abweichungen zwischen der erwünschten und der
aufgrund der gegenwärtigen unternehmerischen Aktivitäten erwarteten Entwicklung
- Aufzeigen des operativen und strategischen Handlungsbedarfs
• Vorgehen- Gegenüberstellung einer Zielprojektion und einer Entwicklungsprognose, die
eine Fortsetzung der bisherigen Unternehmungspolitik unterstellt(Extrapolation von Gegenwartswerten)
• strategische Lücke• operative Lücke• Kritik
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Die GAP-Analyse (c)
• Intention• Vorgehen
• strategische Lücke- Unterschiedsbetrag zwischen der strategischen Soll-Vorgabe und der
bestmöglichen Entwicklung des Basisgeschäfts unter bestmöglicher Ausnutzung aller operativen Optimierungsmöglichkeiten
• operative Lücke- Differenz zwischen der Weiterführung der bisherigen Aktivitäten ohne
Veränderungen und der mit operativen Maßnahmen optimierten potentiellen Entwicklung des Basisgeschäfts
• Kritik- keine inhaltlichen Anhaltspunkte zur operativen und strategischen Planung,
d. h. zur Schließung der Lücke
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Standortwahl
Ebenen oder Teilgebiete der Standortplanung
• Volkswirtschaftliche Standortplanung- Optimierung der Ansiedlung von Unternehmen im Raum
(Raumwirtschaftsplanung)
• Betriebswirtschaftliche Standortplanung- Bestimmung des hinsichtlich einer oder mehrerer
Zielgrößen optimalen Standortes für eine Betriebsstätte- International, national, lokal
• Innerbetriebliche Standortplanung- Layoutplanung- Bestimmung der Standorte einzelner Betriebsmittel im Unternehmen
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Standortwahl
Standortfaktoren
sozio-kulturelleFaktorenKostenseite
Standortfaktoren
Absatzhilfen
Absatzpotential
Absatzseite
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Standortwahl - Kostenseitige Standortfaktoren
• Material• Arbeit• Abgaben• Energie• Verkehr• Dienstleistungen• Umweltschutzvorschriften• Auflagen• Gewerbeflächen
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Standortwahl - Absatzseitige Standortfaktoren
• Absatzpotential- Kaufkraft- Konkurrenz/Wettbewerb- Agglomeration
• Absatzhilfen- staatliche Absatzhilfen- Servicefreundlichkeit und Planungssicherheit der Behörden- Werbeagenturen- Ausstellungen- Messen
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Standortwahl - Soziokulturelle Faktoren
• erwartete Einstellung der Bevölkerung zur Wirtschaft
• Freizeitwert
• Sozialstruktur der Bevölkerung
• kulturelles Angebot
• Betriebsnutzungszeit
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Scoring-Modell zur Unterstützung der Standortwahl
Arbeitsschritte:
• Potenzielle Standorte ermitteln• Standortfaktoren bestimmen• Gewichtung der Kriterien bestimmen• Einheitliche Skalierung für die Bewertung der Kriterien festlegen• Mögliche Standorte bestimmen• Je Standort die Punktwerte für die Kriterien bestimmen• Gewichtete Punktwerte je Standort errechnen
- Z.B. Aufaddieren der Punkte je Kriterium- Ggf. Verfahren zur Bewertung von KO-Kriterien berücksichtigen- Ggf. Verfahren zur Bewertung von nicht erfüllten Kriterien berücksichtigen
• Optimaler Standort = höchste Punktzahl
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Scoringtabelle
Bewertungsfaktor
Gewichtung Gesamt-KO-Kriterium wertung
Option Wertung Punkte Wertung Punkte Wertung Punkte Wertung Punkte Wertung Punkte Punkte
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Scoring-Modell für die Standortwahl - Vorgehensweise
• Situation- n potentielle Standorte Si (i = 1, ..., n) mit m Standortfaktoren SFj (j = 1, ..., m) - für den Entscheidungsträger hat jeder Standortfaktor ein bestimmtes, vor der
Analyse festzulegendes Gewicht gj
- wir definieren eine (i.d.R. diskrete) Bewertungsskala für die Standorte, die von Null Punkten (= ungenügende Eignung) bis 10 Punkten (hervorragende Eignung) reicht.
• rij ist dann der (ungewogene) Punktwert, den der i-te Standort bei der Beurteilung des j-ten Standortfaktors im Rahmen der Analyse erhält. Multipliziert mit dem Gewicht gj des Standortfaktors j ergibt sich der gewogene Punktwert Rij
Rij = rij * gj
• Die Bewertungsziffer Zi (Z = Zielkriterium) des Standortes i ist das Resultat einer Verknüpfung der einzelnen Rij.
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Scoring-Modell für die Standortwahl - Vorgehensweise
• Die Bewertungsziffer Zi des Standortes i ist das Resultat einer Verknüpfung der einzelnen Rij
• Aus der Vielzahl möglicher Verfahrensregeln seien im folgenden beispielhaft zwei Regeln angewandt:
- Die Additionsregel mit Mindestanforderung- Die Minimumregel
• Beide Regeln setzen voraus, dass die Standortfaktoren unabhängig voneinander bewertet werden können. Nur in diesem Fall sind die Operationen Addition und Minimumbildung sinnvoll.
• Falls ein potentieller Standort bei einem Standortfaktor eine ungenügende Eignung aufweist (Rij = 0), schlägt diese Bewertung in beiden Regeln durch und die Gesamtbewertungsziffer Zi wird ebenfalls Null. Dadurch können zwingende Mindestanforderungen (KO-Kriterien) berücksichtigt werden. Die Minimierungsregel ist geprägt durch das Vorsichtsprinzip, einen Standort insgesamt nur so hoch zu bewerten, wie beim ungünstigsten Standortfaktor.
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Scoring-Modell - Beispiel Standortanalyse (-> vereinfachte Variante aus der Maschinenbaubranche)
Gewichtung:Standortfaktoren:
g4 = 0,14. Infrastruktur
g3 = 0,33. Arbeitskräftebeschaffung
g2 = 0,22. Verkehrslage des Grundstücks
g1 = 0,41. Grundstück
Mindestanforderungen an den Standort:1. Mindestgröße des Grundstücks 5.000 m2
2. Die nächste Autobahnauffahrt darf höchstens 10 km vom Grundstück entfernt liegen. 3. Auf dem Arbeitsmarkt dürfen höchstens drei bedeutende andere Unternehmen Konkurrenz stehen.4. Die Miete für angemessenen Wohnraum der Belegschaft darf 8 €/m² nicht übersteigen.
Vier Standorte in drei Städten stehen zur Auswahl. Die Standorte I und II liegen in derselben Stadt. In der folgenden Tabelle sind die Daten des Problems wiedergegeben:
61128000IV
4335000III
81810000II
8117000I
4Miete/Wohnraum
[€/ m2]
3Konkurrenzfirmen
Arbeitsmarkt
2Autobahnentfernung
[km]
1Grundstücksgröße
[m2]
Standortfaktoren
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Scoring-Modell - Beispiel Standortanalyse
• Kritik am Scoring-Modell- ...
5,3180,442,170,002,87IV
3,0170,770,311,680,41III
4,2140,112,170,421,64II
7,4260,112,172,0103,28I
ge-wogen
unge-wogen
ge-wogen
unge-wogen
ge-wogen
unge-wogen
ge-wogen
unge-wogen
4321Standort-
faktor
Standort
∑j
ijr ∑j
ijR
Ergebnisse nach:
- Additionsregel: Z1 = 7,4 Z2 = 4,2 Z3 = 3,0 Z4 = 0,0
- Minimumregel: Z1 = 0,1 Z2 = 0,1 Z3 = 0,3 Z4 = 0,0
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Kostenvergleichsrechnung
Beispiel:
35
20
30
11
Variable Kosten[€/Stück]
550000200000D
350000150000C
400000100000B
360000250000A
Gesamtkosten (Jahresproduktion:
10000 Stück)
Fixe Kosten[€/Jahr]
Standort
Kritik:
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Fallbeispiel I zur StandortwahlEine Brauerei plant eine weitere Produktionsstätte an einem neuen Standort zu eröffnen. In die engere Auswahl kommen drei mögliche Brauereistandorte: Aachen (A), Bochum (B) und Coesfeld (C). Die Kostensituation der Standorte stellt sich wie folgt dar:
Standort Lohnkosten (€/Jahr)
Transportkosten (€/Jahr)
Braukosten (€/Liter)
Pachtkosten (€/Jahr)
Energiekosten (€/Liter)
A 100.000 50.000 4,50 50.000 1,50
B 240.000 90.000 1,50 80.000 1,00
C 250.000 100.000 0,30 200.000 0,20
Der Bürgermeister von Coesfeld kann sich „seine Stadt“ im Jahre 2000 als „Bierstadt“ vorstellen und genehmigt der „Do-Bier AG“den Bau einer Brauerei nur dann, wenn mindestens 110.000 Liter Bier pro Jahr gebraut werden. Der Bürgermeister von Bochum möchte hingegen nicht, dass Bochum in Zukunft als „Bierstadt“ in Konkurrenz zu Dortmund tritt und begrenzt daher das jährliche Bierbrauvolumen auf 110.000 Liter. Für den Standort Aachen gibt es keine derartigen Restriktionen.
a) Erarbeiten Sie zur Unterstützung der Geschäftsleitung eine entscheidungsbezogene Präsentation. (d.h. mathematische und graphische Aufbereitung des Datenmaterials. Berücksichtigen Sie bei der graphischenLösung ein Brauvolumen von maximal 130.000 l/Jahr)
b) Es stellt sich heraus, dass mit einer Biernachfrage von 105.000 l/Jahr zu rechnen ist. Welcher Standort ist unterdieser Prämisse zu wählen und wie viel Bier wird gebraut? Begründen Sie Ihre Empfehlung.
c) Im Verlauf der Projektvorbereitungen ändern sich die Prämissen: Die Braukosten lassen sich am Standort A auf 1,00 €/Liter senken. Berücksichtigen Sie diese Informationen in Ihren Empfehlungen und ermitteln Sie welcherStandort in Abhängigkeit von dem jährlichen Brauvolumen jetzt der kostengünstigste ist.
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Fallbeispiel II zur StandortwahlEin Unternehmen steht vor der Aufgabe, eine betriebliche Standortentscheidung zu fällen. Dies soll auf der Grundlage eines Scoring-Modells geschehen. Ein interdisziplinäres Team ermittelte folgende relevante Standortfaktoren:
Servicefreundlichkeit der zuständigen Behörden vor Ort7
Existenz von Arbeitskräften6
Kaufkraft der Bewohner5
Anbindung an Autobahnen bzw. Fernstraßen4
Erweiterungsmöglichkeiten des Betriebsgrundstücks3
Konkurrenzsituation vor Ort (z. B. Anzahl der Konkurrenzunternehmen)2
Akzeptanz in der Bevölkerung1
Bezeichnung des StandortfaktorsNr.
Das Team ordnete den verschiedenen Standorten A, B, C und D hinsichtlich der Standortfaktoren Punktwerte von 0 (= nicht erfüllt) bis 5 (= gut bzw. gut erfüllt) zu. Die Bedeutung eines Standortfaktors in Relation zu allen anderen wurde durch eine Gewichtung bestimmt.
3240324D
4344233C
3435213B
3423412A
7(5%)
6(15%)
5(10%)
4(20%)
3(20%)
2(25%)
1(5%)
Faktor(Gewicht)
Standort
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Fallbeispiel II zur Standortwahl (b)
a) Treffen Sie eine Standortentscheidung auf Grundlage der Additionsregel mit Mindestanforderung. Welcher Standort ist optimal?
b) Durch Ausbau des öffentlichen Verkehrsnetzes erhält Standort D eine gute Verkehrsanbindung. Dies veranlasst die Teammitglieder, ihre Einschätzung des Standortes D zu ändern, der nunmehr für diesen Standortfaktor den Punktwert “5” erhält. Wie lautet der optimale Standort?
c) Eine ergänzend durchgeführte Analyse liefert folgende Kapitalwerte der Standortinvestitionen:
4.0734.2604.8903.536Kapitalwert (in Tausend €)
DCBAStandort
Welcher Standort ist zu wählen, wenn Nutzenwerte und Kapitalwerte gleichzeitig Berücksichtigung finden sollen und die Unternehmensleitung mindestens 2,8 Nutzenpunkte und 4 Mio. € Kapitalwert fordert?
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Strategische Markt- und Produktionsprogramm-entscheidungen: Prozesstypen der Fertigung (Fertigungsprogrammtypen)
Zunehmende Variantenvielfalt
immaterielle Produktematerielle Produkte
eine Produktart(Einprodukt-Fertigung)
mehrere Produkte(Mehrproduktfertigung)
Produktionsprogramme
Massenprodukte(Massenfertigung)
Sortenprodukt(Sortenfertigung)
Serienprodukt(Serienfertigung)
Einzelprodukt(Einzelfertigung)
(Quelle: Jehle)
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Fertigungsverfahren
• einstufig (1 Arbeitsplatz) / mehrstufig (mehrere Produktionsstufen, z. B. Reifenmontage + Lackiererei)
- mehrstufig divergierend (R1 = Rohstoff 1; X1 = Produkt 1)
- mehrstufig durchgängig mehrstufig konvergierend
• kontinuierlich / diskontinuierlich
• manuell / mechanisiert (Steuerung: Mensch) / automatisiert (Steuerung: Maschine)
• computergestützt (z.B. CIM) / nicht computergestützt
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Fertigungsverfahren - CIM
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Fertigungsverfahren - CIM
(Quelle: Scheer)
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Organisationstypen der Fertigung
Halle (Linie)
Produkt
• Werkbankfertigung- Produktionsprozesse laufen an einem Arbeitsplatz ab
• Baustellenfertigung- Betriebsmittel werden zur Baustelle gebracht (z.B. bei Brücken)
• Werkstattfertigung- Verrichtungszentralisation
• Fließfertigung- Objektzentralisation
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C. Strategisches Produktionsmanagement
Organisationstypen der Fertigung (b)
• Gruppenfertigung- Synthese aus Werkstatt- und Fließfertigung- Beispiel - Fertigungsinsel
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Operations Management
ProduktionstheorieBeschaffungStrategisches ProduktionsmanagementOperatives Produktionsmanagement
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D. Operatives Produktionsmanagement
Aufgaben der Arbeitsvorbereitung (AV)
• Allgemeine Arbeitsvorbereitung
• Festlegung des Fertigungsprogramms
• Einrichtung und Erhaltung der Produktionskapazitäten
• Gestaltung der Produktionsorganisation
• Spezielle Arbeitsvorbereitung
• Erstellung von Unterlagen
• Gestaltung der Auftragsprogramme
• Steuerung des Produktionsfaktoreinsatzes
• Überwachung der Produktionsaktivitäten
(Quelle: Jehle)
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D. Operatives Produktionsmanagement
Erscheinungsformen von Losen (i.w.S.)
Unternehmensbereiche
Beschaffung Fertigung Absatz
Bestelllose Fertigungslose
Herstellungslose verschiedenartiger
Güter nacheinander
bei wechselnder Fertigung
Chargen
Gleichzeitige Produktion von Gütern
bei Chargenfertigung
Transportlose
Chargenweise Beförderung der Objekte
Werkstattlose
Zusammenfassung von
Fertigungs-und
Transportlos
Absatzlose
Kundenaufträge
OptimaleBestellmenge
OptimaleLosgröße
OptimaleLosgröße
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D. Operatives Produktionsmanagement
Modell der optimalen Losgröße
Größe eines Loses = Zahl der von einer Sorte nacheinander ohne Unterbrechung des Fertigungsprozesses hergestellten Mengeneinheiten
Kostenarten zur Bestimmung der optimalen Losgröße:
• Kosten des Sortenwechsels
• Umrüstkosten• Kosten des
Produktionsausfalls• Anlaufkosten
• Lager- und Zinskosten der Fertigungserzeugnisse
• Lagermaterialkosten• Lagerraumkosten• Lagerpersonalkosten• Lager-Gemeinkosten
ZielOptimieren (Minimieren) der beeinflussbaren Kosten (d.h. Sortenwechsel- und Lagerhaltungskosten)
ZielOptimieren (Minimieren) der beeinflussbaren Kosten (d.h. Sortenwechsel- und Lagerhaltungskosten)
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D. Operatives Produktionsmanagement
Kostenverläufe in Abhängigkeit von der Losgröße
Kosten
Losgröße x
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D. Operatives Produktionsmanagement
Optimale Bestellmenge und optimale Losgröße
Symbol
optimale Bestellmenge
optimale Losgröße
Einheit
M Gesamtbedarf der Periode T Gesamtabsatz der Periode T Mengeneinheit
w0 Einstandspreis übrige Stückherstellkosten Geldeinheit
f bestellmengenfixe Kosten losfixe Kosten Geldeinheit
l Lagerkostensatz Prozent
p Finanzierung-/Zinskostensatz Prozent
n Bestellhäufigkeit Auflagenhäufigkeit: Zahl der Lose pro Jahr
x Bestellmenge Losgröße Mengeneinheit
k Stückkosten der bestellten Güter
Stückkosten einer Sorte Geldeinheit
tL Lagerdauer einer Bestellmenge Lagerdauer eines Loses Zeiteinheit
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Herleitung der Formel zur optimalen Losgröße
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D. Operatives Produktionsmanagement
Implizite Prämissen bei der Ermittlung der optimalen Losgröße
• Gesamtabsatz der Produktsorte in der Periode T ist gegebenund stimmt mit Produktionsmenge überein
• Der Absatz und damit der Abgang vom Fertigwarenlagererfolgt kontinuierlich und in gleichen Raten
• Es ist eine ausreichende Produktionskapazität vorhanden;Lagerungs- und Finanzrestriktionen bestehen nicht
• Die Wiederauffüllung des Lagers nach der Entnahme der letzten Einheit erfolgt ohne Verzögerung (time lag)(= total-momentane-Produktion; zeitpunktgeballte Produktion)
• Die Produktsorte ist unbegrenzt lagerbar• Einstufige Produktion• Ganzzahligkeitsbedingung wird vernachlässigt• Alle übrigen Stückherstellkosten sind konstant• Umrüstkosten sind unabhängig von der Reihenfolge• Keine Interdependenzen zwischen den Produktsorten eines
Mehrproduktbetriebes
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D. Operatives Produktionsmanagement
Aufgabe zur optimalen Losgröße
Der Bestand eines Fertigwarenlagers nimmt kontinuierlich und in gleichen Raten ab.
- Der Gesamtabgang pro Jahr beträgt 5.000 Stück. - Bei der Umstellung der Produktionsanlage auf die Produktsorte fallen losfixe
Kosten in Höhe von 100 € an, die Kosten für die Lagerung und Kapitalbindung werden zusammengefasst mit einem Prozentsatz von 10% angegeben.
- Der Wert einer gelagerten Fertigwareneinheit beträgt 4.000 €.
-> Die entscheidungsrelevanten Gesamtkosten sind zu minimieren.
-> Welches ist die unter diesen Umständen optimale Losgröße?
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D. Operatives Produktionsmanagement
Zusatzaufgabe zur optimalen Losgröße
• Apple plant im kommenden Jahr einen Absatz von 1.000.000 Stück des neu entwickelten iPod femto.
- Für jede Umrüstung der Fertigungsanlagen kalkuliert die Produktion 50.000 USD.
- Die Finanzierungskosten werden intern mit 15% veranschlagt.- Die tatsächlichen Herstellkosten der Geräte betragen 25 USD/Stück.- Erfahrungswerte des Controlling ergeben Lagerhaltungskosten
von 2,50 USD/Stück.
-> Sie sind Jungcontroller in der Fertigung und sollen einen Vorschlag für das kostengünstigste Fertigungslos erarbeiten.
Seite: 104Operations Management © 2009
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D. Operatives Produktionsmanagement
Erweiterung des Modells der optimalen Losgröße:-> Berücksichtigung der Produktionszeit
offeneProduktion
Lagerzugang sofortnach Produktion
geschlosseneProduktion
Los vor Lagerzugangkomplett zu fertigen
KontinuierlicherProduktionsausstoß
Mischformen
Seite: 105Operations Management © 2009
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D. Operatives Produktionsmanagement
Erweiterung zum Modell der optimalen Losgröße:Notwendige Modifikation der klassischen Formel
GA = Absatzgeschwindigkeit [ME/ZE]GP = Produktionsgeschwindigkeit [ME/ZE)
Geschlossene Produktion:
)1(*)(*
**200
0
.
P
Aopt
GGplw
FMx++
=
Offene Produktion:
)1(*)(*
**200
0
.
P
Aopt
GGplw
FMx−+
=
Seite: 106Operations Management © 2009
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D. Operatives Produktionsmanagement
Aufgabe zur Losgrößenplanung unter Berücksichtigung von offener und geschlossener Produktion
Gegeben seien folgende Daten:• Zinssatz p.a.: 10 %• Losgrößenfixe Sortenwechselkosten: 100 €• Mengenmäßiger Umsatz in der Planungsperiode: 50 ME• Wert einer lagernden Mengeneinheit: 1.250 €/ME• Absatzgeschwindigkeit: 1 ME/ZE• Produktionsgeschwindigkeit: 5 ME/ZE
Beantworten Sie die folgenden Fragen unter Vernachlässigung der Ganzzahligkeitsbedingung.a) Ermitteln Sie die optimale Losgröße des Produktes unter der Annahme der zeitpunktgeballten
Produktion. Welche Anzahl Lose werden pro Jahr aufgelegt und wie hoch sind die entscheidungsrelevanten Gesamtkosten pro Jahr?
b)Ermitteln Sie die optimale Losgröße für den Fall eines kontinuierlichen Produktionsausstoßes unter Zugrundelegen der Prämisse „offene Produktion“. Welche Anzahl Lose werden pro Jahr aufgelegt und wie hoch sind die entscheidungsrelevanten Gesamtkosten pro Jahr?
c) Ermitteln Sie die optimale Losgröße für den Fall eines kontinuierlichen Produktionsausstoßes unter Zugrundelegen der Prämisse „geschlossene Produktion“. Welche Anzahl Lose werden pro Jahr aufgelegt und wie hoch sind die entscheidungsrelevanten Gesamtkosten pro Jahr?
d)Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse aus a), b) und c).
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Dr. Ulrich Hahn
D. Operatives Produktionsmanagement
Aufgabe zur Kombination von optimaler Losgrößenplanung und Break-Even-Analyse
Der Seniorchef eines Einproduktunternehmens überlegt, welches von zwei verfügbaren Verfahren für die Produktion des Produktes eingesetzt werden soll. Gleichzeitig möchte er die Losgrößenwahl nicht mehr dem Juniorchef überlassen, so dass er die Verfahrenswahl und die Losgrößenplanung dem Praktikanten M. Konrads anvertraut. Dieser schlägt vor, zunächst mit Hilfe der Break-Even-Analyse das kostengünstigste Verfahren zu bestimmen und anschließend für dieses Verfahren die optimale Losgröße zu ermitteln. Letztere möchte er mit Hilfe der Andler’schen Losgrößenformel berechnen. Im Unternehmen ist man allseits begeistert. Herr Konrads verarbeitet in seiner Berechnung folgende Daten:
• Zinssatz p. a.: 10 %• Produktionsmenge: 500.000 ME/Periode• Herstellkosten pro Stück: 1,20 € (Verfahren 1) 1,15 € (Verfahren 2)• Fixkosten pro Periode: 124.000 € (Verfahren 1) 148.000 € (Verfahren 2)• Auflagenfixe Kosten: 500 € (Verfahren 1) 800 € (Verfahren 2)
a) Zu welchem Ergebnis kommt Herr Konrads bei Anwendung der Break-Even-Analyse?
b) Wären Sie anders vorgegangen? Wenn ja, wie?
c) Leider vergaß man Herrn Konrads mitzuteilen, dass nicht beliebige Losgrößen realisierbar sind. Die Fertigung und die Transporte erfolgen palettenweise (je 10.000 ME). Wie ändern sich die Ergebnisse aus b)?
d) Ermitteln Sie die Produktionsmenge, bei der beide Verfahren zu gleichen Kosten führen.
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Aufgabe zur operativen Programmplanung(„Column Minima Procedure“ =Spalten-Minimum-Verfahren)
• Die prognostizierten Absatzmengen eines Unternehmens der nächsten sechs Perioden betragen: 60, 90, 100, 140, 130, 80 ME (Absatzszenario A). - In jeder Periode können bei normaler Kapazität 100 ME gefertigt werden. Durch Überstunden
lässt sich die Periodenkapazität um 10 ME unter Inkaufnahme von 2,5 €/ME Mehrkosten erhöhen.
- Die Lagerung einer ME über eine Periode verursacht Kosten von 1 €/Periode.- Fehlmengen schlagen in jeder Periode mit Kosten in Höhe von 10 €/ME zu Buche, werden
allerdings vorgemerkt und nachgeliefert. Eventuelle Goodwill-Verluste sind in den Fehlmengenkosten enthalten.
a) Bestimmen Sie den kostenminimalen Produktionsplan (Plan I).
b) Es kommt ein weiterer Produktionsplan (Plan II) in Betracht: 100, 100, 105, 110, 110, 75 ME.Außerdem ist damit zu rechnen, dass mehr oder minder starke Prognosefehler auftreten. Es könnten sich z. B. folgende zu produzierende Mengen ergeben: Absatzszenario B (Abweichung ± 10 %): 54, 95, 108, 132, 137, 74 ME. -> Welche Kosten verursachen die Produktionspläne I und II unter
Berücksichtigung der Absatzszenarien A und B?
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Zeitliche Ablaufplanung (Reihenfolgeplanung)
• Aufgaben- Bestimmung der Bearbeitungsreihenfolge von Aufträgen
(betriebswirtschaftliche Planung, nicht politische Planung)
• Ziele (mehr- oder multidimensionale Zielfunktion)- Maximierung der Kapazitätsauslastung- Minimierung der Durchlaufzeiten- Minimierung der Zwischenlagerkosten- Minimierung der Terminabweichungen
M
xn = Auftrag I, II = Fertigungsstufen (FS)
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Zeitliche Ablaufplanung (Reihenfolgeplanung):Entscheidungshilfen bei der Bestimmung der optimalen Reihenfolge
• analytische Modelle- Johnson-Algorithmus - Branch-and-Bound-Verfahren
• heuristische Modelle = Prioritätsregeln (Kritik: nur suboptimale Lösungen)
- KOZ-Regel - Kürzeste Operationszeit• zuerst der Auftrag mit der kürzesten Produktionszeit
- GRB-Regel - Größte Restbearbeitungszeit• zuerst der Auftrag mit der größten noch verbleibenden
Bearbeitungszeit auf allen noch benötigten Maschinen- SZ-Regel - Schlupf-Zeit
• zuerst der Auftrag mit der kleinsten Differenz zwischen Liefertermin und der verbleibenden Bearbeitungszeit (d.h. sein Schlupf)
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Reihenfolgeplanung - Rechenbeispiel Johnson-Algorithmus
SortenFertigungszeit
in ZE FS IFertigungszeit
in ZE FS IIA 2 3B 7 1C 4 6
• 1. Schritt - Bestimmung der Produktsorte mit der niedrigsten Bearbeitungszeit
in einer Fertigungsstufe (FS)=> Sorte B aus Fertigungsstufe II mit 1 ZE (Zeiteinheiten)
• 2. Schritt- Einordnung der Sorte B an die letzte Stelle der Bearbeitungsreihenfolge
• 3. Schritt- Einordnung von Sorte A an die erste Stelle der Bearbeitungsreihenfolge
(nächst niedrigste Bearbeitungszeit in einer Fertigungsstufe => Sorte A aus Fertigungsstufe I mit 2 ZE)
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Reihenfolgeplanung - Rechenbeispiel (b)
Index der Reihenfolge Sorte
Fertigungszeit in ZE FSI
Fertigungszeit in ZE FSII
1. A 2 32. C 4 63. B 7 1
• Optimale Reihenfolge
• 4. Schritt- Berechnung der Durchlaufzeiten von Sorte A
ZEttT IIAIAA 532 =+=+=
tIA = Bearbeitungszeit von Sorte A auf Fertigungsstufe ItIIA = Bearbeitungszeit von Sorte A auf Fertigungsstufe II
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Reihenfolgeplanung - Rechenbeispiel (c)
• 5. Schritt- Berechnung der Durchlaufzeit von Sorte C
• 6. Schritt- Berechnung der Durchlaufzeit von Sorte B
IICICIAAC tttTT ++= );(max
ZETC 126)42;5(max =++=
IIBIBICIACB ttttTT +++= );(max
ZETB 141)742;12(max =+++=
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Aufgabe zum Johnson-Algorithmus
23H
19G
52F
1118E
46D
61C
1314B
184A
Fertigungsstufe IIFertigungsstufe ISorte
• Gegeben ist ein zweistufiger Mehrproduktbetrieb. Sämtliche Produktsorten müssen zuerst die Stufe I, danach die Stufe II durchlaufen.
- Die Bearbeitungszeiten der Sorten sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:
• Ermitteln Sie die Bearbeitungsreihenfolge und die dazugehörigen Durchlaufzeiten mit Hilfe des Johnson-Algorithmus!
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Aufgabe I zur Reihenfolgeplanung
• In einem zweistufigen Mehrproduktbetrieb ist die Reihenfolgeplanung durchzuführen. Dies wird erstmals dem neuen Praktikanten M. Konrads überlassen.
- Zur Planung erhält er die folgenden Bearbeitungszeiten der Produkte in den Fertigungsstufen I und II:
a) M. Konrads unterstellt, dass alle Produkte die Fertigungsstufen in der gleichen Reihenfolge (I-II) durchlaufen.
- Welche Bearbeitungsreihenfolge ermittelt er, wenn er zur Reihenfolgeplanung die Kürzeste Operationszeitregel (KOZ-Regel) verwendet?
b) Nachdem M. Konrads sein Ergebnis dem Produktionsleiter vorstellt, klärt dieser ihn darüber auf, dass die Produkte B, D und E aus technologischen Gründen zuerst die Fertigungsstufe II durchlaufen müssen, bevor sie in der Fertigungsstufe I bearbeitet werden können.
- Zu welcher Bearbeitungsreihenfolge kommt Konrads , wenn er wiederum die KOZ-Regel verwendet?
Fertigungsstufe
Produkt
I II
A 10 2
B 5 13
C 9 10
D 4 14
E 12 6
F 8 5
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Aufgabe II zur Reihenfolgeplanung
• Drei Aufträge (A, B und C) müssen in unterschiedlichen Reihenfolgen auf drei Maschinen (I, II und III) bearbeitet werden.- Die Bearbeitungszeiten, Maschinenfolgen und geplanten Liefertermine stellen sich
wie folgt dar:
a) Planen Sie die Maschinenbelegung mit Hilfe der Schlupfzeitregel.Stellen Sie die Lösung in Form eines fertigungsstufenbezogenen Balkendiagramms dar.
b) Wie hoch ist, unter Zugrundelegung des Reihenfolgeplans aus a), die Lieferterminabweichung des Auftrags A?
105II-I-III301510C
60I-III-II202015B
90I-II-III201015A
IIIIII
Geplanter
Liefertermin (ZE)
Maschinen-
folge
Bearbeitungszeit (ZE) auf MaschineAuftrag
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Anhang
Auswahl möglicher Klausurfragen
1. Beschreiben Sie den Zielkonflikt zwischen Ökonomen und Informatikern bzw. Ingenieuren. 2. Erläutern Sie die Produktionsfunktion vom Typ A.3. Beschreiben Sie die Produktionsfunktion von Typ B.4. Grenzen Sie die Produktionsfunktion vom Typ A zur Produktionsfunktion vom Typ B ab.5. Systematisieren Sie die vier Arten von Faktorbeziehungen.6. Erstellen Sie eine Systematik der Produktionsfaktoren.7. Nennen und erläutern Sie die Ergiebigkeitskomponenten der menschlichen Arbeit.8. Beschreiben Sie die Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln.9. Systematisieren Sie die Instandhaltungsstrategien.10. Differenzieren Sie die verschiedenen Arten von Verschleißerscheinungen.11. Erläutern Sie die erfolgswirtschaftlichen Wirkungen des Anlagenverschleißes. 12. Nennen und erläutern Sie die Ergiebigkeitsfaktoren von Werkstoffen.13. Beschreiben Sie die Aufgaben der Beschaffung untergliedert in Einkauf und Beschaffungslogistik.14. Beschreiben Sie die Entscheidungsfelder des strategischen Produktionsmanagements.15. Erläutern Sie die Unterschiede zwischen analytischen und heuristischen Methoden.16. Beschreiben Sie die Teilgebiete der Standortplanung.17. Nennen und beschreiben Sie Gründe für die Ausweitung des Fertigungsprogramms.18. Beschreiben Sie die Gründe, die gegen die Ausweitung des Fertigungsprogramms sprechen. 19. Systematisieren Sie die Standortfaktoren und nennen Sie Beispiele hierfür. 20. Beschreiben Sie die Vorgehensweise des Scoring-Modells.21. Systematisieren Sie die unterschiedlichen Fertigungsverfahren.22. Erläutern Sie das CIM-Konzept.23. Systematisieren und erläutern Sie die Aufgaben der Arbeitsvorbereitung. 24. Beschreiben Sie die zur Bestimmung der optimalen Losgröße relevanten Kostenarten.25. Erläutern Sie im Zusammenhang mit dem Modell zur optimalen Losgröße die Unterschiede zwischen
geschlossener und offener Produktion. 26. Alle in der Vorlesung gerechneten Beispielaufgaben können auch in veränderter Form als
Klausuraufgaben vorkommen!