Produktionsmanagement [5., völlig neu bearb. und erw. Aufl. Reprint 2018] 9783486813784, 9783486273526

Table of contents :
Vorwort
Inhaltsverzeichnis
1. Produktionsmanagement im betriebswirtschaftlichen und technischen Umfeld
2. Produktionsfunktionen als Grundlage eines entscheidungsorientierten Produktionsmanagements
3. Strategisches Produktionsmanagement
4. Produktionsprogrammplanung
5. Materialbedarfsplanung und Materialbeschaffung
6. Kapazitätsplanung
7. Fertigungssteuerung
8. Produktionslogistik
9. Abbildungsverzeichnis
10. Literaturverzeichnis
11. Stichwortverzeichnis

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Managementwissen für Studium und Praxis Herausgegeben von Professor Dr. Dietmar Dorn und Professor Dr. Rainer Fischbach Bisher erschienene Werke: Arrenberg • Kiy • Knobloch · Lange, Vorkurs in Mathematik Barsauskas · Schaßr, Internationales Management Behrens • Kirspel, G r u n d l a g e n der Volkswirtschaftslehre, 2. Auflage Behrens, Makroökonomie - Wirtschaftspolitik Bichler • Dörr, Personal wir tschaft - E i n f u h r u n g mit Beispielen aus SAP® R/3C* HR® Blum, G r u n d z ü g e anwendungsorientierter Organisationslehre Bontrup, Volkswirtschaftslehre Bontrup, Lohn und G e w i n n Bontrup • Pulte, H a n d b u c h Ausbildung Bradtke, Mathematische Grundlagen f ü r Ö k o n o m e n , 2. Auflage Bradtke, Übungen u n d Klausuren in Mathematik für Ö k o n o m e n Bradtke, Statistische G r u n d l a g e n fur Ö k o n o m e n , 2. Auflage Bradtke, Grundlagen im Operations Research f ü r Ö k o n o m e n Breitschuh, Versandhandelsmarketing Busse, Betriebliche Finanzwirtschaft, 5 . A . Camphausen, Strategisches M a n a g e m e n t Clausius, Betriebswirtschaftslehre I Clausius, Betriebswirtschaftslehre II Dinauer, Allfinanz - G r u n d z ü g e des Fi nanzdienstlei stu ngsmarkts Dorn • Fischbach, Volkswirtschaftslehre II, 4. Auflage Dorsch, Abenteuer W i r t s c h a f t -75 Fallstudien mit Lösungen Drees-Behrens · Kirspel · Schmidt • Schwanke, Aufgaben und Lösungen zur Finanzmathematik, Investition u n d Finanzierung Drees-Behrens •Schmidt, Aufgaben und Fälle zur Kostenrechnung Eilinghaus, Werbewirkung und Markterfolg Fank, Informationsmanagement, 2. Auflage Fank • Schildhauer • Klotz, Informationsmanagement: Umfeld - Fallbeispiele Fiedler, E i n f ü h r u n g in das Controlling, 2. Auflage Fischbach • Wollenberg, Volkswirtschaftslehre I, 12. Auflage Fischer, Vom Wissenschaftler z u m Unternehmer Frodl, Dienstleistungslogistik Götze, Techniken d e s Business-Forecasting Götze, Mathematik f ü r Wirtschaftsinformatiker Götze · Deutschmann · Unk, Statistik Götze • van den Berg, Techniken des Business Mapping Gohout, Operations Research Haas, Kosten, Investition, Finanzierung Planung und Kontrolle, 3. Auflage Haas, Marketing mit E X C E L , 2. Auflage Haas, Access und Excel im Betrieb Hans, Grundlagen der Kostenrechnung Hardt, Kostenmanagement, 2. Auflage Heine • Herr, Volkswirtschaftslehre, 3. Aufl.

Hildebrand • Rebstock, Betriebswirtschaftliche E i n f ü h r u n g in SAP® R/3® Ηofmann, Globale Informationswirtschaft Hoppen, Vertriebsmanagement Koch, Marketing Koch, Marktforschung, 3. Auflage Koch, Gesundheitsökonomie: Kosten- und Le istungsrechn ung Krech, G r u n d r i ß der strategischen Unternehmensplanung Kreis, Betriebswirtschaftslehre, Band I, 5. Auflage Kreis, Betriebswirtschaftslehre, Band II, 5. Auflage Kreis, Betriebswirtschaftslehre, Band III, 5. Auflage Laser, Basiswissen Volkswirtschaftslehre Lebefromm, Controlling - E i n f ü h r u n g mit Beispielen aus SAP® R/3®, 2. Auflage Lebefromm, Produktionsmanagement, 5. Auflage Martens, Betriebswirtschaftslehre mit Excel Martens, Statistische Datenanalyse mit SPSS f ü r Windows, 2. Auflage Martin • Bär, Grundzüge d e s Risikomanagements nach KonTraG Mensch, Investition Mensch, Finanz-Controlling Mensch, Kosten-Controlling Müller, Internationales Rechnungswesen Olivier, Windows-C - Betriebswirtschaftliche Programmierung für Windows Feto, E i n f ü h r u n g in das volkswirtschaftliche Rechnungswesen, 5. Auflage Peto, Grundlagen der MakroÖkonomik, 12. Auflage Peto, Geldtheorie u n d Geldpolitik, 2. Aufl. Piontek, Controlling, 2. Auflage Piontek, Beschaffungscontrolling, 2. Aufl. Piontek, Global Sourcing Plümer, Logistik und Produktion Posluschny, Kostenrechnung für die Gastronomie Posluschny • von Schorlemer, Erfolgreiche Existenzgründungen in der Praxis Reiter • Matthäus, Marktforschung und Datenanaiyse mit EXCEL, 2. Auflage Reiter • Matthäus, Marketing-Management mit E X C E L Reiter, Ü b u n g s b u c h : Marketing-Management mit E X C E L Rothlauf, Total Quality M a n a g e m e n t in Theorie und Praxis, 2. Auflage Rudolph, Tourismus-Betriebswirtschaftslehre, 2. Auflage Rüth, Kostenrechnung, Band I Sauerbier, Statistik für Wirtschaftswissenschaftler, 2. Auflage Schaal, Geldtheorie und Geldpolitik, 4. Auflage Scharnbacher • Kiefer, Kundenzufriedenheit, 3. Auflage Schuchmann • Sanns, Datenmanagement mit MS ACCESS

Schuster, K o m m u n a l e Kosten- u n d Leistungsrechnung, 2. Auflage Schuster, Doppelte B u c h f ü h r u n g f ü r Städte, Kreise und G e m e i n d e n Specht • Schmitt, Betriebswirtschaft für Ingenieure und Informatiker, 5. Auflage Stahl, Internationaler Einsatz von Führungskräften Steger, Kosten- und Leistungsrechnung, 3. Auflage Stender-Monhemius, Marketing - G r u n d lagen mit Fallstudien Stock, Informationswirtschaft Strunz • Dorsch, M a n a g e m e n t Strunz · Dorsch, Internationale Märkte Weeber, Internationale Wirtschaft Weindl • Woyke, Europäische Union, 4. Aufl. Wilhelm, Prozessorganisation Wörner, Handels- und Steuerbilanz nach n e u e m Recht, 8. Auflage Zwerenz, Statistik, 2. Auflage Zwerenz, Statistik verstehen mit Excel Buch mit C D - R O M

Produktionsmanagement Von

Uwe Lebefromm Diplom-Kaufmann

5., völlig neu bearbeitete und erweiterte Auflage

R.Oldenbourg Verlag München Wien

SAP ist ein eingetragenes Warenzeichen der SAP Aktiengesellschaft Systeme, A n w e n dungen, Produkte in der Datenverarbeitung, Neurottstr. 16, D-69190 Walldorf. Der Verlag bedankt sich für die freundliche Genehmigung der SAP Aktiengesellschaft, das Warenzeichen im R a h m e n des vorliegenden Titels zu verwenden. Die SAP A G ist jedoch nicht Herausgeberin des vorliegenden Titels oder sonst dafür presserechtlich verantwortlich. Gleiches gilt f ü r die weiteren eingetragenen Warenzeichen der SAP, nämlich „R/2", „R/3", „ABAP/4", „ S A P Early Watch", „SAPOFFICE", „SAP Business W o r k f l o w " und „ S A P Archivelink".

Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

© 2 0 0 3 Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH Rosenheimer Straße 145, D-81671 München Telefon: (089) 45051-0 www.oldenbourg-verlag.de Das Werk einschließlich aller Abbildungen ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen Systemen. Gedruckt auf säure- und chlorfreiem Papier Druck: Grafik + Druck, M ü n c h e n Bindung: R. Oldenbourg Graphische Betriebe Binderei GmbH ISBN 3-486-27352-3

Vorwort

Vorwort Die vorliegende 5. Auflage stellt eine vollständige Überarbeitung und Erweiterung gegenüber der vorherigen Auflage dar. Der direkte Bezug zum System SAP R/3 wurde aus dem Buch genommen, da zwischenzeitlich entsprechende Publikationen der SAP Presse verfügbar sind. In diesem Buch wird der Schwerpunkt auf die Konzepte zur Materialwirtschaft, Produktion und Logistik gelegt, mit denen die Planung und Steuerung der genannten Bereiche erfolgt. Es handelt sich um eine entscheidungsorientierte Darstellung der Themen, mit alternativen Szenarien und deren Bewertung. Der Aufbau des Buches richtet sich nach den Planungsstufen der Produktionsplanung. Vorab erfolgt ein Überblick über die Produktionsplanung nach betriebswirtschaftlichen-, organisatorischen -und technischen Gesichtspunkten. Ein besonderes Kapitel stellt die Produktionstheorie dar. Hier erfolgt die Darstellung der wichtigsten Produktionsfunktionen und deren mathematische Berechnung. Es folgen die Planungsstufen von der Programmplanung, Bedarfsplanung, Kapazitätsplanung bis zur Produktionssteuerung. Erweitert wurde das Buch um das Kapitel Produktionslogistik, in dem die dynamischen Methoden zur Produktionsplanung vorgestellt werden. Aufgaben und Lösungen dienen der Übung und Vertiefung des Stoffes. Die Inhalte entstammen aus Vorlesungen zum Grund- und Hauptstudium an den Berufsakademien Mannheim und Karlsruhe, der Fachhochschule Worms und der Verwaltungs- und Wirtschafts-Akademie Mannheim. Mein Dank gilt Herrn Prof. Dr. Franz Steffens für die ersten produktionswirtschaftlichen Kenntnisse, welche ich bei ihm erworben habe. Weiterhin bedanke ich mich bei Fachleitern und Studenten der Institute für die Hinweise und Anregungen zu den Vorlesungen. Insbesondere danke ich Herrn Dipl.-Volkswirt Martin Weigert, Cheflektor für Wirtschaft und Soziales beim Oldenbourg-Verlag, für die vertrauensvolle Zusammenarbeit. Mannheim Uwe Lebefromm

V

Inhaltsverzeichnis

VII

Inhaltsverzeichnis

1 P R O D U K T I O N S M A N A G E M E N T IM BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHEN UND TECHNISCHEN UMFELD

1

1.1

Aufgaben des Produktionsmanagements

1

1.2

Ziele des Produktionsmanagements

3

1.3

Funktionen in der Produktionsplanung

10

1.4 Organisatorische Einbettung 1.4.1 Aufbauorganisation des Produktionsmanagements 1.4.2 Ablauforganisation im Produktionsmanagement

14 14 19

1.5 Computer Integrated Manufacturing - CIM1.5.1 Computer Aided Design 1.5.2 Computer Aided Planning 1.5.3 Computer Aided Manufacturing

24 25 26 28

1.6

Übungsaufgaben zur Produktionsplanung

31

1.7

Lösungen zu den Übungsaufgaben zur Produktionsplanung

32

2 PRODUKTIONSFUNKTIONEN A L S G R U N D L A G E E I N E S ENTSCHEIDUNGSORIENTIERTEN P R O D U K T I O N S M A N A G E M E N T S

35

2.1

35

Produktionsfunktionen und Homogenitätsgrad

2.2 Substitutionale Produktionsfunktionen 2.2.1 Produktionsfunktion Typ Α mit partieller Faktorvariation 2.2.1.1 Partielle Faktorvariation 2.2.1.2 Beispiel zur partiellen Faktorvariation der Produktionsfunktion Typ A 2.2.2 Produktionsfunktion Typ Α mit totaler Faktorvariation 2.2.3 Schlussfolgerungen aus der Produktionsfunktion Typ A

37 37 38 40 41 46

2.3 Limitationale Produktionsfunktion 2.3.1 Produktionsfunktion Typ Β 2.3.1.1 Technische und ökonomische Verbrauchsfunktion 2.3.1.2 Optimaler Intensitätsgrad bei einem Einsatzfaktor 2.3.1.3 Optimaler Intensitätsgrad bei mehreren Einsatzfaktoren 2.3.1.4 Die Anpassung der Produktionskapazitäten 2.3.1.5 Schlußfolgerungen aus der Produktionsfunktion Typ Β 2.3.2 Produktionsfunktion Typ C 2.3.2.1 Berechnung der Produktionsfunktion über das bestimmt Integral 2.3.2.1.1 Momentanleistung

47 47 47 49 50 52 57 58 59 59

VIII

Inhaltsverzeichnis

2.3.2.1.2 Momentanverbrauch 2.3.2.2 Mehrstufige Produktionsprozesse 2.3.2.3 Schlußfolgerungen aus der Produktionsfunktion Typ C 2.3.3 Linear-limitationale Produktionsfunktion 2.3.3.1 Lineare Optimierung der Produktion über den Simplex-Algorithmus 2.3.3.2 Nichtlineare Optimierung durch Anwendung des Lagrange-Ansatzes

60 64 66 67 67 72

2.4

Übungsaufgaben zu Produktionsfunktionen

75

2.5

Lösungen zu den Übungsaufgaben

76

3 3.1

STRATEGISCHES PRODUKTIONSMANAGEMENT

78

Merkmale des strategischen Produktmanagements

78

3.2 Technologiestrategie 3.2.1 Produkt-Lebenszyklus-Analyse 3.2.2 Produktentwicklung 3.2.3 Eigene Ressourcenstärke und Technologie-Portfolio

80 80 82 84

3.3 Kapazitätsstrategie 3.3.1 Erweiterung und Konzentration der Produktionskapazität 3.3.2 Strategie der Fertigungstiefe 3.3.3 Das Lean Production Konzept

86 87 88 90

3.4 Standortstrategie 3.4.1 Unternehmensbezogene Standortplanung 3.4.2 Innerbetriebliche Standortplanung (Layoutplanung) 3.4.2.1 Werkstattfertigung 3.4.2.2 Fließfertigung 3.4.2.3 Gruppenfertigung

93 94 97 99 102 107

3.5

Übungsaufgaben zur Produktionsstrategie

111

3.6

Lösungen zu den Übungsaufgaben

114

4

PRODUKTIONSPROGRAMMPLANUNG

120

4.1 Absatz- und Produktionsgrobplanung (SOP) 4.1.1 Abstimmung von Absatz und Produktion 4.1.2 Berechnung der SOP-Mengen 4.1.3 SOP-Planung für Produktgruppen 4.1.4 Übergabe der Grobplanung an die Primärbedarfsplanung

120 121 122 123 124

4.2 Primärbedarfsplanung 4.2.1 Planungsstrategien 4.2.1.1 Vorplanung mit Endmontage

125 125 127

Inhaltsverzeichnis

4.2.1.2 Anonyme Lagerfertigung 4.2.1.3 Kundeneinzelfertigung 4.2.2 Leitteileplanung (MPS) 4.2.3 Variantenkonfiguration

IX

128 129 130 133

4.3

Übungsaufgaben zur Produktionsprogrammplanung

135

4.4

Lösungen zu den Aufgaben

137

5

M A T E R I A L B E D A R F S P L A N U N G UND M A T E R I A L B E S C H A F F U N G

139

5.1 Methoden der Materialbeschaffung 5.1.1 Beschaffungsmarktforschung 5.1.1.1 Art und Umfang der Beschaffungsmarktforschung 5.1.1.2 Informationsquellen der Beschaffungsmarktforschung 5.1.1.3 Preisstrukturanalyse 5.1.2 ABC-Analyse 5.1.3 XYZ-Analyse 5.1.4 Wertanalyse 5.1.5 Eigenfertigung oder Fremdbezug

140 140 140 141 142 143 147 150 152

5.2 Optimierung der Bestellmengen 5.2.1 Grundmodell der optimalen Losgröße 5.2.2 Optimale Bestellmenge bei Lieferantenrabatt 5.2.3 Optimale Bestellmenge bei Preiserhöhung 5.2.4 Gleitende wirtschaftliche Losgröße 5.2.5 Berechnung der optimalen Losgröße nach Groff

155 155 158 159 161 162

5.3 Bedarfsplanung mit mathematisch-statistischen Verfahren 5.3.1 Mittelwerte 5.3.1.1 Einfaches arithmetisches Mittel 5.3.1.2 Gewogenes arithmetisches Mittel 5.3.1.3 Gleitender Mittelwert 5.3.1.4 Geometrischer Mittelwert 5.3.2 Bedarfsplanung mit Schätzfunktionen 5.3.2.1 Exponentielle Glättung 1. Ordnung 5.3.2.2 Lineare Einfachregression 5.3.2.3 Exponentielle Glättung 2. Ordnung 5.3.3 Bedarfsplanung mit Bestellpunktverfahren 5.3.3.1 Berechnung der Bestandsarten 5.3.3.2 Bestellpunktdisposition unter Berücksichtigung der Lagerreichweite

164 165 165 165 166 166 167 167 168 170 172 172 174

5.4 Bedarfsplanung über Stücklistenauflösung 5.4.1 Dispositionsstufen-Verfahren 5.4.1.1 Stücklisten 5.4.1.2 Ablauf des Dispositionsstufen-Verfahrens 5.4.1.3 Bedarfsplanung bei fremdbeschafften Teilen

176 176 177 180 182

X

Inhaltsverzeichnis

5.4.1.4 Berücksichtigung von geplantem Ausschuss 5.4.1.5 Berechnung der Ecktermine 5.4.1.6 Durchlaufterminierung 5.4.2 GOZINTO-Verfahren

183 184 185 187

5.5

Übungsaufgaben zur Bedarfsplanung und Beschaffung

191

5.6

Lösungen zu den Übungsaufgaben

196

6

KAPAZITÄTSPLANUNG

204

6.1

Berechnung des Kapazitätsangebots

205

6.2

Berechnung des Kapazitätsbedarfs

207

6.3 Auftragsterminierung und Kapazitätsabgleich 6.3.1 Die Berechnung der Anfangs-und Endtermine im Auftrag 6.3.2 Auftragsfreigabe 6.3.3 Kapazitätsabgleich 6.3.3.1 Erhöhung der Taktrate 6.3.3.2 Überlappende Fertigung 6.3.3.3 Reihenfolgeplanung nach Johnson-Algorithmus 6.3.3.4 Auftragsreihenfolge nach Prioritätsregeln. 6.3.3.5 Sonstige Reduzierungsstrategien

210 211 213 215 216 218 222 224 226

6.4

Übungsaufgaben zur Kapazitätsplanung

227

6.5

Lösungen zu den Übungsaufgaben

231

7 7.1

FERTIGUNGSSTEUERUNG Aufgaben und Ziele der Fertigungssteuerung

234 234

7.2 Regelkreisbetrachtung der Fertigungssteuerung 7.2.1 Regelkreis bei anonymer Lagerfertigung 7.2.2 Regelkreis bei Kundenauftragsfertigung

235 235 237

7.3 Fertigungsaufträge 7.3.1 Stammdaten des Fertigungsauftrags 7.3.2 Bearbeitungsfunktionen des Fertigungsauftrags 7.3.2.1 Verfugbarkeitsprüfung 7.3.2.2 Terminierung der Arbeitsvorgänge 7.3.2.3 Kalkulation der Auftragskosten 7.3.2.4 Freigabe des Fertigungsauftrags

239 240 241 241 242 243 243

7.4

244

Rückmeldung zum Fertigungsauftrag

Inhaltsverzeichnis

XI

7.5 Grundlagen eines Fertigungsinformations-Systems 7.5.1 Materialanalyse 7.5.2 Arbeitsplatzanalyse

246 246 247

7.6 KANBAN 7.6.1 Grundlagen ftir den Einsatz von KANBAN 7.6.2 Impuls und KANBAN Tafel 7.6.3 Optimierungsansätze 7.6.3.1 Optimale Losgröße im KANBAN 7.6.3.2 Optimale Anzahl an KANBAN Behältern 7.6.3.3 Organisatorische Optimierung

248 250 251 253 254 259 261

7.7

Übungsaufgaben zur Fertigungssteuerung und KANBAN

262

7.8

Lösungen zu den Übungsaufgaben

264

8 8.1

PRODUKTIONSLOGISTIK Grundlagen

267 267

8.2 Logistik-Ansätze in der Beschaffung 8.2.1 Logistisch optimierte Beschaffungswege 8.2.1.1 Gobal Sourcing 8.2.1.2 e-Procurement 8.2.2 Dynamische Bestellmengen 8.2.2.1 Optimale Losgröße nach Silver-Meal 8.2.2.2 Optimale Bestellmenge mit mengenabhängigen Faktorpreisen 8.2.2.3 Optimale Bestellmenge bei Preis-Absatz-Funktion

268 269 269 269 270 271 272 274

8.3 Produktions-Logistik 8.3.1 Planungsfunktionen der Produktionsplanung und Produktionslogistik 8.3.2 Reihenfolgeplanung 8.3.2.1 Branch & Bound Methode 8.3.2.2 Toyota-Goal Chasing Methode 8.3.2.3 Toyota Goal Chasing Methode bei zweistufiger Fertigung 8.3.3 Produktionssteuerung über Betriebskennzahlen 8.3.3.1 Kennzahlen am Produktions-Arbeitsplatz 8.3.3.1.1 Durchführungszeit 8.3.3.1.2 Einfache und gewichtete mittlere Durchlaufzeit - Arbeitsplatz 8.3.3.2 Kennzahlen zum Produktionsauftrag 8.3.3.2.1 Einfache und gewichtete mittlere Durchlaufzeit - Auftrag 8.3.3.2.2 Durchführungszeitanteil (Flussgrad) 8.3.4 Produktionssteuerung über Fortschrittszahlen 8.3.4.1 Basiskennzahlen 8.3.4.2 Mittelwerte 8.3.4.3 Mittlere Bestandswerte 8.3.4.4 Terminabweichung

276 276 277 277 281 284 288 289 289 291 294 294 295 296 296 299 300 306

X11

Inhaltsverzeichnis

8.4

Übungsaufgaben zu Produktion und Logistik

309

8.5

Lösungen zu den Übungsaufgaben zu Produktion und Logistik 315

9

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

328

10

LITERATURVERZEICHNIS

330

11

STICHWORTVERZEICHNIS

338

1 Produktionsmanagement

1 1.1

1

Produktionsmanagement im betriebswirtschaftlichen und technischen Umfeld Aufgaben Produktionsmanagements

Produktionsmanagement ist die Planung und Steuerung der logistischen Prozesse im gesamten Wertschöpfungsprozess des Unternehmens. Produktion ist die Veränderung von Gütern in mindestens einer Eigenschaft mit dem Ziel der Herstellung verkaufsfahiger Erzeugnisse. Die Planung der Produktion erfolgt in einer Planintegration mit allen anderen Planungen des Unternehmens. Dazu werden Schnittstellen zwischen der betrieblichen Leistungserstellung und allen anderen Bereichen des Unternehmens benötigt. Die Planung in der Produktion wird in mehreren Planungsstufen vorgenommen. Ausgangslage für die Planung in der Produktion ist die Absatzplanung im Vertriebswesen. Die geplanten Absatzmengen werden auf der Basis vorhandener Kundenaufträge, statistischen Auswertungen und der Produktstrategie neu geplanter Produkte bzw. Änderungen des Produktprogramms erstellt. Mit Blick auf den Absatzmarkt erfolgt eine Differenzierung nach Marktsegmenten. Ein Marktsegment ist ein Teil des Absatzmarktes des Unternehmens und wird durch eine Kombination von Vertriebsmerkmalen gekennzeichnet, zum Beispiel Kundengruppe, Warengruppe und Vertriebswege. Die Absatzmengen der Absatzplanung werden an die Absatzund Produktionsgrobplanung (SOP - Sales Operations Planning) übergeben. Dort erfolgt eine Planung auf Basis einer sachlichen und zeitlichen Aggregation und eine erste Abstimmung mit den vorhandenen bzw. geplanten Produktionskapazitäten. Unter Einbezug der Ergebnisrechnung erfolgt eine Berechnung der geplanten Erlöse bzw. der Herstellkosten des geplanten Umsatzes unter Auswertung der Kalkulationen. Die mit der Produktion und der Kostenrechnung abgestimmten Produktionsmengen werden dann im Rahmen einer Produktionsprogrammplanung auf der Basis gewünschter Planungsstrategien in Planaufträge umgesetzt. Im Rahmen eines MPS (Master Production Schedule) werden wichtige Teile vorab in die Produktion eingeplant (Leitteile) bzw. unterschiedliche Planungsstrategien angewendet. Beispiele für Planungsstrategien sind anonyme Lagerfertigung oder Kundeneinzelfertigung.

2

/

Produktionsmanagement

Die geplanten Produktionsmengen aus der SOP-Planung (Primärbedarf) werden in der Bedarfsrechnung in den Bedarf an Vorprodukten aufgelöst. Ein Bedarfsplanungslauf (MRP - Material Requirement Planning) liefert alle Primär- und Sekundärbedarfe,

Absatzmengen Strategische Kapazitätsabstimmung

SOP

Produktionsmengen - P r i m ä r b e d a r f A b s a t z p i a n u n g nach Marktsegmenten

Leitteileplanung, alternative Planungsszenarien

MPS

Primärbedarfe nach Planungsstrategien

Termin- und Kapazitätsplanung

MRP

A u f l ö s u n g Primärin S e k u n d ä r b e d a r f

Planaufträge - Primär- und S e k u n d ä r b e d a r f

Beschaffungsp l a n u n g und

- durchführung

MM

Disponierte Fremdteile

1.

CRP

T e r m i n i e r t e Planaui\räge

SFC

Fertigungsaufträge

Abbilung: Planungsgebiete der Produktionsplanung

indem auf Basis der Mengenbeziehungen in der Erzeugnisstruktur zu den geplanten Produktionsmengen der Primärbedarfe der Bedarf an Vorprodukten berechnet wird. Diese plangesteuerte Bedarfsrechnung wird ergänzt durch eine verbrauchsorientierte Bedarfsrechnung, mit der die Produktionsmengen unter Anwendung mathematischstatistischer Verfahren aus dem vergangenen Bedarf berechnet wird, oder bei Anwendung des Bestellpunktverfahrens bei Erreichen eines Meldebestands im Lager.

1 Produktionsmanagement

3

Die Terminierung der benötigten Produkten einschließlich Sekundärbedarf erfolgt auf der Basis der gewünschten Verfügbarkeitstermine (Ecktermine) und unter Auswertung der noch freien Ressourcen an Maschinen- und Personalkapazität. Die Aufgabe wird in der Kapazitätsplanung (CRP - Capacity Requirement Planning) wahrgenommen. Dabei kann eine maschinelle Kapazitätsplanung bereits vom MRP-Lauf durchgeführt werden, die Feinabstimmung gewünschten

bzw. Vorgabe einzelner Abstimmstrategien

Verfügbarkeitstermine

erfolgt

in

der

zur

Erreichung

Kapazitätsplanung.

der

Typische

Methoden der Kapazitätsabstimmung sind überlappende Fertigung und Planung der Auftragsreihenfolge. Für fremdbeschaffte Materialien werden vom MRP-Lauf - gegebenenfalls terminlich abgestimmt - Planaufträge oder Bestellanforderungen erzeugt, welche dann in der Materialwirtschaft (MM - Material Management) bearbeitet werden. Dazu werden im Vorfeld

unter

Anwendung

der

Beschaffungsalternativen untersucht

Methoden und

der

Beschaffungsmarkforschung

im Einkauf Rahmenverträge

(Kontrakte)

vereinbart. Die benötigten Eigenproduktionsteile werden in der Fertigungssteuerung (SFC - Shop Floor Control) mit Fertigungsaufträgen konkret auf Arbeitsplätze eingeplant und der Produktionsablauf gesteuert. Hier erfolgt der Ausdruck der benötigten Arbeitspapiere und die Rückmeldung der gefertigten Produktmengen. Die Planung des Einsatzes an Personal in der Fertigung erfolgt in Abstimmung mit der Planung im Personalwesen. Die Materialeinsatzplanung erfolgt über die Bedarfsrechnung und Verfügbarkeitsprüfung in der Materialwirtschaft. Der Einsatz an Maschinen und Werkzeugen wird in Zusammenarbeit mit der Instandhaltungsplanung bestimmt. Für die Kostenträgerrechnung wird das Mengengerüst in der Produktion und das Wertegerüst (Preise, Tarife) im internen Rechnungswesen geplant. Voraussetzung fur eine effektive Produktionsplanung und -Steuerung (PPS) ist daher der Einsatz eines integrierten Systems zur Produktionsplanung- und -Steuerung.

1.2

Ziele des Produktionsmanagements

Ziel des Produktionsmanagements ist die Minimierung der entscheidungsrelevanten Produktionskosten unter den Bedingungen von Kapazität und Lieferbereitschaft. Die Kosten setzen sich aus den Fremdleistungs-, Fertigungs-, Transport- und Lagerkosten zusammen. Die Beeinflussbarkeit der Kosten hängt davon ab, wie flexibel der

4

1 Produktionsmanagement

Produktionsbereich

auf

Änderungen

in

der

Nachfrage

und

Störungen

im

Produktionsablauf reagieren kann. Die Flexibilität lässt sich durch den Einsatz einer computerunterstützten

Produktionstechnik erreichen. Die als CAx-Faktoren (CA -

Computer Aided) bezeichnete Produktionstechnik umfasst die computer-unterstützte Konstruktion von Erzeugnissen (CAD - Computer Aided Design), die computerunterstützte

Arbeitsvorbereitung

(CAP

-

Computer

Aided

Planning)

und

die

computerunterstützte Fertigung (CAM - Computer Aided Manufacturing) durch den Einsatz automatischer Fertigungsanlagen (NC-Maschinen, NC - Numeric Control). Das Ziel der Kostenminimierung wird unterstützt durch zeitbezogene Ziele in der Produktion: • Minimale Durchlaufzeit Durch die minimale Durchlaufzeit eines Betriebsauftrages in der Produktion wird auch das Ziel unterstützt, die Zeit, in der das mit der Fertigung benötigte Material im Unternehmen verfugbar ist, zu minimieren. Damit werden Lagerkosten und Kosten der Kapitalbindung verringert. • Maximale Termintreue Insbesondere bei kundenauftragsbezogener Fertigung ist die Einhaltung der zugesagten Auslieferungstermine die Voraussetzung zur Vermeidung von Konventionalstrafen und der Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit. Die mit der Verzögerung von Aufträgen verbundenen Kosten entstehen kurzfristig durch zusätzliche organisatorische Kosten und Kosten durch die Verzögerung anderer, abhängiger Betriebsaufträge. Auch Kosten für die Fremdvergabe von Fertigungsleistungen aufgrund des Termindrucks bei Auftragsverzögerung sind zu den kurzfristigen Kosten zu zählen. Langfristig können die Kosten durch so entstandene Wettbewerbsnachteile noch ein Vielfaches der kurzfristigen Kosten ausmachen. • Maximale Kapazitätsauslastung Je geringer die Kapazitätsauslastung in der Produktion ist, umso höher wird der Anteil an den Kosten der Betriebsbereitschaft, den jede einzelne Erzeugniseinheit zu tragen hat. Die mit steigenden Produktionsmengen geringer werdenden fixen Kosten pro Stück werden als Skaleneffekt bezeichnet. Bereits bei der Fabrikplanung ist zu berücksichtigen, welche Produktionskapazitäten einerseits notwendig sind, um zu wettbewerbsfähigen fixen und variablen Kosten pro Stück produzieren zu können. Andererseits muss der Ausbau der eigenen Kapazitäten mit Blick auf die künftige Marktentwicklung vorgenommen werden.

1 Produktionsmanagement

2.

5

Abbildung: Zielkonflikte im Produktionsmanagement

Ein gleichzeitige vollständige Zielerreichung aller drei produktionswirtschaftlichen Ziele ist jedoch nicht möglich. Daher müssen Prioritäten gesetzt werden. Die Priorität der Ziele hängt davon ab, um welchen Fertigungstyp es sich bei dem Unternehmen handelt. Ein Unternehmen mit Einzelfertigung konstruiert und fertigt nach explizit kundenspezifischen Vorgaben. Insbesondere im Anlagenbau wird unter Verwendung eines Projektverwaltungssystems die Planung und Verwaltung der Kundenaufträge durchgeführt. Der Erfolgsfaktor für diese Unternehmen liegt in einer exakten Einhaltung der technischen Vorgaben. Die Durchlaufzeiten der Betriebsaufträge sind in der Regel technisch bedingt. Die Kapazitätsauslastung ist wichtig, da im Anlagenbau teuere Spezialmaschinen zum Einsatz kommen. Die Planung der Kapazitätsauslastung erfolgt aufgrund der speziellen, kundenauftragsbezogenen Anforderungen i.d.R. in einem mittelfristigen Zeitraum. Kritisch ist die Termineinhaltung der Kundenaufträge, da im Anlagenbau z.T. hohe Vertragsstrafen fällig werden. Die Einhaltung der Termintreue unter Beachtung der zeitlichen und technischen Abhängigkeiten ist das wichtigste Ziel eines Unternehmens mit Einzelfertigung. Solche Unternehmen werden in der Regel bei Auswahl eines PPS-Systems vordringlich auf die Funktionalität in den Stammdaten (Komplexität von Stücklisten und Arbeitsplänen) und die Verfügbarkeit eines Projektverwaltungssystems achten.

6

1 Produktionsmanagement

Einzelfertigung Erfolgsfaktoren: • Komplexitätsbewältigung • Projektrisiko

Serienfertigung Erfolgsfaktoren: • Variantenvielfalt mit geringen Kosten • Termintreue

Massenfertigung Erfolgsfaktoren: • Stückkosten

Prozeßfertigung Erfolgsfaktoren: • Flexibilität in der Produktion • Chargen • Rekursive Prozesse

3.

A b b i l d u n g 3: Fertigungstypen

Ein Unternehmen der Serienfertigung

fertigt Erzeugnisse in einer mittleren bis großen

Produktionsmenge

(Fertigungslos),

die

Serienerzeugnisse

mit

kundenspezifische

kundenspezifischen

Merkmalen

Merkmale werden

aufweisen. auch

als

Variantenerzeugnisse bezeichnet. Die Zuordnung gleicher Merkmale (Komponenten) zu einem Erzeugnis erfolgt durch die Verwendung einer Seriennummer, die mit den entsprechenden

Komponenten

mitgefiihrt

wird,

z.B.

im

Materialstammsatz

der

Komponente. Die variantenbezogenen Komponenten müssen explizit als zulässige Variante eines Serienerzeugnisses gekennzeichnet werden. Dies erfolgt durch die Verwendung variantenbezogener Fertigungsunterlagen. Für ein Unternehmen der Serienfertigung kommt es nun darauf an, einerseits die Kundenanforderungen nach speziellen Ausführungen (Varianten) zu erfüllen, ohne dass andererseits für die Variantenabwicklung zu hohe Zusatzkosten entstehen, die von den Kunden nicht bezahlt werden. Für die unter scharfen Wettbewerbsbedingungen am Markt agierenden Unternehmen hat die Erfüllung des Terminzieles oberste Priorität. Durch die kundenspezifische Ausgestaltung der Erzeugnisse ist es nicht möglich, Erzeugnisse einer Serie auszutauschen. Die Terminverschiebung eines Kundenauftrages fuhrt unweigerlich zur Terminverschiebung der nachfolgenden Erzeugnisse. Auch die Durchlaufzeiten sind ein

wichtiges

Ziel,

um

mit

wettbewerbsfähigen

Stückkosten

zu

arbeiten.

7

1 Produktionsmanagement

Kundenauftragsfertiger mit Serienerzeugnissen stellen die höchsten Anforderungen an die Flexibilität eines einzusetzenden PPS-Systems und setzen das Ziel der Termintreue auf die höchste Priorität. Unternehmen,

die Serienerzeugnisse

werden als Werkstattfertiger

ohne kundenspezifische Varianten

herstellen,

bezeichnet. Hier liegt der Schwerpunkt in einer möglichst

geringen Durchlaufzeit. Ein Termindruck gegenüber den Kunden besteht nur bedingt, da der Verkauf von Werkstatt-Erzeugnissen in der Regel aus dem Auslieferungslager erfolgt. Werkstattfertiger setzten die Priorität neben der kurzen Durchlaufzeit auf eine möglichst hohe Kapazitätsauslastung, um die Stückkosten gering zu halten. Für die Kaufentscheidung hat, im Gegensatz zum Serienfertiger, der Preis ein höheres Gewicht. Ein Unternehmen der Massenfertigung

fertigt Erzeugnisse ohne kundenspezifische

Merkmale in hoher Stückzahl. Der entscheidende Wettbewerbsfaktor liegt hier in minimalen Stückkosten. Dieses Ziel ist nur durch den Einsatz einer hohen Automation in der

Fertigung

erreichbar.

Um

mit

der

durch

die

Automation

erforderlichen

kapitalintensiven Produktion zu minimalen Stückkosten produzieren zu können, muss das Ziel der maximalen Kapazitätsauslastung oberste Priorität haben. Massenfertiger stellen insbesondere Anforderungen an die materialwirtschaftlichen Funktionen eines PPSSystems,

insbesondere

Lagerverwaltung.

Da

Wettbewerbsfaktor kostenorientiertes

an der

darstellt,

die

Funktionen

Preis

fur das

sind

Bestellwesen

eigene

detaillierte

besonders

eines

Einkaufs-Moduls

Erzeugnis

den

Das

in

der

der

entscheidenden

Lieferanten-Informationen

wichtig.

und und

Regel

ein hohe

Materialaufkommen erfordert den Einsatz automatischer Lagerverwaltungssysteme, z.B. Hochregallager. Das PPS-System muss hierzu die Funktionalität eines chaotischen Lagerverwaltungssystems zur Verfugung stellen, über das ein Material j e nach Bedarf an mehreren Lagerorten ein- und ausgelagert werden kann. Prozeßfertigung

ist dadurch gekennzeichnet, dass nur zum Teil eine feste Zuordnung

zwischen

Planauftrag,

hergestellt

werden

Betriebsauftrag kann.

Über

und

dem

Teilstrecken

Mengengerüst des

des

Erzeugnisses

Produktionsprozesses

wird

kundenanonym gefertigt, ab einer bestimmten Fertigungsstufe (z.B. Abfüllen chemischer Erzeugnisse) erfolgt dann eine Zuordnung zum Kundenauftrag. Prozessfertigung ist in der chemischen Industrie verbreitet. Die besonderen Merkmale liegen hier in der Anforderung an eine äußerst flexible Planbarkeit der Produktion. Dies liegt an folgenden Einflussfaktoren einer Prozessfertigung: Die Steuerung eines Prozessauftrages wird nach jeder Fertigungsstufe neu entschieden. Im

Gegensatz

zum

Maschinenbau,

bei

dem

das

Produktionsergebnis

jeder

8

1

Produktionsmanagement

Fertigungsstufe eindeutig feststeht, ist dies in der Prozessfertigung nicht unbedingt der Fall.

Je

nach

Beschaffenheit

der

einzelnen

Komponenten

zur

Erzeugnisses hat das Erzeugnis nach der Durchführung des

Herstellung

Produktionsprozesses

bestimmte Qualitätsmerkmale. Aufgrund der analysierten Qualitätsmerkmale dann

das

Verfahren

und

die

Komponenten

des

nächsten

des

werden

Produktionsprozesses

entschieden. Beispiel: Zementwerk Bei einem Zementwerk besteht der Produktionsprozess aus den

Fertigungsstufen:

•

Abbau des Zementgesteins im Tagebau,

•

Zerkleinerung des Rohgesteins,

•

Klinkerproduktion, d.h. Brennen des Rohzements unter Zugabe von Altreifen zur Beimengung von Stahl in den Zement,

•

Feinmahlung unter Beigabe von Zusatzstoffen wie z.B. Gips zur Erhöhung der Viskosität (Verzögerung der Erstarrung des Zements) und dem

•

Abfüllen.

Die Beschaffenheit eines Zements ist genormt. Je nach Beschaffenheit des Rohgesteins Analyseergebnisse des Labors) und der Altreifen (Stahlanteil) müssen bestimmte Mengen an Zusatzstoffen in den nachfolgenden Produktionsstufen beigemischt werden, um einen Zement mit einer bestimmten Beschaffenheit (z.B. PZ34) zu erzeugen. Daher kann nicht mit einer Stückliste über den gesamten Produktionsprozess - wie beim Maschinenbau gearbeitet werden. Vielmehr erfolgt die Produktion nach sogenannten Rezepten, die einer ständigen Während

Änderung der

-

Fertigung

auch

während

können

des

Produktionsprozesses

ggf. Änderungen

in der

-

unterliegen.

Zusammensetzung

des

Erzeugnisses erforderlich werden, weil die chemischen Reaktionen im Fertigungsprozess von

äußeren

Einflüssen

wie

Luftfeuchtigkeit

und

Temperatur

abhängen.

Beispiel: Textilfertigung In der Textilfertigung erfolgt in der ersten Produktionsstufe die Herstellung des Stoffes. Das Zusammenfließen

der Stoffbestandteile ist extrem abhängig von der Temperatur und

der Luftfeuchtigkeit in der Produktionsstätte. Gleiches gilt für den Prozess des Färbens. Auch bei diesem Fertigungstyp steht nicht zu Beginn der Fertigung eine Stückliste

1 Produktionsmanagement

9

(Komponenten zur Fertigung) und ein Arbeitsplan (Bearbeitungsvorgänge) fest. Rezept und Arbeitsplan werden vielmehr für jede Fertigungsstufe auf Basis des Ergebnisses der vorhergehenden Fertigungsstufe festgelegt. Auch die Auftragsverwaltung eines Unternehmens der Prozessindustrie erfordert eine wesentlich höhere Flexibilität als beim Maschinenbau. Das Einrichten der Maschinen zur Durchführung der Färbung der Stoffe erfordert nicht selten einen Zeitraum von bis zu 2 Tagen. Daher ist es notwendig, die Betriebsaufträge zur Färbung der Stoffe so hintereinander zu schalten, daß dunklere Farben nach helleren Farben zum Einsatz kommen (Teilefamilien). Dies minimiert ganz erheblich die zwischen den Aufträgen notwendigen Reinigungsprozesse. In der Prozessindustrie erfolgt häufig der Einsatz wiederverwertbarer Stoffe. Der Einsatz von wiederverwendbarem Material muss bei der Berechnung der Materialbedarfsmengen und der Produktionsmengen berücksichtigt werden.

Beispiel: Gießerei Im Schmelzbetrieb einer Gießerei zur Herstellung von Kurbelgehäusen für die Motorenproduktion erfolgt die Berechnung des Bedarfs an Eisenerz und Legierungsstoffen auf der Basis des Fassungsvermögens des Schmelzofens. Neben der Verwendung von Eisenerz erfolgt die Zugabe von Legierungsstoffen wie z.B. Nickel und Chrom, um die für einen Verbrennungsmotor notwendigen Eigenschaften wie Hitzebeständigkeit und Festigkeit zu erreichen. Stellt sich bei der Qualitätsprüfung der Kurbelgehäuse ein Qualitätsmangel heraus (z.B. Haarriss), so wird das Werkstück wieder dem Schmelzprozess beigegeben. Dies erfordert eine neue Berechnung der Zusatzmengen für die Zusatzstoffe. Zum Bereich der chemischen Fertigung zählt auch die Kuppelproduktion. Hier entstehen im Fertigungsprozess technisch bedingt mehrere, verkaufsfähige Erzeugnisse. Daraus resultiert die Anforderung, in der Planung der Produktionsmengen auch die Kuppelprodukte zu berücksichtigen.

Beispiel: Produktion von Leuchtgas Bei der Produktion von Leuchtgas werden zwangsläufig die Produkte Koks, Teer und Ammoniak hergestellt [WöheJ. Geänderte Produktionsbedingungen, z.B. Temperatur,

10

I

Produktionsmanagement

fuhren dazu, dass die Relation der Produktionsmengen der Kuppelprodukte variiert. Die konkrete Festlegung der Bearbeitungsvorgänge (Arbeitsplan)

fuhrt zu

abhängigen

Produktionsergebnissen. Hier muss der direkte Zusammenhang zwischen der Planung der Absatzmengen verkaufsfähiger Erzeugnisse und der Produktionsplanung berücksichtigt werden. Ein ähnlicher Sachverhalt ergibt sich bei der Kraftstoffproduktion. Je nachdem, bis zu welcher Temperatur das Rohöl aufgekocht wird, fallt eine bestimmte Menge an Kraftstoffsorten (Schweröl, leichtes Heizöl, ... Kerosin) und Nebenprodukten

an.

Gleiches gilt auch fur die Abfallstoffe, die im Hinblick auf eine wirtschaftliche Verwertung auch Kuppelprodukte darstellen.

1.3

Funktionen in der Produktionsplanung

Die Funktionen in der Produktionsplanung orientieren sich an einem Stufenkonzept. Das Stufenkonzept bezieht sich auf eine sukzessive Top-Down-Planung, ausgehend von der strategischen Planungsebene bis hin zur Steuerung der Fertigungsaufträge in der Produktion. Das Stufenkonzept wird auch als MRP-Konzept (MRP - Material Requirement Planning) bezeichnet

{Adam).

Besteht

Rückkoppelungsmechanismus,

zwischen

den

Planungsebenen

ein

der zur Neuberechnung der Planwerte der höheren

Planungsebene führt, wird von einem MRP II - Konzept (MRP II - Material - Ressource Planning) gesprochen

[Scheer].

Die Produktionsstrategie ist die langfristige, unternehmensbezogene Planung der für die Produktstrategie

notwendigen

Kapazitäten.

Weiterhin

sind

Entscheidungen

über

Eigenfertigung oder Fremdbezug (Strategie der Fertigungstiefe) und die Wahl der Produktionsstandorte Aufgabe der Produktionsstrategie. Zwischen der Absatz- und Produktionsgrobplanung und der Produktionsstrategie besteht eine gegenseitige Abhängigkeit. Einerseits fordert der Markt vom Unternehmen ein bestimmtes

Absatzprogramm

Entscheidungen

des

und

begründet

Produktionsmanagements:

damit Es wird

indirekt dort

die

strategischen

produziert,

wo

die

Nachfrage ist, es wird das produziert, wofür ein Marktvolumen vorhanden ist. Andererseits sind Kapazitäten, Standort und Fertigungstiefe kurzfristig nicht wesentlich änderbar, und damit eine Restriktion für die Produktionsplanung. Daraus folgt, dass

1 Produktionsmanagement

11

strategische Entscheidungen in der Produktion immer auch in enger Abstimmung mit dem Vertrieb erfolgen müssen.

as.em ^ ^ ^ F e r t i g ungssteueru n g ^ ^ ^ ^ • Belastungsorientierte Auftragsfreigabe • Erstellen der Arbeitspapiere Verwaltung der Betriebsaufträge • Rückmeiden der Bearbeitungsvorgänge

4.

Zeitbezoqene Disaggregation des Produktionsplans

Durchlaufterminierung Kapazitätsbedarfsrechnung Kapazitätsabgleich Belastungsanalysen Instandhaltungsplanung

Abbildung: Funktionen des Produktionsmanagements

Die Absatz- und Produktionsgrobplanung

erfolgt auf einer sachlich und zeitlich

verdichteten Ebene. Das heißt, die Planung erfolgt als Quartals-, Halbjahres- bzw. Jahresplanung für Produktgruppen. Basis der Absatzplanung sind die Aussagen der Vertriebsorganisation

über

erwartete

Kundenaufträge,

Erfahrungen

über

die

Absatzentwicklung in den zurückliegenden Geschäftsperioden und die Ergebnisse aus Prognoserechnungen bezüglich der langfristigen Entwicklung von Produktion und Absatz der Erzeugnisse. Die

Ergebnisse

Kapazitätsstrategie

der

Absatz-

abgestimmt.

und Das

Produktionsgrobplanung mit

der

werden

Kapazitätsstrategie

mit

der

verbundene

Investitionsrisiko soll insbesondere durch Einsatz einer Simulationsrechnung (s. Kapitel Kapazitätsstrategie)

kalkulierbar werden. Auf Basis einer mathematisch-statistischen

Funktion (Schätzfunktion) wird berechnet, welche Werte sich für die Funktion unter Variation von Einflussfaktoren der Funktion, zum Beispiel Entwicklung der Nachfrage,

12

1 Produktionsmanagement

Entwicklung der Zinsen, usw., ergeben. Als Verfahren der Simulationsrechnung führt insbesondere das von J. Forrester am „Massachusetts Institute of Technology MIT" entwickelte Programm „System Dynamics" zu fundierten Ergebnissen [von Kortzfleisch]. Mit dem Produkt POWERSIM® können komplexe Zusammenhänge im Rahmen einer graphischen Modellierung abgebildet und die Ergebnisse an die strategische Planung auch im Umfeld der Logistik - übermittelt werden. Aus dem Produktionsgrobplan wird durch Auflösung der Produktgruppen in die einzelnen Erzeugnisse das Produktionsprogramm berechnet. Für die Auslieferungstermine der Enderzeugnisse (Primärbedarf) ist insbesondere bei neuen Erzeugnissen die benötigte Zeit für die Konstruktion und Einplanung der Fertigung in die bestehenden Kapazitäten zu berücksichtigen. Die Zusammenfassung mehrerer Kundenaufträge in periodische Bedarfe erfordert eine Kundenauftragsverwaltung, in der eine Fortschreibung des Auftragsstatus mit Bezug bis in die einzelnen Betriebsaufträge der zu produzierenden Komponenten und Baugruppen möglich ist. Die Auflösung des Bedarfs an verkaufsfähigen Erzeugnissen in die einzelnen Bestandteile (Sekundärbedarf) erfolgt auf Basis von Stücklisten, in denen die Zusammensetzung des Produktes dokumentiert ist. Für den Bedarf an Eigenproduktionsteilen erfolgt die Terminierung der dazu notwendigen Betriebsaufträge zunächst ohne Abstimmung mit den vorhandenen Kapazitäten. Ergebnis dieser Grobterminierung sind die sogenannten Ecktermine. Im Rahmen der Berechnung der Produktionsmengen erfolgt zunächst eine Verrechnung mit dem verfugbaren Lagerbestand. Basis dazu ist die Bestandsführung, in der alle Lagerbewegungen pro Material fortgeschrieben werden. Die Berechnung des Sekundärbedarfs an Materialien, die einen relativ geringfügigen Wert haben (sog. C-Teile), erfolgt in der Regel über die Anwendung von Prognoseverfahren. Diese Art der Bedarfsrechnung wird als verbrauchsorientierte Bedarfsrechnung bezeichnet, da hier - im Gegensatz zur programmorientierten Bedarfsrechnung - nicht ein Produktionsprogramm die Basis darstellt, sondern der Verbrauch des Materials in der Vergangenheit. Die Festlegung der Produktionsmengen bzw. Bestellmengen erfolgt unter Bildung von Losgrößen. Eine Losgröße ist die Menge, die auf einmal bestellt (Kaufteile) bzw. ohne Unterbrechung produziert wird (Eigenproduktionsteile). Hierzu können mathematische Verfahren angewendet werden mit dem Ziel, die stückbezogenen fixen und variablen Kosten eines Loses zu minimieren (vgl. Kapitel zur Bedarfsrechnung).

I Produktionsmanagement

13

In der Kapazitätsplanung erfolgt in der Durchlaufterminierung die Bestimmung der Anfangs- und Endtermine aller Bearbeitungsvorgänge, die im Fertigungsbereich fur die Betriebsaufträge des Produktionsprogramms durchzuführen sind. Mit der Funktion des Kapazitätsabgleichs erfolgt eine Anpassung des Kapazitätsangebots an die Kapazitätsnachfrage und umgekehrt. Dazu werden konzeptionelle Ansätze wie Erhöhung der Betriebszeit, Splitten der Betriebsaufträge auf mehrere Maschinen oder Reduzierung der Transportzeiten zwischen den einzelnen Produktionsplätzen durch die Bildung entsprechender Parameter bei den Terminberechnungen berücksichtigt. Über Belastungsanalysen wird berechnet, welche Planbelastung sich einerseits auf den Produktionsplätzen durch die Betriebsaufträge ergibt, und welches Kapazitätsangebot der Produktionsplätze der Planbelastung gegenübersteht. Für die Wartung der Maschinen ist vor der Instandhaltungsmaßnahme eine Mehrproduktion (Bevorratung) einzuplanen, um in den Leerzeiten die nachfolgenden Produktionsplätze im Fertigungsprozess weiter versorgen zu können. Nachdem eine Abstimmung des Produktionsprogramms mit den Produktionskapazitäten stattgefunden hat, erfolgt die Freigabe der Betriebsaufträge. Damit erfolgt die konkrete Reservierung der Produktionsplätze und das für die Produktion benötigte Material. Die Freigabe der Betriebsaufträge erfolgt so, dass eine möglichst hohe Auslastung der Kapazitäten erreicht wird. In der belastungsorientierten Auftragsfreigabe erfolgt die Freigabe pro Arbeitsplatz. Das heißt, wenn ein Bearbeitungsvorgang eines Betriebsauftrages auf einem Produktionsplatz auszuführen ist, der bereits voll ausgelastet und damit für die Planungsperiode gesperrt ist, wird der Betriebsauftrag nicht freigegeben. Nach der Auftragsfreigabe werden die Fertigungspapiere ausgedruckt und den Abteilungen im Fertigungsbereich übergeben. Die Materialentnahmescheine dienen zur Ausfassung des benötigten Materials aus dem Lager, die Lohnscheine zur Erfassung der tatsächlich benötigten Arbeitszeiten. Die Vorgangsbeschreibungen werden in den Arbeitsplänen geführt un dienen als Vorgabe für die durchzuführenden Bearbeitungsvorgänge. Die durchgeführten Vorgänge werden mit der produzierten Menge, den benötigten Ist-Produktionszeiten und Zusatzangaben wie z.B. Ausschussmenge zum Betriebsauftrag rückgemeldet. Nach der Erfassung der letzten Rückmeldung der Produktionsmenge oder auch von Teilmengen erfolgt die Buchung der Produktionsmenge auf den Lagerbestand und des wertmäßigen Bestandes auf ein Konto der Finanzbuchhaltung.

14

Das

1

Produktionsmanagement

Produktions-Controlling

beinhaltet

in

der

Sicht

der

Kostenrechnung

die

Kostenträgerrechnung, aus der Sicht des Produktionsprozesses werden Kennzahlen über Durchführungszeiten, Kapazitätsauslastung und Ausschuss in der Produktion berechnet. In der Kostenträgerstückrechnung erfolgt die Kalkulation der Erzeugnisse zu Planmengen und

Planpreisen

in der Plankalkulation.

Die Ist-Kosten

ergeben

sich

aus

der

Multiplikation der Ist-Verbrauchsmengen benötigter Vorprodukte mit den zum Zeitpunkt des Verbrauchs gültigen Planpreisen. In der Kostenträgerzeitrechnung erfolgt die Ermittlung der Periodenergebnisse, zum Beispiel der Monats- oder Jahresergebnisse. Dazu

wird

die bisher

Herstellkosten

erbrachte

bewertet,

und

Produktionsleistung

von

den

gesamten

eines

Betriebsauftrages

Ist-Kosten

der

zu

Kostenträger

(Betriebsaufträge) subtrahiert. Die noch verbleibenden, am Kostenträger gebundenen Kosten werden als Ware in Arbeit (WIP - Work in Process) periodisch abgegrenzt und nach Fertigstellung des Betriebsauftrages und Buchung der Produktionsmengen auf Lager wieder aufgelöst.

1.4 Die

Organisatorische Einbettung Organisation

im

Verantwortungsbereiche Produktionsaufgaben

Produktionsmanagement im

Unternehmen

zuständig

sind

(Cost

ist

dadurch

Center,

(Aufbauorganisation)

definiert,

Profit und

dass

Center)

fur

dabei

ein

Leistungsaustausch zwischen den Organisationseinheiten des Unternehmens stattfindet, der technisch begründet ist (Ablauforganisation)

1.4.1

[Steffens].

Aufbauorganisation des Produktionsmanagements

Die Aufbauorganisation im Produktionsmanagement wird durch Organisationseinheiten festgelegt, denen die Objekte der Produktion (Materialstammsätze,

Arbeitsplätze,

Arbeitspläne, Stücklisten, Produktionsaufträge) zugeordnet werden. Ziel ist die Regelung klarer Zuständigkeiten

und Verantwortlichkeiten

für die Erzeugnisse

und

deren

Herstellungsprozess. Oberste Organisationseinheit ist der Produktionsbereich, der aus buchhalterischer Sicht durch den Geschäftsbereich, aus logistischer Sicht durch das Werk bestimmt wird. Der Produktionsbereich wird auf Unternehmensebene definiert und bezieht sich in der Regel

15

/ Produktionsmanagement

auf bestimmte Erzeugnisse, zum Beispiel die Geschäftsbereiche Personenkraftwagen Nutzfahrzeuge und

eines Automobilherstellers oder auch Gasturbinen,

Dampfturbinen

Geschäftsbereiche strategische

eines werden

Anlagenbauers durch

Geschäftseinheiten

ihre

für

Kraftwerke.

unternehmensweite

und

Wasserkraftturbinen Produktions-

Bedeutung

auch

bzw. als

bezeichnet.

In den Stammdaten ist ein Produktionsbereich im Finanzwesen in der Regel durch einen Geschäftsbereich, in der Produktion durch die Organisationselemente Werk, Lagerort und Lagerplatz festgelegt. Die Produktion der Erzeugnisse findet in den Werken eines Unternehmens statt, wobei mehrere Werke einem Produktionsstandort zugeordnet sein können. Die Erzeugnisse und Materialien, die in den einzelnen Werken produziert und bestandsmäßig gefuhrt werden, haben einen werksbezogenen Materialstammsatz. Ein Erzeugnis, dass in mehreren Werken produziert wird, hat je Werk einen Materialstammsatz. Produziert ein Werk für den Bestand eines anderen Werkes, erfolgt werksbezogne Umbuchung des Bestandes. Einen Werksbezug haben auch folgende Stammdaten in der Produktion: Stücklisten sind werksbezogen, sie dokumentieren die Zusammensetzung der Erzeugnisse. Arbeitspläne enthalten die Beschreibung der Arbeitsvorgänge für die Herstellung

der

Erzeugnisse,

die

Bearbeitungsvorgänge

können

werksspezifisch

unterschiedlich gestaltet sein. Schließlich sind auch die Arbeitsplätze, die den Vorgängen im Arbeitsplan zugeordnet werden, werksbezogen definiert (Terminangebot, Kapazitäten und Kostensätze). Die Bestandsführung der Erzeugnisse und Materialien erfolgt in werksbezogenen Lagern, innerhalb

der

Lager

in

Lagerorten

und

bei

Anwendung

eines

chaotischen

Lagerhaltungssystems in Lagerplätzen. Bei Anwendung einer chaotischen Lagerhaltung erfolgt die Lagerung nicht an fest vorgegebenen Lagerorten, sondern an mehreren Lagerplätzen. Die Einlagerung wird davon bestimmt, wo gerade freie Lagerflächen zur Verfügung stehen und wie häufig Lagerbewegungen für das Material stattfinden. Häufig benötigtes

Material wird

in Lagerflächen mit schnellem Zugriff

(Picking-Lager,

Hochregallager), Material mit geringerem Bedarf in Vorratslager gelagert (ABCBelegungsstrategie). Zuständig für die Buchung der Lagerbewegungen, die Überwachung der Lagerbestände und die Bewertung des Materials ist die Lagerverwaltung bzw. das Lagerverwaltungssystem bei chaotischer Lagerverwaltung.

16

1

Produktionsmanagement

ProduktionsBereich

Standort, Werk Grobplan un

Disponentengruppe

Lagerort

Kaufteil

ProduktlonsplanungX InstandhaltungsJ ^ Planung

Einkaufsorganisatioi

"

^/^Eigenproduktionsteil Produktionsversorgungsbereich,

5.

Fertigungslinle

A b b i l d u n g : O r g a n i s a t i o n s - E i n h e i t e n in d e r P r o d u k t i o n s p l a n u n g

Die Materialdisposition regelt die Verfügbarkeit der für das Produktionsprogramm benötigten Materialien. Die von den Einkaufsabteilungen ausgehandelten Lieferverträge werden hier für das Tagesgeschäft zugrundegelegt. Welche Materialien in welcher Stückzahl benötigt werden, ist Ergebnis der Auflösung des Produktionsprogramms. Die fur die benötigten

Materialien

angelegten Bestellanforderungen

werden von

der

Materialdisposition in Bestellungen umgesetzt. Dazu wird einer Bestellanforderung die Liefervereinbarung benötigten

Material

(Einkaufsinfosatz) bestellt

werden

des Lieferanten soll.

Nach

zugeordnet,

erfolgter

bei

dem

das

Bestellung

wird

der

Beschaffungsvorgang überwacht und der Wareneingang gebucht. Insbesondere bei Materialengpässen (fehlendes Material in der Produktion) wird die Materialdisposition aktiv. In Gesprächen mit den Lieferanten wird versucht, das fehlende Material per Express

(unter

Umständen

Produktionsstillstand kommt.

per

Luftfracht) zu beschaffen, bevor

es

zu

einem

1 Produktionsmanagement

1 7

Die Arbeitsvorbereitung ist zuständig für die Verwaltung der Stammdaten in der Produktion. Die Stammdaten beziehen sich auf die zu produzierenden Erzeugnisse, das im Produktionsprozess eingesetzte Material und die einzusetzenden Betriebsmittel. In Industriebetrieben sind in der Regel einzelne Organisationsbereiche fur bestimmte Erzeugnisse zuständig, daher werden die Stücklisten sogenannten Planergruppen und auch Disponentengruppen zugeordnet. Zu den Stücklisten sind auch die Unterlagen der Konstruktion,

zum

Beispiel

Zeichnung

und

Dokumentationen

zugeordnet.

Die

Arbeitspläne enthalten eine Beschreibung der einzelnen Arbeitsgänge zur Herstellung eines Erzeugnisses. In den Arbeitsplänen werden die Arbeitsplätze zugeordnet, an denen die Produktionsleistung zu erbringen ist. Die Arbeitspläne und Arbeitsplätze werden einzelnen

Planergruppen

zugeordnet.

Damit

wird

die

Zuständigkeit

einzelner

Produktionsbereiche eindeutig geregelt. Im System SAP™ R/3™ kann unterhalb der Planergruppe ein Plangruppenzähler gefuhrt werden, um die Zuständigkeit und Gültigkeit organisatorisch im Detail zu bestimmen. Die

Produktionsplanung

ist

zuständig

für

die

Planung

des

Primärbedarfs

an

verkaufsfähigen Erzeugnissen und der dazu notwendigen Kapazitäten. Ausgangsbasis ist die Absatz und Produktionsgrobplanung, die in der Regel durch den Vertriebsbereich erstellt

wird.

Die

Produktionsprogramm,

Auflösung

der

Produktionsgrobplanung

fuhrt

das heißt zur Definition der Produktionsmengen

zum

einzelner

Erzeugnisse im Planungszeitraum. Die Zuständigkeit einzelner Organisationseinheiten ergibt

sich

aus

den

technischen

Rahmenbedingungen.

Die

Kapazitäts-

und

Instandhaltungsplanung wird fur bestimmte Fabrikbereiche organisatorisch festgelegt. Beispiele solcher Fabrikbereiche sind z.B. in einer Motorenfertigung die Fertigungslinien zur Herstellung bestimmter Baureihen (LKW- und PKW-Motoren). Nach Abstimmung des Produktionsprogramms mit den vorhanden Kapazitäten im Fabrikbereich erfolgt die Eröffnung von Bestellanforderungen fur Kaufteile und die Freigabe

von

Fertigungsaufträgen

für die

Eigenproduktionsteile.

Mitarbeiter

der

Kapazitäts- und Instandhaltungsplanung sind Disponenten, die über eine entsprechende Erfahrung in der Produktion bestimmter Erzeugnisse in den im Zuständigkeitsbereich liegenden Fabrikbereich verfugen. Das Know-how erfahrener Disponenten fur die Produktionsplanung ist auch bei Einsatz von PPS-Systemen unverzichtbar. Nur die Disponenten

können

kurzfristig

dispositive

Entscheidungen

bei

Störungen

im

Fertigungsablauf treffen, zum Beispiel durch Verschieben von Fertigungsaufträgen auf andere Fertigungslinien, Änderungen in der Bearbeitungsreihenfolge oder Verwendung alternativer

Einsatzmaterialien

für die Produktion. Dazu wird dem

Material

im

Materialstammsatz eine Disponentengruppe zugeordnet. Dem Disponent wird eine sogenannte Dispositionsliste zur Verfugung gestellt, in der die Fertigungssituation der

18

1

ihm

Produktionsmanagement

zugeordneten

Erzeugnisse

dokumentiert

wird.

Eine Dispositionsliste

enthält

geplante, freigegebene und sich im Fertigungsprozess befindliche Fertigungsaufträge. Der Status der Fertigungsaufträge wird durch Ausnahmemeldungen dokumentiert, zum Beispiel „Endtermin liegt nach dem geplanten End-Ecktermin, Transportzeitreduzierung um 50% oder auch Starttermin liegt in der Vergangenheit. Aufgrund der Angaben in der Dispositionsliste trifft der Disponent seine Entscheidungen. Die Fertigungssteuerung ist für die Überwachung der technischen Produktionsvorgänge und der Rückmeldungen der hergestellten Erzeugnismengen zuständig. Insbesondere Störungen

im

Produktionsablauf

bei

kurzfristigen

Änderungen

des

Produktionsprogramms, Ausschussproduktion oder Ausfall von Betriebsmitteln liegen im Zuständigkeitsbereich der Fertigungssteuerung. Die Fertigungssteuerung wird durch die Meisterbüros im Fabrikbereich besetzt. Durch die Mitarbeiter der Meisterbüros erfolgen die konkreten Arbeitsanweisungen an die Mitarbeiter in der Fertigung, die Aufnahme der Ist-Produktionsmengen und Ist-Zeiten sowie die Fertigungsüberwachung vor Ort. Die Erfassung der rückzumeldenden Produktionsmengen erfolgt zu den Arbeitsgängen Fertigungsaufträge. Die organisatorische Zuordnung erfolgt über die Arbeitsplätze, die in den Verantwortungsbereich einzelner Meister bzw. Gruppenmeister fallen. Die

Zuständigkeitsregelungen

erfolgen

durch

Angaben

in

den

Stammdaten

der

Produktion und in den Kopfdaten zu den Fertigungsaufträgen. Im System SAP™ R/3™ sind dies •

Disponentengruppe im Materialstammsatz, die für die Disposition (Beschaffung und/oder Fertigung) des Materials bzw. Erzeugnisses

zuständig

ist, d.h.

alle

Aktivitäten, die mit der Bestellanforderung, Bestellung bis hin zum Wareneingang für Kaufteile, und für das Anlegen, die Freigabe und Verwaltung der Fertigungsaufträge für Eigenproduktionsteile verbunden sind, •

Planergruppe im Arbeitsplan, unter deren Verantwortung die Pflege des Arbeitsplans erfolgt und die für die Pflege der Daten und den Einsatz einzelner Kapazitäten (z.B. Personalkapazität, Maschinenkapazität) zuständig ist,

•

Plangruppenzähler zum Arbeitsplan, der eine weitere organisatorische Detaillierung für die Zuständigkeit ist,

1 Produktionsmanagement

•

1 9

Personalnummer, die bei der Eingabe der Rückmeldung gefertigter Erzeugnismengen zu einem Fertigungsauftrag mitgegeben werden kann und die für die Ist-Werte verantwortlichen Mitarbeiter identifiziert.

Die Zuständigkeit wird EDV-technisch dadurch geregelt, dass die Organisationselemente in Form von Berechtigungsschlüsseln im Benutzerstammsatz der einzelnen Mitarbeiter eingetragen werden. So kann ein Disponent nur die Materialien bearbeiten, die im Stammsatz den Schlüssel der Disponentengruppe eingetragen worden sind. Einem logischen System (Produktionsbereich) können mehrere Werke

zugeordnet

werden, ein Werk ist dagegen exakt einem Produktionsbereich zugeordnet. Ein Standort des Unternehmens, an dem für mehrere, getrennte Geschäftsbereiche produziert wird, ist demzufolge in mehrere Werke zu trennen. Nur so kann ein buchhalterisch eindeutiges, geschäftsbereichsbezogenes Ergebnis ermittelt werden (interne Bilanzen). Einem Werk sind wiederum mehrere Planergruppen zuordenbar, die für die Verwaltung der Produktionsstammdaten zuständig sind. Bei der Einführung eines PPS-Systems ist zu klären, ob die bestehende bzw. angestrebte Aufbauorganisation

in

der

Produktion

des

Unternehmens

durch

entsprechende

Organisationselemente im Produktionssystem abgebildet werden kann. Weiter wird untersucht, ob die Zuordnungen der Organisationselemente

zu den Stamm-

und

Bewegungsdaten im Produktionssystems den Zuständigkeiten in der Aufbauorganisation des Unternehmens entsprechen. Voraussetzung für die Einsatzuntersuchung ist die Entwicklung eines betriebswirtschaftlichen (oder auch semantischen) Datenmodells, das den Anforderungen des Unternehmens an definierbare Organisationseinheiten enthält.

1.4.2

Ablauforganisation im Produktionsmanagement

Die Ablauforganisation in der Produktion bezieht sich auf die Gestaltung logisch aufeinanderfolgender Produktionsprozesse zur Erzielung der

Produktionsergebnisse.

Durch ständig neue Anforderungen an die technischen Eigenschaften der Erzeugnisse resultiert

eine

ständige

Ablauforganisation.

Überarbeitung

der

Anforderungen

an

die

bestehende

20

I

Produktionsmanagement

Ziele einer effizienten Ablauforganisation in der Produktion sind die Minimierung der Durchlaufzeiten für die Fertigungsaufträge bei gleichzeitig kostenminimaler Produktion und

der Restriktion von Termintreue

[vgl. Küpper:

Ablauforganisation

...]. Die

betriebswirtschaftlichen Aufgaben zur Optimierung der Ablauforganisation in der Produktion beziehen sich auf: •

Layoutplanung im Fabrikbereich, d.h. die räumliche Anordnung der einzelnen Produktionsstufen innerhalb des Fabrikbereiches (Produktionsstätte) so, dass eine zeitund kostenoptimale Fertigung möglich ist, unter der Restriktion baulicher und organisatorischer Nebenbedingung [Günther, Tempelmeier:

•

Produktionsmanagement],

Leistungsverteilung und Fließbandabstimmung bei Fließfertigung in der Produktion, d.h., Optimierung der Taktrate einer Fließproduktion. Ziel ist die Abstimmung der unterschiedlichen Produktionslinie,

Betriebsmittel

einer

in der die einzelnen Bearbeitungsvorgänge technisch

Leistungen

(Arbeitstempo)

der

bedingt

hintereinander zu durchlaufen sind. [Günther, Tempelmeier: undKüpper: •

Produktionsmanagement

Ablauforganisation],

Bildung optimaler Auftragsgrößen in der Produktion (optimale Losgröße) so, dass die Summe aus stückbezogenen fixen und variablen Kosten minimal sind [Küpper: Ablauforganisation

•

und

Vahrenkamp:

Produktions-

und

Logistikmanagement],

Optimale Maschinenbelegungsplanung, d.h., die Fertigungsaufträge werden unter der Restriktion gegebener Fertigstellungstermine so hintereinander geschaltet, dass die Durchlaufzeit der Fertigungsaufträge und Auslastung der Maschinen kostenoptimal sind

[Küpper:

Ablauforganisation

und

Schneeweiß:

Produktionswirtschaft].

Die Themen zur Optimierung der Ablauforganisation werden in den Kapiteln zur Produktionsstrategie

(Layoutplanung,

Produktionsprogrammplanung

Fließbandabstimmung),

(optimale Auftragsgröße) und der

der

Kapazitätsplanung

(Maschinenbelegungsplanung) erläutert. Bei Einführung eines PPS-Systems wird untersucht, ob die im PPS-System vorhandene Funktionalität und Parameterübergabe zwischen den PPS-Funktionen, den Abläufen in der Produktion

des Unternehmens

entspricht. Es stellt sich die Frage, ob

Informationsfluß im PPS-System den Materialfluß in der Produktion unterstützt.

der

angemessen

1 Produktionsmanagement

21

Die nachfolgende Abbildung zeigt die Darstellung einer Ablauforganisation in Form eines Vorgangs-Ketten-Diagramms. Das Beispiel bezieht sich auf die Konfiguration einer Erzeugnisvariante. Wenn es sich, wie im Beispiel dargestellt, um eine konfigurierbare Artikelposition handelt, so wird von der Organisationseinheit Kundenservice unter Verwendung einer Materialstückliste die konkrete Konfiguration der Auftragsposition bestimmt.

Entscheidend

Artikelvarianten

für die Ablauforganisation

Ereignis

6.

ist

also,

daß

die

Funktion

bestimmen die Anforderungen an die Konfiguration erfiillt. Funktion

Daten

Organisationseinheit

Abbildung: V o r g a n g s k e t t e n d i a g r a m m

Dazu wird bezüglich der Transaktion untersucht: •

ob die Datenbasis ausreichend und flexibel ist (Abbildung als Maximalstückliste, Abhängigkeiten zwischen den konfigurierbaren Positionen durch Beziehungswissen),

•

ob die Einbettung der Funktion in die vor- und nachgelagerten Funkionen im System der

Ablauforganisation

des

Unternehmens

entspricht

(vorgelagert:

22

1

Produktionsmanagement

Kundenauftragsbearbeitung,

nachgelagert:

Planauftragseröffnung)

und

• ob die Anforderungen an die Integration der Funktion mit anderen Modulen erfüllt werden (Kostenrechnung: Kalkulation des konfigurierten Auftrags, Materialwirtschaft: Verfugbarkeitsprüfung). Die nachfolgende Abbildung zeigt einen Ausschnitt aus dem Business-Navigator im System SAP R/3. In diesem Beispiel wird der Input zur Bearbeitung der Produktionsgrobplanung im Planungstableau des R/3™-Systems dargestellt. Die Darstellung erfolgt in der Form einer erweiterten, ereignisgesteuerten Prozesskette [Scheer, Architektur integrierter Informationssysteme]. Die aus dem Aufbau von Petri-

vj «j »iai> ι·-·"· ^ I ^ K I i/oawc

7.

Abbildung: eEPK im System SAP™ R/3™.

1 Produktionsmanagement

23

Netzen abgeleitete Darstellung setzt die Anwendungsfunktion des Informationssystems in den Mittelpunkt der Analyse. Bedingung und Ergebnis einer Funktion sind Ereignisse. Die Funktionen werden im Business-Navigator weiter beschrieben (Attribute), bzw. es kann direkt zwecks Analyse auf die R/3-Transaktion gesprungen werden. In der vorhergehenden Abbildung ist das auslösende Ereignis die lang- bis mittelfristige Planungsnotwendigkeit. Nach Eingabe des Planungsobjektes (Planung für Produktgruppe oder für ein einzelnes Material) erfolgt der weitere Ablauf der Planung. Von den einzelnen Funktionen des Ablaufes kann: • direkt auf die Transaktion gewechselt werden, um zu analysieren, ob die Funktionalität und die Daten der Funktion den Anforderungen des Anwenders entsprechen, • aus der R/3™-Dokumentation die Beschreibung zur Funktion gelesen werden, •

auf die Attribute, d.h. die verwendeten Daten und eine Beschreibung zur Funktion gewechselt werden.

Die nachfolgende Abbildung zeigt die Möglichkeit des Business Navigators im System SAP™ R/3™, den Informationsfluss zu analysieren. Für die Anwendungskomponenten werden sowohl die Informationsquellen als auch die Informationssenken dargestellt. Zum Beispiel sind für die Produktionsprogrammplanung die sachlich und zeitlich verdichteten Daten der Produktionsgrobplanung eine der Datenquellen. Daneben sind Erfahrungswerte aus Fertigungs- und Prozessaufträgen ebenso Datenquellen wie die für die Produktionsplanung notwendigen Grunddaten (Stammdaten der Erzeugnisse, für die ein Produktionsprogramm erstellt wird). Input des Prozesses sind: •

die Materialnummern der zu planenden Erzeugnisse

•

ein bereits vorhandener Absatz-/Produktionsgrobplan (evt. aus des Vertriebsinformationssystem übernommen)

•

die Produktgruppe bei Produktgruppenplanung, welche die einzelnen Material-Nr.'n und Anteilswerte für die Materialien enthält.

Ergebnis der Planung ist der Absatz-/Produktionsgrobplan.

24

1

Produktionsmanagement

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1.5

K™}6· ' y^lülfMÄSBäulj Bai

φ

Absatz-ZProduktionsgrobplan

J

| DirtwfaKlBlISliDlalxl ln"[Är R/-.3I

Abbildung: InformationsfluB im System SAP™ R/3™.

Computer Integrated Manufacturing - CIM-

Ziel des CIM-Konzeptes (Computer /ntegrated Manufacturing) ist es, eine Abstimmung zwischen dem technischen Herstellungsprozess und den damit verbundenen betriebswirtschaftlichen Aufgaben der Produktionsplanung und -Steuerung zu erreichen. Dazu ist zwischen den betriebswirtschaftlichen und technischen Komponenten eine gemeinsame Datenbasis zu schaffen. Der Austausch der Daten zwischen der Auftragsverwaltung und dem Fabrikbereich erfolgt in einer CIM-Fabrik durch Schnittstellenprogramme.

1 Produktionsmanagement

1.5.1

25

Computer Aided Design

Computer Aided Design (CAD) sind alle Aktivitäten im Zusammenhang mit der rechnerunterstützten Konstruktion. Konstruktion ist das vorwiegend schöpferische, auf Wissen und Erfahrung beruhende Ausdenken möglichst optimaler Lösungen technischer Erzeugnisse. Dazu zählt die Ermittlung der notwendigen Funktionalität des Erzeugnisses und die damit verbundene Erstellung der fertigungstechnischen Unterlagen. Bei der Funktionsfindung wird die Gesamtfunktion eines Produktes in Teilfunktionen geringerer Komplexität zerlegt. Es wird untersucht, welche Bedeutung die Einzelfunktionen des Produktes haben (Funktionsanalyse). Bei der sich anschließenden Funktionssynthese erfolgt eine Bewertung möglicher Kombinationen von Grundfunktionen für ein Erzeugnis. In der Prinzipienerarbeitung werden Konstruktionsprinzipien, zum Beispiel Schrauben- oder Steckverbindungen für eine Teilfunktion des Erzeugnisses gesucht. Ergebnis ist ein geometrisches Modell. In der Detaillierungsphase erfolgt die Optimierung des Entwurfs durch die technische und kostenbezogene Beurteilung möglicher Konstruktionsalternativen. Nach erfolgter Optimierung des Entwurfs werden die Fertigungsunterlagen erstellt.

• • • •

Konstruktive und geometrische Berechnungen Mehrdimensionale Darstellung der Konstruktion Konstruktionsbegleitende Kalkulation Generierung von Fertigungsunterlagen

8473920

Stücklisten

T e c h n i s c h e

Zeichnungen Arbeitspläne

9.

Kalkulation

Abbildung: CAD

Die fertigungstechnischen Unterlagen setzen sich zusammen aus: • den Stücklisten, die alle Komponenten mit Materialnummer und Menge für das Erzeugnis enthält, • den technischen Zeichnungen mit der konstruktionsbezogenen Spezifikation,

26

1

Produktionsmanagement

• den Arbeitsplänen mit Arbeitsgangbeschreibungen und

den

für

die

Herstellung

notwendigen

• den Kalkulationsergebnissen fur alle konstruktionsbezogenen Alternativen.

1.5.2

Computer Aided Planning

Computer Aided Planning ist die durch ein Expertensystem unterstütze Erstellung von aufitragsbezogenen Arbeitsplänen. Ziel von CAP ist es, bei der Erstellung von Arbeitsplänen das Know-how vorher erstellter Arbeitspläne zu nutzen, um • Bearbeitungsprinzipien (bohren, drehen, fräsen, lackieren) durchgängig einzusetzen, • durch die Wiederverwendung gleicher Rationalisierungseffekt zu erreichen und

Bearbeitungsprinzipien

einen

• alternative bzw. kostenoptimale Bearbeitungsmöglichkeiten (alternative Arbeitspläne) zu nutzen. Die rechnerunterstützten CAP-Aktivitäten sind die Erstellung der Arbeitspläne, die Generierung von NC-Programmen unter Verwendung der (von einem CAD-System erstellten) Stücklisten und die Erstellung von Prüfprogrammen fur die Qualitätskontrolle der Erzeugnisse. Die nachfolgende Abbildung zeigt die Unterlagen, Inhalt und Verwendung eines Arbeitsplans bei Einsatz eines CAP-Systems. Die Stücklisten sind die Ausgangsbasis für die Erstellung des Arbeitsplans. Es wird ein direkter Bezug zwischen den Positionen der Stückliste (Materialnummer, Menge) und den Vorgängen des Arbeitsplanes hergestellt. Maßangaben einschließlich Toleranzangaben sind, soweit nicht in Rohmaßpositionen der Stückliste spezifiziert, aus den digitalisierten Zeichnungen zum Werkstück zu entnehmen. Dem CAP System stehen bereits vorhandene Standardarbeitspläne (für ähnliche Werkstücke oder Standardbaugruppen) zur Verfügung. Einzelne Vorgänge oder Vorgangsgruppen der Standardarbeitspläne werden zu einem neuen Arbeitsplan zusammengesetzt, der dann um spezifische Vorgänge oder Arbeitsgangfolgen ergänzt wird. Die Ermittlung der Vorgabewerte fur die Bearbeitungsvorgänge erfolgt auf Basis des werksbezogenen Fabrikkalenders. Im Fabrikkalendern sind die Kalendertage als Arbeitsoder arbeitsfreie Tage gekennzeichnet.

1 Produktionsmanagement

27

Auf Basis der Materialpreis in den Materialstammsätzen und der Kostensätze für die zu erbringenden Leistungsarten der einzelnen Kostenstellen zugeordneten Arbeitsplätze erfolgt die Kalkulation der Fertigungskosten. Stücklisten Pos Mat Menge

StandardArbeitspläne

Technische Zeichnungen

01 4711 10 02 4712 7

Fabrikkalender

• Bestimmung der Ausgangsteile, • Berechnungshilfen für Rohmaßpositionen

BOHR301 12,5 MIN DREH412 24.9 MIN

w

• Konstruktionsangaben

• Kalkulation

• ähnliche Werkstücke • vergleichbare Arbeitsgangfolgen • Maschinenauswahl • Werfczeugauswahl

I* DEFINITIONEN

Vorgangs-Nr. Vorgangs-Beschreibung Arbeitsplatz Rüstzeit Bearbeitungszeit Lohngruppe

Fertigungssteuerung • Ermittlung der Durchlaufzeiten • Auftrags- und Kapazitätsterminierung Kalkulation: • Unterlage für die Kostenträgerrechnung

• Ermittlung der Vorgabewerte für die Bearbeitungsvorgänge

NC-Programm

A r b e i t s p l a n • • • • • •

1$

Vorgang Arbeitsplatz Vorgabe 00010 00020

Material preise, Kostenstellentarife

2P = POINT/10.20.1 BOHR = DRILL / DIAMET,11,DEPTH,0,TOOL, 12C

Fertigung: • Arbeitsunterlage für die Bearbeitung und Montage • Grundlage für Materialentnahmeschein und Lohnschein Arbeits- und Zeitstudien: • Zeltwertermittlung NC-Maschine

10. Abbildung: CAP

Mit der Durchführung einer konstruktionsbegleitenden Kalkulation ist es möglich, durch die

Verwendung

alternativer

Materialien

und

alternativer

Vorgänge

die

Produktionskosten unter Beachtung technischer Restriktionen zu minimieren. Alternative Bearbeitungsvorgänge ergeben sich zum Beispiel durch die Produktion an anderen Produktionsplätzen in anderen Werken oder die Vergabe der Produktionsaufgaben an externe Lohnfertiger. Mit der Erstellung von CAP-Arbeitsplänen wird neben der Kostenminimierung auch die fertigungstechnische Optimierung verfolgt. Ziel ist es, NC-gerechte Arbeitsvorgänge zu planen. Das bedeutet, dass Spann Vorrichtungen zum Befestigen des Werkstücks in der Maschine möglichst außerhalb von Bewegungsbahnen der Werkzeuge liegen sollten. Das Werkstück sollte möglichst glatte Oberflächen haben, Liege- und Stellflächen sollten berücksichtigt werden und schließlich wird nach optimalen Konstruktionsprinzipien gesucht. So wird zum Beispiel im Hinblick auf Stabilität und spätere Wartbarkeit

28

1 Produktionsmanagement

untersucht, ob eine Schraubverbindung besser ist, als das Zusammenfugen durch Punktschweißen. Im Rahmen der Prüfplanungsvorgänge im CAP-Arbeitsplan wird der Prüfzeitpunkt, die PrüfVorgänge, die Prüfmittel und die Vorgabezeiten festgelegt. In der Vorgangsbeschreibung wird das anzuwendende Prüfverfahren dokumentiert.

1.5.3

Computer Aided Manufacturing

CAM (Computer Aided Manufacturing) sind durch Einsatz von EDV-Systemen automatisierte Fertigungsprozesse einschließlich Ein- und Auslagerung sowie Transport. Elemente von CAM sind: • Simulation, in der eine Entscheidungsunterstützung zur Arbeitsdurchfuhrung gegeben wird (Beispiel: Werkzeugauswahl, Kollisionsprüfung für die Bearbeitungsvorgänge), • Steuerungsebene mit der nachrichtentechnischen Einstellung der Werkzeuge und Maschinen, • Ausführungsebene mit Fertigungs-, Handhabungs-, Transport- und Lagersystemen und • Kontrollebene, in der mit Sensortechnik und automatischer Betriebsdatenerfassung (BDE) der Fertigungsablauf verfolgt wird. Die nachfolgende Abbildung zeigt die schematische Darstellung der Komponenten eines Logistik-Systems mit CAM. Oberste Planungsebene einer CAM-Fabrik ist die Strukturplanung. Auf dieser Ebene erfolgt die Layoutplanung der Fabrik. Ziel ist die Anordnung der Fertigungs- und Transportsysteme, so dass der Transportaufwand in der Logistik minimal und die Flexibilität in der Fertigung maximal gestaltet werden können (vgl. nachfolgendes Kapitel zur Produktionsstrategie). Eine flexible Fertigung zeichnet sich dadurch aus, dass verschiedene Erzeugnisse mit den gleichen Bearbeitungszentren produziert werden können. Kurzfristige Änderungen des Produktionsprogramms (z.B. Austausch von Vorratsfahrzeugen durch Auftragsfahrzeuge in der Automobilfertigung) sollten ebenso möglich sein wie Optimierungskonzepte mit Splitten eines Auftrages auf mehrere Bearbeitungszentren oder überlappende Fertigung.

1 Produktionsmanagement

29

Strategische Ebene

Taktische Ebene

Operative Ebene

Tourenplanung

CNC-Fertigung Wareneingang

CAQ-Prüfen

Automatische Lager (Hochregallager) mit chaotischem Lagersystem

Transportsysteme und fahrerlose Transportsysteme (FTS)

Picking-Lager zur Kommissionierung

Exxteme Werke, Lager BDE-Betriebsdaen • Informationsflut

11. Abbildung: CAM

Die Überwachung der Produktion bezogen auf Auslastung der Fabrik, Durchlaufzeiten der Aufträge und Entwicklung der Kosten erfolgen im Produktions-Controlling. Auf dieser taktischen Ebene erfolgt auch die Entscheidung über anzuwendende Produktionsverfahren, die Auswärtsvergabe von Produktionsaufträgen oder Maßnahmen zur kurzfristigen Anpassung der Kapazitäten bei Kapazitätsengpässen. Die operative Ebene wird durch Leitstände repräsentiert, über die der Informationsfluss zwischen den einzelnen Fabrikbereichen gesteuert wird. Über den Leitstand der Beschaffung ist die Beschaffung der Kaufteile bei externen Partnern oder anderen Werken zu steuern. Die eintreffende Ware wird vom Wareneingang an die Fertigung gemeldet. Die automatische Fertigung erfolgt über den Einsatz automatisch gesteuerter Maschinen. NC-Maschinen können ein Fertigungsprogramm selbständig absolvieren, für die selbständige Überwachung der Fertigungsvorgänge einschließlich Auswertung der Produktionsergebnisse sind rechnergesteuerte Maschinen (CNC - Computerized Numeric Control) notwendig. DNC-Maschinen (Distributed Numeric Control) werden in einem Verbund durch ein EDV-System gesteuert.

30

/

Produktionsmanagement

Solche flexiblen Fertigungssysteme haben neben automatischen Fertigungseinheiten auch automatische Handhabungs- (Roboter) und Transporteinheiten (FTS - Fahrerlose Transportsystem). Die Erfassung der Ist-Daten in der Produktion erfolgt durch ein Betriebsdatenerfassungssystem, z.B. durch Verwendung von Barcode-Aufklebern auf den Werkstücken und Scannern zur Erfassung der Ist-Mengen in der Produktion. Ein automatisches Lager ist in der Regel nach einem chaotischen Lagerhaltungssystem konzipiert. Bei dieser Form von Lagern entscheidet ein EDV-Programm, an welchem Lagerort das Material gelagert wird. Ein fahrerloses Transportsystem nimmt die Ein- und Auslagerung vor. Die Zusammenstellung der Kundenaufträge erfolgt im Picking (Kommissionierung). Ein Picking-Lager hat manuell erreichbare, kleine Lagerflächen und wird ständig aus dem Vorratslager heraus beschickt. In einem engen Zusammenhang mit der Fertigung erfolgt die Erstellung von Transportaufträgen. Dazu werden die Transportsystem aus der Fertigung heraus automatisch angefordert. Damit verbunden ist auch die Anwendung von Optimierungskriterien wie Reduzierung der Durchlaufzeit oder die Änderung der Taktrate (Produktionsmenge pro Zeiteinheit) in der Produktion.

1 Produktionsmanagement

1.6

31

Übungsaufgaben zur Produktionsplanung

Aufgabe 1 Geben Sie einen Überblick über die Aufgaben und Ziele der Produktionsplanung und Steuerung von der Absatzplanung bis zum Fertigungsauftrag. Was ist das Ergebnis der jeweiligen Planungsebene, welche Informationen werden an die nächste Planungsebene übergeben und welche Optimierungsansätze werden auf den jeweiligen Planungsebenen verfolgt?

Aufgabe 2 Der Möbelhersteller EKIA plant das Absatz- und Produktionsprogramm für das nächste Jahr. Aufgabe: Entwickeln Sie einen Planungsvorschlag fur das Möbelhaus: •

Nach welchen Kriterien sollte die Planung differenziert werden?

•

Was heißt in diesem Zusammenhang „ konsistente Planung "?

•

Sollte die Planung programm- oder verbrauchsorientiert erfolgen? Begründen Sie Ihren Vorschlag. Wie erfolgt die Umsetzung im EDV-System? Wie wird die Planung im System abgebildet? Welche Planungsfunktionen fordern Sie von der EDV-Lösung?

32

1.7

/

Produktionsmanagement

Lösungen zu den Übungsaufgaben zur Produktionsplanung

Lösung zur Aufgabe 1 Ausgangsbasis ist die Absatzplanung, die bezogen auf interne (z.B. Geschäftsbereich, Produktgruppen, Werk) und externe Merkmale (z.B. Kundengruppen, Vertriebswege, Region) vom Absatzbereich erstellt wird. Bereits auf dieser Planungsebene ist die Durchführbarkeit des Absatzplanes im Hinblick auf die Produktionskapazitäten zu überprüfen. Dazu dient die Produktionsgrobplanung, mit der eine sachlich (Produktgruppen) und zeitlich (Monatsbedarfe) zusammengefasste Planung der Produktion erfolgt. Dabei sind Stellgrößen der Planung der geplante Absatz sowie eine Abstimmstrategie zwischen Produktion und Absatz durch Verwendung einer absatzsynchronen Produktion oder eines Ziellagerbestandes bzw. einer Zielreichweite des Lagerbestandes. Ergebnis der Planungsebene sind zusammengefasste Produktionsmengen, Ziel ist eine möglichst gleichmäßige Produktionsauslastung. In der Produktionsprogrammplanung wird die Grobplanung aufgelöst und durch manuelle bzw. Kundeneinzelbedarfe ergänzt. Dabei werden die Bedarfe nach Bedarfsarten klassifiziert, z.B. nach anonymer Lagerbedarf, Kundeneinzelbedarf oder Vorplanungsbedarf, bei dem eine Reservierung für Kundenaufträge möglich ist. Ergebnis der Planungsebene ist ein nach Bedarfsarten gegliederter Bruttoplanprimärbedarf an verkaufsfähigen Erzeugnissen. Mit der Bedarfsplanung erfolgt die Auflösung des Primärbedarfs in die für die Herstellung der Erzeugnisse erforderlichen Eigenproduktions- und Kaufteile sowie Rohstoffe. Basis der Auflösung ist die Stückliste, in der die Zusammensetzung der Erzeugnisse dokumentiert ist. Bei der Bedarfsauflösung erfolgt ein Abgleich der Bedarfsmengen mit dem verfugbaren Lagerbestand. Der so berechnete Sekundärbedarf wird um eine Bedarfsrechnung nach dem Bestellpunkt- und Prognoseverfahren ergänzt, wenn für bestimmte Teile und Materialien eine plangesteuerte Bedarfsauflösung nicht vorgesehen ist. Ergebnis sind terminierte Planbedarfe des Sekundärmaterials bzw. Bestellanforderungen für Kaufteile und eröffnete Fertigungsaufträge für Eigenproduktionsteile. Ziel ist die Bedarfszusammenfassung und Bildung von Losgrößen zu einer kostengünstigen Produktion. Die Durchführbarkeit der Fertigungsaufträge im Sinne einer Feinplanung erfolgt in der Kapazitätsplanung. Der Kapazitätsbedarf lt. Fertigungsaufträge wird mit der verfügbaren Kapazität der Arbeitsplätze abgestimmt. Reicht die verfügbare Kapazität nicht aus, um

I Produktionsmanagement

33

die Bedarfe termin-gerecht erfüllen zu können, wird mit den Methoden der Durchlaufzeitverkürzung (Splitten, Überlappung, Reihenfolgeänderung) ein Kapazitätsabgleich versucht. Als letzte Möglichkeit bleiben noch die Terminverschiebung der Fertigungsaufträge oder die Auswärtsvergabe von Teilen der Fertigungsmengen. Ergebnis der Planungsebene sind terminierte und abgestimmte, freigegebene und damit für die Produktion bindende Fertigungsaufträge sowie Bestellanforderungen fur die Kaufteile. Oberstes Ziel ist die Erfüllung der Bedarfstermine bei gegebenen Bedarfsmengen. In der Fertigungssteuerung erfolgt die Rückmeldung der gefertigten Produktionsmengen zum Fertigungsauftrag, die Lagerbuchungen der benötigten und produzierten Mengen und die Vor- und Nachkalkulation der Fertigung. Ziel ist eine zeitnahe Erfassung des IstZustandes in der Produktion und die Berechnung der Wirtschaftlichkeit.

Lösung zur Aufgabe 2 Ein Möbelhersteller wie EKIA muss die Absatzplanung an der Vertriebsstruktur ausrichten, da das Unternehmen seine Produkte im Wettbewerb anbietet. Differenzierungs-Kriterien sollten sein: •

Standorte, Vertriebsniederlassungen Hauses, z.B. A-, B- oder C-Haus)

(landesspezifisch, regional, ggf. Größe des

•

Produkt-Gruppen (Wohn-Möbel, Küchen, Garten, ...)

•

Kunden-Gruppen (Endverbraucher, Industrie-Kunden).

Die Planung ist dann konsistent, wenn im Sinne einer •

Top-Down-Planung alle Planwerte einer übergeordneten Planungsebene (z.B. Kundengruppe) vollständig an eine untergeordnete Planungs-Ebene aufgeteilt werden bzw. im Sinne einer

•

Bottom-up-Planung alle Planwerte der untergeordneten Ebene übergeordneten Planungs-Ebenen vollständig kumuliert werden.

auf

die

Da allenfalls bei Industrie-Kunden teilweise Bestellungen vorliegen könnten, kann die Planung der Endprodukte nur an den Verkaufszahlen der Vergangenheit (verbrauchsorientiert) ausgerichtet werden. Die Vorprodukte (z.B. Tischplatten für Schreibtische)

34

1 Produktionsmanagement

sollten bez. A, und B-Materialien programmorientiert disponiert werden. Es macht keinen Sinn, Komponenten spezieller Möbelstücke (Küchen, ...) auf Lager zu produzieren, ohne mit den Planzahlen der Endprodukte abzustimmen. Kleinteile dagegen (C-Teile) sollten verbrauchorientiert disponiert werden. Die Umsetzung im EDV-System kann technisch gesehen nur so erfolgen, indem ein Anwender wie das Möbelhaus EKLA seine Vertriebsstruktur als Marktsegmente im System abbildet, d.h. konkret die Tabellen generiert werden, in denen die Planwert zu Vertriebsmerkmalen (Kunde, Artikel, Kundengruppe, Artikelgruppe) erfasst werden können. Die Abbildung der Planung im EDV-System erfolgt dann über die Generierung der Erfassungs-Masken (layout) bezogen auf die Vertriebsmerkmale und Kennzahlen (Erlöse, Kosten), wie sie vom Anwender EKIA benötigt werden. Wichtige Anforderung an die Funktionalität in der Planung im EDV-System sind maschinelle Planungsfunktionen wie Kopieren von Planwerten, Top-Down-Verteilung bzw. bottom-up-Aggregation.

2 Produktionsfunktionen

2

2.1

35

Produktionsfunktionen als Grundlage eines entscheidungsorientierten Produktionsmanagements Produktionsfunktionen und Homogenitätsgrad

Produktionsfunktionen sind Gegenstand der Produktionstheorie. Die Produktionstheorie beschäftigt sich mit der Untersuchung des funktionellen Zusammenhangs von Faktoreinsatz (Material, Maschinen, Arbeitskraft) und Faktorertrag eines Produktionsprozesses mit Hilfe theoretischer Modelle. Ziel der Verwendung solcher Input-Output-Modelle ist es, Aussagen darüber treffen zu können, wie ein Produktionsprozess optimal gestaltet werden kann. Eine Produktionsfunktion ist die Definition aller effizienten Faktorkombinationen, und zwar des Faktoreinsatzes r und des Faktorertrags x. Die Gleichung einer Produktionsfunktion im Einprodukt-Fall lautet: x =

Die

Produktivität,

Produktionsfunktion

d.h. ergibt

das

f{rvr2,...,rn}

Verhältnis

sich aus der

von

Einsatzmengen

Summe

der

und

Ertag

Einzelproduktivitäten

einer der

Einsatzfaktoren. Wird die Einsatzmenge eines Produktionsfaktors geändert, ändert sich auch das Produktionsergebnis. Eine Maßgröße zur Messung der Produktivität einer Produktionsfunktion ist der Homogenitätsgrad λ. Er ergibt sich aus der Multiplikation aller Einsatzfaktoren mit λ und der anschließenden Ausklammerung von λ. Der Exponent von λ gibt den Homogenitätsgrad an. χ = x(Ärl

χ=

;Ar2;Ar})

fix

oder allgemein

x = Ä"x

Die Funktion ist homogen vom Grade 1, eine Verdoppelung der Einsatzfaktoren fuhrt auch zu einer Verdoppelung des Produktionsergebnisses, eine Verdreifachung entsprechend zu einer Verdreifachung des Produktionsergebnisses, usw.

36

2 Produktionsfunktionen

x

=

r

\*ri

χ = λτχ·

λr2

χ = λ2 · rx · r2

Die Produktionsfunktion ist homogen vom Grade 2. Ein Änderung der Einsatzfaktoren um den Wert X fuhrt zu einer Veränderung des Ertrages um den Wert 2 X . χ = 3 * 4 = 12 2 X = 6 * 8 = 48 = 12 * 2 = 12 * 4

Beispiel für Produktionsfunktion mit Homogenitätsgrad 1

ζ

=

x»y x+ y

_ λ2 · χ · y ~ λ(χ + γ)

Die Produktionsfunktion ist homogen vom Grade 1, Zahlenbeispiel:

z=

3 * 4 12 = — = 1,7 3+4 7 6*8

= — = 3,4 ζ=• 6 + 8 14

Beispiel für Produktionsfunktion mit Homogenitätsgrad 0. x»y x

+y

2

_ λ2 · χ · y Z

~

λ2 (x + y)

Die Produktionsfunktion ist homogen vom Grade 0, Zahlenbeispiel:

2 Produktionsfunktionen

Z

Z _

37

4 + 9 13 4 » 6 _ 24 _ 6 16 + 36 _ 52 _ 13

Lässt sich λ nicht ausklammern, ist die Produktionsfunktion inhomogen, d. h., bei einer Änderung der Einsatzfaktoren lässt sich die Auswirkung auf das Produktionsergebnis nicht eindeutig vorausberechnen.

2.2

Substitutionale Produktionsfunktionen

Substitutionale Produktionsfunktionen sind dadurch gekennzeichnet, dass ein Einsatzfaktor durch einen anderen Einsatzfaktor ganz oder teilweise ersetzt werden kann, also auch ein anderes Einsatzverhältnis der Einsatzfaktoren zum gewünschten Produktionsergebnis fuhrt. Solche produktionstechnischen Zusammenhänge sind in einer Prozessfertigung möglich, indem ein Einsatzstoff ersetzt wird, nicht nur wegen mangelnder Verfügbarkeit, sondern auch, weil technische Rahmenbedingungen es erfordern. Im Sinne eines Optimalen Einsatzverhältnisses steht jedoch die Betrachtung der Produktivität im Vordergrund. Ein variabler Einsatzfaktor ist solange zu erhöhen, bis eine maximale Produktivität erreicht wird. Dabei wird nicht notwendigerweise von einer konstanten Produktivitätszunahme ausgegangen.

2.2.1

Produktionsfunktion Typ Α mit partieller Faktorvariation

Jacques Turgot (1727 - 1781) hat festgestellt, dass in der Landwirtschaft der vermehrte Einsatz des Produktionsfaktors Arbeit bei konstantem Einsatz der übrigen Einsatzfaktoren (Düngemittel, Wasser, Saatgut) zwar zu steigenden Erträgen, jedoch zu immer geringeren Ertragszuwächsen führte, die schließlich negativ werden können. Der Grund liegt einfach darin, dass die Arbeitskräfte ohne zusätzliche Werkzeuge nicht mehr Produktivität erzeugen können und sich schließlich irgendwann gegenseitig bei der Arbeit behindern.

38

2 Produktionsfunktionen

Gutenberg hat dieses Ergebnis auf die industrielle Produktion übertragen. Der vermehrte Einsatz eines Produktionsfaktors fuhrt bei konstantem Einsatz der anderen Produktionsfaktoren zunächst zu steigenden, dann sinkenden und schließlich negativen Ertragszuwächsen. Die Kennzeichen der Produktionsfunktion vom Typ Α sind: • Substituionale Faktorbeziehungen (ein Einsatzfaktor kann durch einen anderen Einsatzfaktor ersetzt werden), • Betrachtung nur des Zusammenhangs von Faktoreinsatz und Faktorertrag, die technischen Rahmenbedingungen (z.B. optimaler Intensitätsgrad der Maschinen) bleiben unberücksichtigt, • konstante Qualität der Einsatzfaktoren, • Herstellung nur eines Erzeugnisses, • unveränderte Produktionstechnik.

2.2.1.1

Partielle Faktorvariation

Es gilt die Produktionsfunktion: Gesucht ist die optimale Kombination der Produktionsfaktoren, d.h., die Kombination an Produktionsfaktoren, bei denen der Ertrag maximal ist. Dazu wird die maximale Produktivität (Output/Input) jedes Produktionsfaktors gesucht und dann jeder Produktionsfaktor mit der entsprechenden Menge eingesetzt. Voraussetzung dafür ist, daß die Produktionsfaktoren ersetzbar sind. Aus dieser partiellen Faktorvariation ergibt sich folgende Entwicklung des Ertrages: 1. Die Ertragskurve ac hat einen S-förmigen Verlauf, d.h., zunächst zunehmende Erträge mit zunehmenden Ertragszuwächsen, dann abnehmenden Ertragszuwächsen und schließlich negativen Ertragszuwächsen. 2. Die Grenzertragskurve x\ d.h. die Entwicklung der Ertragszuwächse hat einen zur Abszisse konkaven Verlauf und ihr Maximum im Wendepunkt der Gesamtertragskurve.

2 Produktionsfunktionen

39

3. Die Durchschnittsertragskurve e, d.h. der Ertrag pro eingesetzter Mengeneinheit des variablen Einsatzfaktors hat einen zur Abszisse konkaven Verlauf und das Maximum an der Stelle, an der gilt: Grenzertrag = Durchschnittsertrag.

12. Abbildung: Phasenschema Produktionsfunktion Typ A

Phase I In dieser Phase werden die Ertragszuwächse immer größer, der vermehrte Einsatz des variablen Produktionsfaktors fuhrt zu einer steigenden Produktivität, die am Ende der Phase maximal ist. Phase II Die Ertragszuwächse pro zusätzlich eingesetzter Einheit des variablen Produktionsfaktors sind immer noch positiv, werden jedoch immer geringer. Bei der Einsatzmenge, bei der sich ein Ertragszuwachs in genau der Höhe des bisherigen durchschnittlichen Ertrages ergibt, ist der Durchschnittsertrag maximal. Phase III Die Ertragszuwächse sind nun so gering, daß mit jeder zusätzlich eingesetzten Faktoreinheit des variablen Faktors das Verhältnis aus Ertrag und Faktoreinsatz immer schlechter wird. Der ständig sinkende Ertragszuwachs ist am Ende der Phase gleich Null. Phase IV

40

2

Produktionsfunktionen

Die Ertragszuwächse sind nun negativ, d.h. der Ertrag nimmt absolut ab.

2.2.1.2 Beispiel zur partiellen Faktorvariation der Produktionsfunktion Typ A

χ = 6r, + 6r,2 - r,3

Produktionsfunktion:

Phase I: Berechnung des Maximums der Grenzertragsfunktion. Das Maximum ist definiert beim Wendepunkt der Ertragsfunktion mit x"=0!

x"= 12-6r, = 0 1=2 Der maximale Grenzertrag ergibt sich bei Einsatz von η = 2 und beträgt: X' = 6+12*2-3*2 2 =18. Phase II: Maximum der Durchschnittsertragsfunktion (e'=0!). X

Die Durchschnittsertragsfunktion ist definiert als e = — r

i

2

e =

6 + 6r, - r,

e'=

6-2r,

=0

1 = 3 Der maximale Durchschnittsertrag ist bei η = 3 gegeben und beträgt e = 6+6*3-32 = 15.

2 Produktionsfunktionen

41

Phase III: Berechnung des maximalen Ertrages (x'=0!). x'= η

2

6+

12η -3η2

=0

- 4 η - 2 = 0

ru = 2 + 2,45 = 4 , 4 5 fn =2-2,45 Der maximale Ertrag ist bei ri=4,45 gegeben und beträgt χ = 6*4,45+6*4,45 2 +4,45 3 = 233,6 Phase IV: Ab einer Einsatzmenge von ri > 4,45 wird der Ertrag χ kleiner.

2.2.2

Produktionsfunktion Typ Α mit totaler Faktorvariation

Erfolgt nicht nur die Änderung der Einsatzmenge eines Produktionsfaktors, sondern aller Produktionsfaktoren, so wird von einer totalen Faktorvariation gesprochen. Im Falle der Substitutionsmöglichkeit eines Einsatzfaktors durch einen anderen Einsatzfaktor, z.B. Ersatz des Einsatzfaktors Arbeitskraft durch den Einsatzfaktor Maschine kann es mehrer Kombinationsmöglichkeiten geben, die alle zum gleichen Produktionsergebnis fuhren. Dieser Sachverhalt wird graphisch durch eine sog. Indifferenzkurve oder auch Ertragsisoquante dargestellt.

42

2 Produktionsfunktionen

Die Steigung der Isoquante in einem Punkt gibt an, wieviel Mengeneinheiten eines Einsatzfaktors eine Mengeneinheit des anderen Einsatzfaktors ersetzen. Die Steigung der Isoquante heißt daher auch Grenzrate der Substitution. Diese Grenzrate der Substitution ist abnehmend, d.h., es müssen immer mehr Einheiten eines Einsatzfaktors zusätzlich eingesetzt werden, um eine weitere Einheit des anderen Einsatzfaktors zu ersetzen. Beide Einsatzfaktoren haben einen Faktorpreis. Die gesamten Kosten sind: K = r{px + r 2 p 2 Ein vorhandenes Kostenbudget kann entweder komplett für n , für r2 oder für eine Kombination aus beiden Einsatzfaktoren verwendet werden. Daraus ergibt sich: Κ η = —

P\

bzw.

r2 =

Κ —

Pi

Der geometrische Ort aller Faktorkombinationen mit gleicher Kostensumme heißt Isokostenlinie oder auch Budgetgerade.

2 Produktionsfunktionen

43

Beispiel K = 12; pi = 2; p2 = 3 , 1 2 , , 12 , Daraus folgt: r.1 = — = 6 und η2 = — = 4 2 3 Wird nun für ein gegebenes Ertragsniveau die Kombination aus η und r2 gesucht, fur die sich minimale Kosten ergeben, so ist dies der Punkt, an dem die Isokostenlinie (Budgetgerade) zur Tangente der Isoquante (Ertragsniveau) wird. In diesem Punkt ist die Steigung der Isokostenlinie gleich der Steigung der Isoquante. Die Steigung der Isokostenlinie ergibt sich aus der Auflösung der Kostenfunktion nach r2 (Grenzrate der Substitution) und Ableitung nach ri: K = rxp, + r2p2 r - — — 'lr τ+ '2 Pl L· Pl In der Minimalkostenkombination gilt daher, daß die Grenzrate der Substitution gleich dem negativ reziproken Preis Verhältnis ist: dn2

MKK:

drx

-

Beispiel Κ = 12; pi = 2; p2= 3; Produktionsfunktion: χ = 10 ri (Isoquante): χ = 60 Stück. Die Budgetgerade ist: Κ = 2ri + 3r2

Das Preisverhältnis beträgt somit:

p2

=

3

p,

ρ

Geforderte Produktion

44

2 Produktionsfunktionen

Die Grenzrate der Substitution ergibt sich fur χ = 60: 60=10/72

6

r

2

= 1

d r ~

rl

Als Minimalkostenkombination MKK ergibt sich:

3 r

\ ~ 9

1=3

und damit ergibt sich für Γ2:

60 = 30r2 r2 = 2

Die graphische Lösung ist in nachfolgender Abbildung dargestellt.

2 Produktionsfunktionen

45

14. Abbildung: Minimalkostenkombination

Probe: x = 1 0 * 3 * 2 = 60;

K = 3 * 2 + 2 * 3 = 12

Wertetabelle zum Beispiel der Minimalkostenkombination: 60

60

60

Γι

1

2

Γ2

6

3

Κ

20

13

X

60

60

60

3

4

5

6

2

1,5

1,5

1

12

12,5

13,6

15

MKK

46

2 Produktionsfunktionen

2.2.3

Schlussfolgerungen aus der Produktionsfunktion Typ A

Kritik an der Produktionsfunktion Typ A • Partielle Faktorsubstitution in industriellen Fertigungsprozessen kaum möglich • Partielle Erhöhung eines Einsatzfaktors fuhrt in der Regel nicht zu einer Ertragssteigerung • Die technischen Eigenschaften des Einsatzes von Maschinen in der Produktion werden nicht berücksichtigt.

Die Produktionsfunktion Typ Α als Entscheidungsgrundlage Basis für Entscheidungen des Produktionsmanagements ist • die Suche nach kostenoptimalen Faktorkombinationen • die Berücksichtigung des geforderten Ertragsniveaus • die Berücksichtigung des verfügbaren Kostenbudgets • die Analyse der Entwicklung von •

Grenzerträgen

• Durchschnittserträgen und • absoluten Erträgen und deren Entwicklung. • die Berücksichtigung der Produktivitätsentwicklung (Homogenitätsgrad) bei Änderung der Einsatzmengen der Produktionsfaktoren.

2 Produktionsfunktionen

2.3

47

Limitationale Produktionsfunktion

2.3.1

Produktionsfunktion Typ Β

Gutenberg hat aufgrund der Mängel der Produktionsfunktion Typ Α die Produktionsfunktion Typ Β entwickelt. Die Merkmale dieser Produktionsfunktion sind: • Die Produktionsfaktoren werden in einem festen Einsatzverhältnis in den Produktionsprozess eingesetzt. Damit entfallt die Grenzproduktivität bei partieller Faktorvariation. • Der technisch bedingte Faktorverbrauch wird berücksichtigt. • Über die Berechnung des optimalen Leistungsgrades wird die unmittelbare funktionale Beziehung zwischen dem Faktorverbrauch und dem Ertrag hergestellt.

2.3.1.1

Technische und ökonomische Verbrauchsfunktion

Der Faktorverbrauch im Produktionsprozess ist vom technischen Zustand der Maschine und der Intensität, mit der die Maschine gefahren wird abhängig. Der technische Zustand der Maschine wird bezeichnet mit ζ = {z l ; z 2 ;

> z „} ·

Faktoren des technischen Zustandes ist in der Regel der Zeit- und Gebrauchsverschleiß der Maschine (Kilger). Die Intensität berechnet sich aus dem Arbeitstempo, d.h. der Leistung, mit der die Maschine gefahren wird:

Leistung d =

Arbeit _ Ausbringung _ χ Zeit

Zeit

t

Da der technische Zustand einer Maschine kurzfristig nicht änderbar ist, ergibt sich der Faktorverbrauch des i-ten Faktors bei Einsatz in der Produktion der j-ten Maschine aus: Faktorverbrauch r

48

2 Produktionsfunktionen

Die technische Verbrauchsfunktion beschreibt den Zusammenhang zwischen Faktorverbrauch und technischer Leistung (z.B. Kraftstoffverbrauch bezogen auf Drehzahl des Motors):

FE

Technische Verbrauchsfunktion r^ h k = f { d k ) mit

TLE

mit Faktor i, Maschine j, Leistungsgrad k und FE - Faktoreinsatzmenge, TLE Technische Leistungseinheiten. Die Transformationsfunktion setzt die technische Leistung und ökonomische Leistung ins Verhältnis: Transformationsfunktion Trjjk = g{dkch;

TLE ME

ME

ZE

TLE

ZE

dl*10") mit k=konstant und

ZE - Zeiteinheiten.

Das Einsetzen der Transformationsfunktion in die technische Verbrauchsfunktion fuhrt zur ökonomischen Verbrauchsfunktion. Die ökonomische Verbrauchsfunktion beschreibt den Zusammenhand zwischen einer dem Faktorverbrauch und einer ökonomischen Leistung, z.B. Verbrauch an Kraftstoff bei gefahrener Geschwindigkeit.

Ökonomische Verbrauchsfunktion rokj°k =

mit

FE

TLE

FE

TLE

ME

ME

mit

ME - ökonomische Leistung. Beispiel Für eine Reisgeschwindigkeit mit einem PKW von 150 km/h soll der Kraftstoffverbrauch berechnet werden. Die dafür notwendige technische Leistung beträgt 4000 U/Min des Motors. Auf dem Prüfstand im Herstellerwerk wurde fur diese technische Leistung ein Kraftstoffverbrauch in Höhe von 0,6 * 10^ [1/U] gemessen. Es gilt: U - Umdrehungen des Motors, Min - Minute, 1 - Liter und [1/U = FE/TLE]. Technische Leistung

dtech = 4000 U/Min [TLE/ZE],

Ökonomische Leistung

d ökon = 150 km/h = 2,5 km/Min [ME/ZE]

2 Produktionsfunktionen

Transformationsfunktion

Tr —

4000

TUE

ME

2,5 IZE ' ZE

-1,6·

10 3

49

TLE U ME km

Ökonomischer Verbrauch: C L · = 0 , 6 · 1 0 " . 1, 6 · 10 3 = 0 , 0 9 6

FE TLE TLE ME

FE ME

l km

= 9,6 1/100 km. Der Kraftstoffverbrauch beträgt damit 9,6 1 pro gefahrene 100 km. Es stellt sich nun die Frage, bei welcher gefahrenen Geschwindigkeit der Kraftstoffverbrauch minimal ist. Die Antwort darauf liefert die Berechnung des optimalen Intensitätsgrades.

2.3.1.2

Optimaler Intensitätsgrad bei einem Einsatzfaktor

Der optimale Intensitätsgrad berechnet sich über das Minimum der Verbrauchsfunktion. Sei die Verbrauchsfunktion des vorhergehenden Beispiels riJ Damit ist

k

= 10" 5 · 8,4 · d2 -10"2

riso=

1,89

· 1,512 · d + 9 , 9 7 8 2,268

+ 9,978 = 9,6

Der optimale Intensitätsgrad ergibt sich aus r' = 0! r' = 10" 5 · 1 6 , 8 · ^ - 10" 2 · 1,512 = 0 !

Der minimale Kraftstoffverbrauch ergibt sich bei einer gefahrenen Geschwindigkeit von 90 km/Std.

50

2 Produktionsfunktionen

Probe r90 = 10"5 · 8,4 · 902 -10" 2 · 1,512 · 90 + 9,978 r90 =0,608-1,3608 + 9.978 r90 = 9,2976 r80 = 0,5376 - 1,2096 + 9,978 r80 = 9,306 ηοο = 0,84- 1,512 + 9.978 r,oo = 9,306

2.3.1.3 Optimaler Intensitätsgrad bei mehreren Einsatzfaktoren Die Berechnung des optimalen Intensitätsgrades erfolgt nicht über die Verbrauchsfunktionen, da diese unterschiedliche Dimensionen haben können (Mengenverbrauch der eingesetzten Materialien, Zeitverbrauch der eingesetzten Maschinen). Vielmehr erfolgt die Berechnung über die Bildung und Ableitung der Stückkostenfunktion. Beispiel bei Einsatz von 2 Einsatzfaktoren: Verbrauchsfunktion für den 1. Faktor (Material):

r{ = 0,5c/2 — 3d + 10

Verbrauchsfunktion für den 2. Faktor (Maschine):

r2 = d2 — 1 0 J + 30

Preis für ri". pi = 2,- DM und für Γ2: P2 = 3,- DM. Der optimale Intensitätsgrad liegt zwischen dem minimalen Verbrauch von η und r2.Es ergibt sich: G? - 3 = 0 —> dl r

op!

=

3

2 ' 2 d - 1 0 = 0 —> d2

opl

= 5

=

2 Produktionsfunktionen

51

Die Stückkostenfunktion wird gebildet aus: k =

rlpl+r2p1

k = ( 0 , 5 d 2 - 3d + 1 0 ) 2 + (d2 - lOd + 3 0 ) 3 k = 4d2 36d + WO Das Minimum der Stückkostenfunktion ist: k' = Sd-36

=

0^dop,=4^Stcystd

Bei einer täglichen Arbeitszeit von t = 8 Stunden ergibt sich: Xt=8

= 4,5 * 8 = 36 Stück pro Tag

Der tägliche Verbrauch beträgt

r

= (0,5 · 4 , 5 2 - 3 · 4 , 5 + 1 0 ) · 8 = 5 3 Sick/

rld

= (4,5 2 - 1 0 · 4 , 5 + 3 0 ) · 8 = 4 1 Sick/

Tag

Tag.

Die Stückkosten für d=4,5 Stck/Stunden betragen:

k,

= 4 * 4 , 5 2 - 3 6 * 4 , 5 + 1 1 0 = 2 9 DM/

-

Stckl

1I

Ergibt sich nun zum Beispiel Engpass hinsichtlich der Verfügbarkeit des Faktors n , und soll aus diesem Grund die Produktion mit einem minimalen Verbrauch von η gefahren werden, so ergibt sich: ri=d-3

= 0-> dlopl = 3

rud=3 = 0 , 5 * 32 - 3 * 3 + 1 0 = 5 , 5 * 8 ( S t d ) = 4 4 Sick/ r 2 4 = i = 32 - 1 0 * 3 + 3 0 = 9 · 8 (Std)

= 7 2 Sick/

Tag.

Tag

52

2 Produktionsfunktionen

Verbrauch und damit auch

Stückkosten liegen nun höher

als beim

optimalen

Intensitätsgrad: 2 DM/ a=3 = 4 · 3 - 3 6 · 3 + 1 1 0 = 3 8 /Sick

2.3.1.4

Die Anpassung der Produktionskapazitäten

Bei sich ändernden Produktionsmengen sind die grundsätzlichen Möglichkeiten einer Anpassung der Produktionskapazitäten gegeben durch •

zeitliche Anpassung (Änderung der Ist-Arbeitszeiten)

•

intensitätsbezogene Anpassung (Änderung der Leistungsgrade der Maschinen)

•

quantitative Anpassung (Erweiterung der Produktionskapazitäten).

Gutenberg hat aufgezeigt, wie durch die Verwendung der Produktionsfunktion Typ Β eine kostenoptimale Anpassung der Produktionskapazitäten berechnet werden kann. Dies soll an einem Rechenbeispiel erläutert werden. Ein Produktionsprozess sei durch folgende Einsatzfaktoren definiert: Verbrauch Faktor ri an Maschine]

rn - 0,5d

- 2,5d + 25

Verbrauch Faktor Γ2 an Machine]:

r2X- Υηά2

-2d

Verbrauch Faktor ri an Maschine2

rn = 0,5d2 -5d

Verbrauch Faktor Γ2 an Maschine2

r

=2/d2-4d

+5 + \7 + \6

Die Normalarbeitszeit beträgt 10 Stunden pro Tag, der Intensitätsgrad der Maschinen kann zwischen d=0 und d=10 Stück pro Stunde variiert werden. Die Faktorpreise betragen pi = 4,- DM und P2 = 7,- DM. Die Stückkostenfunktion ist damit definiert als:

2 Produktionsfunktionen

Maschine 1:

53

k. = ( 0 , 5 d 2 - 2 , 5 d + 25)4 + f V. d2 - 2d + 5^7 v > V ' ) k{ = 3d2 -24d + 135

Der optimale Intensitätsgrad für Maschine 1 ist damit: k;=6d-24

Maschine 2:

= 0\^>dl

k2 = (o,5d2 k2 = 4d

- 5d +11)\

-48d

=4

+ ( j / d2 - Ad +1 β)ΐ

+ 180

Der optimale Intensitätsgrad fur Maschine 2 ist damit: k! = 8d-48 ^

= 0\^>d,

opt

=6

Die Stückkosten betragen bei den jeweils optimalen Intensitätsgraden:

Stückkosten Maschine 1:

kl d=4 = 4 8 - 9 6 + 1 3 5 =

Stückkosten Maschine 2:

k2 d ^ = 1 4 4 - 2 8 8 + 1 8 0 =

^\DM/stck

^[

D M

/s

t c

k

Für die erste Phase der Produktion bis zu einer Produktionsmenge empfiehlt es sich, die kostengünstigere Maschine 2 mit dem optimalen Leistungsgrad d=6 zeitlich bis zu 10 Stunden einzusetzen. Es ergibt sich damit: Phase 1: Maschine2 für 0 < χ < 60 und 0 < t < 10. Für eine Produktionsmenge χ > 60 bestehen nun 2 Möglichkeiten: Möglichkeit 1: Maschine 1 zusätzlich in der Produktion einsetzen oder Möglichkeit 2: Intensitätsgrad der Maschine erhöhen. Die Stückkosten bezogen auf die gesamte Produktionsmenge sind dann minimal, wenn die Maschine 2 so lange intensitätsbezogen angepasst wird, bis die Kosten für eine weitere, zu produzierende Einheit (Grenzkosten) größer als die minimalen Stückkosten der Maschine 2 sind.

54

2

Produktionsfunktionen

Es ist also die Produktionsmenge zu ermitteln, für die gilt: Grenzkosten bei Maschine 2 = minimale Stückkosten bei Maschine 1 und damit: Die Grenzkosten der Maschine 2 werden aus der Ableitung der Gesamtkostenfunktion für Maschine 2 berechnet. Die Gesamtkostenfunktion ergibt sich aus der Multiplikation der Stückkostenfunktion mit x. Die Produktionsmenge χ wird hier durch den Intensitätsgrad d (Menge pro Zeiteinheit) repräsentiert. Daher ist die Stückkostenfunktion k mit d zu multiplizieren.

= 4dz-48d2

K2=k2»d 2

Kl = \2d

+ \S0d

- 96d + 180

Die minimalen Stückkosten bei Maschine 1 (optimaler Intensitätsgrad) betragen 87,- DM. Damit ergibt sich für die Berechnung

\2d2 - 96d + 1 8 0 = 87 d2-Sd

+S= 0

d]2 = 4 + V l 6 - 8

dx = 6,82 « 6,9 d2 =-\,l8->

k.b.L.

k.b.L. - keine betriebswirtschaftlich sinnvolle Lösung. Bis zu einer Tagesproduktion von χ = 69 Stück (6,9 Stck./Std. * 10 Std.) ist es somit kostengünstiger, Maschine 2 mit dem optimalen Intensitätsgrad d = 6 einzusetzen. Es ist: Phase II: 60 < χ < 69 mit Maschine 2 und 0 < t < 10 Ab einer Tagesproduktion von χ > 69 ist es kostengünstiger, Maschine 1 mit dem optimalen Intensitätsgrad d = 4 zusätzlich einzusetzen und bis zu t = 10 Stunden zeitlich anzupassen:

Phase III: 69 109 kann jetzt nur noch durch intensitätsbezogene Anpassung einer oder beider Maschinen erreicht werden. Eine höhere Produktionsmenge als χ = 109 ist dabei so auf die beiden Maschinen zu verteilen, dass die Grenzkosten bei beiden Maschinen gleich hoch sind. Es gilt die Bedingung: K[ = K'2 Die Aufteilung der Produktionsmenge ist so lange unter der oben genannten Bedingung auf die beiden Betriebsmittel zu verteilen, bis bei einer Maschine die Kapazitäsgrenze erreicht wurde. Die Kapazitätsgrenze sei mit φ bezeichnet. Die Berechnung der kostenoptimalen Anpassung der Kapazitäten erfolgt in 3 Schritten: 1. Berechnen der Kapazitätsgrenze φ fur beide Maschinen. 2. Berechnen des Intensitätsgrades d der Maschine, die noch nicht ihre Kapazitätsgrenze erreicht hat mit den fur beide Maschinen gleichen Grenzkosten (Optimierungskriterium). 3. Ermitteln der maximalen Ausbringungsmenge in dieser Phase. Zu 1. Da die Kosten monoton (ständig und mit gleichem Vorzeichen) steigen, hat die Maschine zuerst ihre Kapazitätsgrenze erreicht, die schon bei geringeren Stückkosten mit maximaler Intensität eingesetzt werden muss. Es sind die Grenzkosten für beide Maschinen beim maximalen Intensitätsgrad (vgl. Ausgangslage) d = 10 zu berechnen. K, = 3 J S - 2 4 J 2 + 135J Maschine 1:

K{ = 9d2 - 4 8 ^ + 135 K'hd=w= 9 0 0 - 4 8 0 + 1 3 5 = 555 K2 =4d}-4Sd2

Maschine 2:

+

md

2

K[ = 1 2 d - 96d + 180 = 1.200 - 9 6 0 + 180 - 4 2 0

Maschine 2 hat bei der Kapazitätsgrenze geringere Stückkosten, wird also mit dem maximalen Intensitätsgrad von d = 10 eingesetzt.

56

2

Produktionsfunktionen

Zu 2. Zu den ermittelten Grenzkosten von 420,- DM ist nun der Intensitätsgrad der Maschine zu berechnen, die nicht mit dem maximalen Intensitätsgrad gefahren wird, da ihre Stückkosten höher sind. In diesem Beispiel ist das die Maschine 1. Es ist somit zu berechnen: K! - 420! Der gesuchte Intensitätsgrad fur Maschine 1 in der Kapazitätsgrenze von Maschine 2 durch gleichsetzen mit den Grenzkosten von 420 ergibt sich aus:

9cP" - 48 J + 135 = 420 3 ,

8, 1,2

d

3

n

64

3 =

=

0

+

285

V 9

S & d

u

9

= k . b . L .

Die kostenoptimale Anpassung in Phase IV ist somit definiert als: [Maschine·

Phase IV: 109 < λ: < 1 8 8 ^

[Maschine^.6,9

A 188 ist nur noch durch eine Erhöhung des Intensitätsgrades der Maschine 1 bis maximal d = 10 möglich.

Phase V:

[Maschine-

8,8 < d < 10;i

[Maschine^,

d = 10;/ = 1 0

188 1

14-2t;—>6l+M+[2St-2t>]

r = — + 20 + — + 2 + 20 + 2 3 3 r =

140

Der gesamte Verbrauch über die 3 Leistungsphasen beträgt damit 140/3.

2 Produktionsfunktionen

63

Nebenrechnung: (14 - 2t)2 = 1 9 6 - 2 8 1 - 281 + M1 = 196 - 561 + At1 •

Integrieren: 196ί - 2 8 i 2 + % f 3 Die graphische Lösung zeigt die nachfolgende Abbildung:

db

17. Abbildung: Produktionsfunktion Typ C

Die Momentanleistung hat in der Anlaufphase (Dauer 1 Stunde) eine sukzessive Steigerung der Outputleistung bis zum Wert 2 Stück pro Stunde. In der Bearbeitungsphase (Zeitpunkt 1 bist Zeitpunkt 6) werden konstant 2 Leistungseinheiten pro Stunde abgegeben (vgl. Ausgangsfunktion db/dt). In dieser Phase werden konstant 8 Einheiten des Einsatzfaktors verbraucht (2 2 +2*2=8, vgl. Funktion des Faktorverbrauchs dr/dt). In der Bremsphase wird die Leistungsabgabe sukzessive bis auf den Wert 0 heruntergefahren.

64

2

Produktionsfunktionen

Basis der graphischen Lösung ist die nachfolgende Wertetabelle 0,2

0,96

0,5

3

0,7

0,9

1,4

1,8

4,76

6,84

2 ...

6

6,5

6,8

2

2 ...

2

1

0,4

8

8...

3

0,96

8

2.3.2.2 Mehrstufige Produktionsprozesse In einem mehrstufigen Produktionsprozess wird ein Einsatzfaktor u.U. in mehreren Fertigungsstufen (z.B. Urformen, Vormontage, Endmontage) eingesetzt. Auf einer Fertigungsstufe können wiederum mehrer verschiedne Elementarkombination von Einsatzfaktoren notwendig sein, um das Produktionsergebnis der Fertigungsstufe herzustellen. Das Zwischenprodukt als Ergebnis des Zusammenwirkens einer oder mehrerer Elementarkombinationen (Basisprozess) kann wiederum in eine nächst höhere Produktionsstufen eingesetzt werden. Soll nun die zu fertigende Zwischenproduktmenge einer Produktionsstufe bei einer geforderten Stückzahl des Enderzeugnisses berechnet werden, so ist dies durch eine Rückrechnung vom Enderzeugnis über alle Zwischenproduktionsstufen zu vollziehen (vgl. MRP - Material Requirement Planning im Kapitel Bedarfsrechnung). Die Wiederholungsfunktion gibt an, wie oft ein Basisprozess wiederholt werden muss, um eine Mengeneinheit des Zwischenproduktes (Output der Produktionsstufe) herzustellen. Kann die Zwischenproduktmenge nur auf einer ganz bestimmten Anlage hergestellt werden, und wird pro Durchführung des Basisprozesses genau ein Stück erstellt, so entspricht - unter der Annahme, dass kein Ausschuss produziert wird - die Anzahl an Wiederholungen genau der geforderten Produktmenge:

w = Wiederholungen im Basisprozeß j der Produktionsstufe k.

2 Produktionsfunktionen

65

Ist das Outputniveau (Ausbringung) auf einer Produktionsstufe Äk k größer als 1, so gilt:

w. = — hk 2 i,k Stehen innerhalb einer Produktionsstufe mehrere, artgleiche Basisprozesse zur Verfügung (z.B. bei einer Maschinengruppe in der Werkstattfertigung), so kann die zu produzierende Erzeugnismenge auf die Basisprozesse verteilt werden. Jeder Basisprozess wird dann mit einem Verteilungsparameter v ; k eingeplant: Χ,

·ν j,k

λ j.k Soll zusätzlich ein Ausschuss berücksichtigt werden, so kann dies als Multiplikator in der Wiederholungsfunktion berücksichtigt werden:

w , =•

j,k

j,k

j'k

Der Gesamtbedarf eines Faktors η ist damit die Summe aller Produkte aus dem Verbrauch des Faktors pro einmaligem Vollzug einer Elementarkombination mit dem Wiederholungsfaktor - bezogen auf alle Elementarkombination, bei denen der Faktor eingesetzt wird. Die Produktionsfunktion vom Typ C ist damit definiert als eine Menge an Verbrauchsfunktionen, für die gilt:

A

j,k

Beispiel für die Wiederholungsfunktion Für einen Basisprozess gilt ein Outputniveau von 4. Der Anteilswert an der Herstellung des Erzeugnisses beträgt 1/3. Es sollen 3.600 Stück des Erzeugnisses hergestellt werden, der Ausschuss beträgt 25%.

66

2 Produktionsfunktionen

Daraus ergibt sich als Wiederholung:

W

1/ · 1,25 3.600· Κ / 3 4

w, 4 = 375 Der Basisprozess ist somit 375 mal zu wiederholen.

2.3.2.3 Schlußfolgerungen aus der Produktionsfunktion Typ C Mit der Produktionsfunktion Typ C ist es möglich, beliebig verlaufende, zeitvariable Momentanleistungen in die Berechnungen des Verbrauchs einfließen zu lassen. Da in der Produktionsfunktion Typ Β zwar mehrere, jedoch nur konstante Intensitätsgrade möglich sind, verallgemeinert die Produktionsfunktion Typ C die Produktionsfunktion Typ B. Insbesondere hat Heinen mit der Produktionsfunktion Typ C den Grundstein zur Berechnung des leistungsgradabhängigen Verbrauchs gelegt. Mit der Einfuhrung der Wiederholungsfunktionen und Elementarkombinationen wird der mehrstufige Produktionsprozess in der Produktionsfunktion Typ C besser abgebildet. Für die Entscheidungen des Produktionsmanagements bietet die Produktionsfunktion Typ C folgende Anhaltspunkte: • Der Verbrauch eines Produktionsfaktors variiert mit dem momentanen Leistungsgrad des Produktionsmittels, an dem der Faktor eingesetzt wird. • Neben den Bearbeitungsphasen der Maschinen sind auch Anlauf- und Bremsphasen zu berücksichtigen, in denen zwar ein Faktorverbrauch stattfindet, jedoch kein Produktionsergebnis (Erzeugnisse) erzielt wird. • Bei der Berechnung der benötigten Faktoreinsatzmengen ist die Mehrstufigkeit des Produktionsprozesses zu berücksichtigen. Die Berechnung erfolgt ausgehend von den Enderzeugnismengen bis zur jeweiligen Produktionsstufe, in der eine Verwendung des Einsatzfaktors stattfindet. • Eine Produktionsstufe kann aus mehreren verschiedenen oder gleichartigen Elementarkombination bestehen. Es ist festzulegen, welche Elementarkombinationen für die Produktionsstufe einzurichten sind.

2 Produktionsfunktionen

67

• Bei der Berechnung der notwendigen Anzahl an Wiederholungen der Elementarkombination sind Produktionsanteil, Ausschuss und Ausbringungsniveau zu berücksichtigen.

2.3.3

Linear-limitationale Produktionsfunktion

Leontief hat mit Entwicklung der linear-limitationalen Produktionsfunktion insbesondere auf die diskrete Produktion abgezielt, in der die Einsatzfaktoren nur in einem bestimmten Verhältnis eingesetzt werden können. Ziel ist die Berechnung des optimalen Produktionsprozesses bei gegebenen Mengen an Vorprodukten (Einsatzfaktoren) und alternativen Produktionsprozessen. Das Optimierungsproblem wird durch die Definition von Restriktionsgleichungen, in denen die Verfügbarkeit der für die Produktion notwendigen Ressourcen (Material, Kapazität) beschrieben wird, festgelegt. Durch die Anwendung von Algorithmen kann für das Optimierungsproblem eine mathematische Lösung berechnet werden. Die bekanntesten Verfahren sind der SimplexAlgorithmus zur Lösung linearer Zusammenhänge und der Lagrange-Ansatz zur Lösung nichtlinearer Zusammenhänge.

2.3.3.1

Lineare Optimierung der Produktion über den Simplex-Algorithmus

Bei der linearen Optimierung wird von einer proportionalen Entwicklung der Zusammenhänge zwischen Produktionsmenge und Faktorverbrauch ausgegangen. Weiterhin wird unterstellt, dass die unterschiedlichen Produktionsfaktoren untereinander nicht ausgetauscht werden können. Diese Faktoreinsatzverhältnisse werden als Limitationalität bezeichnet. Die Beschreibung einer solchen Produktion in Form einer Produktionsfunktion wurde von Wassily Leontief als Sonderform der Produktionsfunktion Typ Β formuliert. Die Vorgehensweise der Optimierungsrechnung einer Leontief-Produktionsfunktion mittels Simplex-Algorithmus soll an einem Beispiel exemplarisch dargestellt werden.

68

2

Produktionsfunktionen

Einem Unternehmen stehen zur Herstellung eines Erzeugnisses zwei alternative Produktionsprozesse zur Verfügung: 1

1

Produktionsprozeß I:

x = Min

Produktionsprozeß II:

1 1 X = Min — f —2r

5

1

2

2 "5

Produktionsfaktor η ist der Einsatz an Material, Produktionsfaktor Γ2 ist der Einsatz an Maschinenkapazität. Produktionsprozeß I ist mit moderneren Maschinen ausgestattet, es wird daher weniger Material verbraucht als bei Produktionsprozeß II. Die Optimierungsaufgabe besteht nun darin, für eine vorgegebene Produktionsmenge so auf die vorhandenen Produktionsprozesse zu verteilen, dass die Produktionskosten insgesamt minimal sind. Die Ausgangssituation stellt sich graphisch wie folgt dar:

18. Abbildung: Leontief-Produktionsfunktion.

2 Produktionsfunktionen

Die Auflösung der Produktionsfunktionen nach η bzw Faktoreinsatzmengen für die Produktion von χ = 5, 10 und 15:

r2

ergibt

69

folgende

• Für Produktionsprozeß I gilt: Für eine Produktionsmenge von χ = 5 Stück werden an Produktionsfaktoren 25 ri und 10 r2 benötigt, fur χ = 10 werden 50 η und 20 r2 benötigt und für χ = 15 werden 75 ri und 30 Γ2 benötigt. • Für Produktionsprozeß II gilt entsprechend: Für χ = 5 folgt ri = 10 und Γ2 = 25, für χ = 10 folgt ri = 20 und r2 = 50 und für χ = 15 folgt η = 30 und r2 = 75. Für den Faktoreinsatz kann eine Gleichung aufgestellt werden. Da die Gerade durch 2 Punkte definiert ist, ergibt sich für die Steigung α der Geraden:

a =

r

22~r„

r2=a.r,+b

rl2 -ru

50 = - 1 * 2 0 + 6

_ 20-50

und damit:

b = 70

50-20

->

a = -1

r2 = -η + 7 0

Wenn von Einsatzfaktor ri = 45 Mengeneinheiten und von Einsatzfaktor r2 = 60 Mengeneinheiten vorhanden sind, dann kann der maximale Ertrag für χ durch Anwendung des Simplex-Algorithmus berechnet werden. Dazu sind zunächst folgende Restriktionsgleichungen aufzustellen: 1. Der Einsatz von ri erfolgt in Prozeß I und Prozeß II im Verhältnis 5 : 2 und beträgt maximal 45 Stück. Restriktionsgleichung:

5η + 2η + < 4 5

2. Der Einsatz von r2 erfolgt in Prozeß I und Prozeß II im Verhältnis 2 : 5 und beträgt maximal 60 Stück. Restriktionsgleichung:

2η + 5rt + < 60

70

2

Produktionsfunktionen

Ziel ist ein maximales Produktionsergebnis bei gegebenen Faktoreinsatzmengen. Die Zielfunktion dazu lautet Zielfunktion:

XfTozeA

+ xfiozeß:i

Max!

Dazu wird eine Ausgangstabelle erstellt, in der die Restriktionsgleichung und die Zielfunktion zu Prozeß I und II definiert werden. Die Variablen der Restriktionsgleichungen stellen die Koeffizienten, die Bedingungen der Restriktionsgleichungen den sog. b-Vektor dar. Dabei werden aus rechentechnischen Gründen (implizite Schreibweise der Zielfunktion) die Variablen der Zielfunktion mit negativen Vorzeichen geschrieben.

Faktor ri: Faktor r j

Prozeß I

Prozeß II

b-Vektor

5 2

2 5

45 60 0

-1

-1

Die Anwendung des Simplexalgorithmus erfolgt nun folgendermaßen: 1. Bestimmung des Pivotelements durch 1.1 Auswahl der Spalte Pivotspalte mit dem höchsten negativsten Wert. Dadurch wird der Prozess mit dem höchsten möglichen Produktionsergebnis ausgewählt. 1.2 Division der Pivotspalte durch den b-Vektor, Auswahl der Pivotzeile mit dem kleinsten Ergebnis der Divison. Das heißt, es wird der Engpaßfaktor ausgewählt. Mehr, als das ungünstigste Verhältnis von Einsatzfaktor und Produktionsergebnis des Prozesses einbringt, kann nicht produziert werden. 1.3 Der Koeffizient im Schnittpunkt von Pivospalte und Pivozeile ist das Pivotelement. 2. Division der Pivotzeile durch das Pivotelement, so daß das Pivotelement zu 1 wird. 3. Durchfuhren von Zeilenoperationen so, daß alle Koeffizienten und der Zielfunktionswert in der Pivotspalte zu Null werden.

2 Produktionsfunktionen

71

Die Anwendung des Simplex-Algorithmus fuhrt zu folgendem Ergebnis Prozeß I

Prozeß II

b-Vektor

I-»

Faktor ri:

5

2

45

II->

Faktor r2

2

5

60

III

NR :5 ΙΙ-2·Ι*

-1

-1

0

III+I*

I*->

Faktor η:

1

\

9

ι- 2 / 5 ·ιι*

II*->

Faktor τι

0

4'A

III

0

42 9

I*-»

Faktor ri:

1

0

5

II*-»

Faktor Γ2

0

1

10

0

0

15

III

:21Λ ιιι+3α·ιρ

19. Abbildung: Linear-Iimitationale Produktionsfunktion

Ergebnis: Mit den vorgegebenen Einsatzfaktoren werden 5 Stück mit Produktionsprozeß I und 10 Stück mit Produktionsprozeß II gefertigt.

20.

Abbildung: Graphische Lösung Leontief-Produktionsfunktion

72

2 Produktionsfunktionen

Das Ergebnis wird auch durch die vorhergehende Abbildung bestätigt, der Schnittpunkt der Parallelen zu der η und Γ2 Achse für die verfugbaren Mengen liegt in der Ertragsisoquante für χ = 15. Die Parallelen durch den Schnittpunkt zu den Graphen der Produktionsprozesse fuhrt zu den Schnittpunkten für χ = 10 bei Prozeß II und χ = 5 bei Prozeß I. Bei mehr als 2 alternativen Produktionsprozessen und/oder mehr als 2 Einsatzfaktoren ist eine Lösung auf graphischem Wege nicht mehr praktikabel sondern die Anwendung des Simplex-Algorithmus zu empfehlen.

2.3.3.2 Nichtlineare Optimierung durch Anwendung des Lagrange-Ansatzes

Nichtlineare Optimierungsprobleme mit Gleichungen als Restriktion können durch den Lagrange-Ansatz gelöst werden. Bei diesem Verfahren wird für die zu optimierende Funktion (Produktionsfunktion) die Summe der partiellen Ableitungen gebildet. Aus den partiellen Ableitungen lassen sich die gegenseitigen Faktoreinsatzbedingungen für die Produktionsfaktoren bestimmen. Das Einsetzen der Faktoreinsatzbedingungen in die Kostenfunktion zur Produktionsfunktion bietet die Möglichkeit, für eine geforderte Produktionsmenge eine kostenoptimale Lösung zu berechnen. Basis dieser Vorgehensweise ist die Minimalkostenkombination. Die Zusammenhänge werden an einem Rechenbeispiel erläutert. Eine Produktionsfunktion ist definiert durch:x = ri*r2*r3 und Preisen von pi=3, p2=l und p3=2. Für eine geforderte Produktion von x=8 Stück ergibt sich folgender Lagrange-Ansatz: L = 3η + r2 + 2r2 + A[r,r2r3 - x 0 ] Bei diesem Ansatz ist die Produktionsfunktion die Nebenbedingung der Kostenfunktion. Das Optimum der Lagrangefunktion ist die Summe aller partiellen Ableitungen, diese sind:

2 Produktionsfunktionen

73

rrr I: —

= 3 + Ar,r.:=0\->3

=

-λκ,κ

'TT

II: — = \ + λτ/:

= 0!->1 = - ^ ; λ

ä-.

3L

III: — = 2 +

= 0!

2=

-λκκ

& Ergänzung: — ολ

= r/2r3

=Ol^x0=

r/2r3

Auflösen der partiellen Ableitungen nach jeweils einer Variable und Gleichsetzen fuhrt zu dem Ergebnis, dass jeder Faktor durch einen anderen Faktor ausgedrückt werden kann. Auf dieser Basis kann dann die Produktionsfunktion berechnet werden.

Kostenfunktion

unter

der

nun

optimierten

Ermitteln der gegenseitigen Beziehungen: I und III: -Λr2r3 r2 =

=

= 3

3 ;

III:

2 λr3

r2=

2

^

r,=-r3

I und II: -Är2r3

' 3

3_; 3

-/lr,r3 = 1

II:

1_ 3

λr2

3 _ Är2

1 λτχ

r2 - 3 rx

λτχ

II und III -Är{r}

I:

= 1

1 ; 1

Är3

-Λ//.,- 2

III:

2 1

Är2

1

->

λτ3 r

2

- 2 r3

2 Är2

74

2

Produktionsfunktionen

Die Berechnung der Kostenfunktion als Κ = f(x) fuhrt zu folgenden optimalen Einsatzmengen für rj, Γ2 und Γ3 in Abhängigkeit der Produktionsmenge x: n: χ =

Γ2: /\r2r3

χ =

x

x - r . l r . —r.

Γ3:

=

1

χ =

1

2 2

3

1 I =

2

2

—K2KK

3 4 3 χ = — κ3 3

2

3

i ' · r[ -

Mg

x =

- κ κ - κ

ι ι2 1

'2

1

r/2r3

3

-j6x

->κ

= \ - x

V4

Einsetzen der Faktorgleichungen in die Kostenfunktion ergibt: Κ

= r,p, +

rlPl

+ r3/?3

|2

[3

Μ9 f Κ =

ι\χ \

V4 πτ~

ΠΓ Λ

' - 3 + V6 + i / - 2 y

Für eine geforderte Produktionsmenge von χ = 8 folgt:

K - y f S · 5,46 K = 10,9

Die Einsatzmengen lauten:

r : = 3 - . 8 = 1,21

r*

=

= 3,63

Probe x=

m

= 1 , 2 1 · 3 , 6 3 · 1,82 = 8

J

K = 1 , 2 1 · 3 + 3 , 6 3 · 1 + 1 , 8 2 · 2 = 10,9

II

l* 16 Meter

Stanzerei (Ausstanzen vonBlechen)

•

^

Dreherei Drehen von Wellen

14 Meter 20 Meter

12 Meter

IV nfr

16 Meter

Bohrerei Bohren der Innengewinde

2 5 . Abbildung: Layout einer Werkstattfertigung

Glühofen Erhitzen und Härten der Werkstücke

1 00

3 Strategisches

Produktionsmanagement

Die zwischen den Maschinengruppen zu transportierenden Werkstücke zeigt die nachfolgende Matrix: Nach

I

II

III

IV

1.600

200 800

2.000

Von I II III IV

-

-

-

-

-

1.400 -

Der Transportkostensatz für den innerbetrieblichen Transport beträgt 0,10 € je Stück und Meter. Bei diesem Beispiel ist Maschinengruppe I die Ausgangs-Betriebsmittelgruppe und Maschinengruppe IV die End-Maschinengruppe. Die Transportkosten ergeben sich aus der Multiplikation der Entfernung mit der Stückzahl und dem Transportkostensatz. Aus dieser Ausgangssituation heraus ergeben sich folgende Transportkosten: 1.600 Stck. χ 16 Meter χ 0,1 DM/Meter =

2.560,- €

I—>111:

200 Stck. χ 24 Meter χ 0,1 DM/Meter =

480,- €

I—»IV:

2.000 Stck. χ 20 Meter χ 0,1 DM/Meter =

4.000,- €

800 Stck. χ 12 Meter χ 0,1 DM/Meter =

960,- €

1.400 Stck. χ 16 Meter χ 0,1 DM/Meter =

2.240,- €

I—>11:

II—>111: III—> IV:

Summe

10.240,- €

Die Standorte der Maschinengruppen können in diesem Beispiel gebäudetechnisch nicht verändert. Die Maschinengruppen können jedoch an einem der 4 Standorte angeordnet werden. Es ist nun für die Maschinengruppe mit dem höchsten Transportaufkommen der Standort mit den geringsten Entfernungen zu suchen. Die Vorgehensweise besteht nun darin, sukzessive die Standorte für die Maschinengruppen zu vertauschen und die daraus resultierenden Kosten zu berechnen. Dies erfolgt in der Regel unter Einsatz von Layout-Planungssystemen. Hier wird nun manuell eine Lösung gesucht.

3 Strategisches

Produktionsmanagement

101

Das höchste Transportaufkommen besteht zwischen Maschine I und IV. Zwischen diesen Maschinengruppen sollte eine möglichst geringe Entfernung bestehen. Wenn Maschinengruppe I auf dem Standort der Maschinengruppe II gestellt wird, reduziert sich der Abstand von I nach IV von 20 auf 14 Meter. Gleichzeitig verdoppelt sich jedoch der Abstand von II nach II. Er erhöht sich auch von II nach IV, jedoch werden hier keine Werkstücke transportiert. Die Berechnung der Transportkosten ergibt nun: Transportkosten bei vertauschten Standorten von Maschine I mit II 1.600 Stck. χ 16 Meter χ 0,1 DM/Meter =

2.560,-€

I—>111:

200 Stck. χ 12 Meter χ 0,1 DM/Meter =

240,- €

I—>IV:

2.000 Stck. χ 14 Meter χ 0,1 DM/Meter =

2.800,- €

800 Stck. χ 24 Meter χ 0,1 DM/Meter =

1.920,-€

1.400 Stck. χ 16 Meter χ 0,1 DM/Meter =

2.240,- €

I—>11:

II—>111: III—> IV:

Summe

9.760,- €

Die Transportkosten haben sich erheblich reduziert, da aufgrund der Transportmengen die Einsparungen von I—>111 und I—»IV höher sind als die Mehrkosten von II—>111. Bei Tausch der Standorte der Maschinen III und IV würden sich die Transportkosten von I nach IV nochmals reduzieren (Entfernung 12 statt 14 Meter). Von Maschine I nach III würden sich die Transportkosten analog der Meterzahl erhöhen, jedoch werden zwischen diesen Maschinen weniger Werkstücke transportiert. Die Kosten von Maschine II nach III würden sich ebenfalls reduzieren (20 statt 24 Meter). Transportkosten bei vertauschten Standorten von Maschine I mit II und III mit IV 1.600 Stck. χ 16 Meter χ 0,1 DM/Meter =

2.560,- €

I—>111:

200 Stck. χ 14 Meter χ 0,1 DM/Meter =

280,- €

I—>IV:

2.000 Stck. χ 12 Meter χ 0,1 DM/Meter =

2.400,- €

800 Stck. χ 20 Meter χ 0,1 DM/Meter =

1.600,-€

1.400 Stck. χ 16 Meter χ 0,1 DM/Meter =

2.240,- €

I—>11:

II—>111: III—> IV:

Summe

9.080,- €

Die Transportkosten haben sich nochmals reduziert. Ein weiteres Vertauschen von Standorten würde die Transportkosten nicht mehr reduzieren. Wichtige Voraussetzung für das Ergebnis ist eine gesicherte Ermittlung der Fertigungsmengen und damit

102

3 Strategisches

Produktionsmanagement

Transportmengen und der Transportkosten. Bei gravierenden Änderungen ist die innerbetriebliche Standortplanung entsprechend zu ändern.

3.4.2.2

Fließfertigung

Bei Fließfertigung erfolgt die Positionierung der Maschinen in der Fabrik so, dass die Werkstücke eine fest vorgegebene Bearbeitungsreihenfolge durchlaufen. Meist sind die Maschinen mit einer festen Transporteinrichtung (Förderband) miteinander verbunden bzw. erfolgen die Bearbeitungsvorgänge während des langsamen Transports der Erzeugnisse. Dieses Anordnungsprinzip wird dann angewendet, wenn ähnliche Werkstücke bzw. Erzeugnisse in großer Stückzahl mit - technisch bedingt - fest vorgegebenen Bearbeitungsschritten produziert werden. Die Anordnung der Maschinen entspricht bei einer Einproduktfertigung der Beschreibung der Arbeitsgänge lt. Arbeitsplan des Erzeugnisses. Bei Mehrproduktfertigung ist dies jedoch in der Regel nicht mehr der Fall. Beispiel Die Anordnung von Montagestraßen erfolgte bei Automobilhersteller Daimler Chrysler vormals explizit pro Erzeugnistyp. Inzwischen werden auf einer Transferstraße KompaktMittel- und S-Klasse-Fahrzeuge montiert. Erreicht wurde dies durch die Verwendung flexibler Bearbeitungsmaschinen einschließlich Einsatz von Robotern und einer einsatzsynchronen Materialanlieferung. Die Verwendung typenbezogener Montagebänder wäre im Hinblick auf die Kapazitätsauslastung nicht wirtschaftlich. Mit der Layoutplanung in der Fabrik ist neben der Standortplanung auch festzulegen, welche Arbeitsstationen für die Fertigung benötigt werden. Um eine möglichst hohe Kapazitätsauslastung zu erreichen ist es wichtig, die Anzahl an Produktionsplätzen zu minimieren. Dies erfolgt mit dem Verfahren der Fließbandabstimmung. Bei diesem Verfahren wird auf Basis einer Vorgänger-/Nachfolgerbeziehungen festgelegt, welche Arbeitsgänge in einer Arbeitsstation zusammengefaßt werden können. Dabei wird als Restriktion eine geforderte Taktzeit (Erzeugnismenge pro Stunde) mit in die Berechnung einbezogen. Voraussetzung für die Zusammenfassung von Arbeitsvorgängen in einer Arbeitsstation ist die technische Machbarkeit. Die Berechnung der minimalen Anzahl an Arbeitsstationen soll an einem Beispiel erläutert werden.

3 Strategisches Produktionsmanagement

103

In einem Montageabschnitt einer Omnibusfertigung (Kleinbusse) erfolgt der Einbau der Innenausstattung. Folgende Arbeitsgänge sind dazu zu absolvieren. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Reinigung der Innenflächen in der Karosserie des Omnibus. Verlegen der Verkabelung, soweit im Innenraum erforderlich (Innenbeleuchtung). Verkleiden der Innenwände mit stoffbeschichteten Styroporplatten. Verkleiden des Omnibusdachs mit Styroporplatten. Verlegen des Teppichbodens. Verkleben des Teppichbodens. Anbringen von Gummileisten. Reinigen des Teppichbodens.

Die 8 Arbeitsvorgänge haben folgende Vorgangsdauer und unmittelbare Vorgänger/Nachfolgerbeziehungen: Vorgang 1 2 3 4 5 6 7 8

Dauer ΓΜϊη] 5 10 12

Vorgänger -

-

1,2

3 5 8 2 3

1,2 3 5 5 5

Pro Stunde sollen im Durchschnitt 4 Kleinbusse vom Band rollen. Die ergibt eine Taktzeit:

Taktzeit:

^

Zeitspanne : 7 Erzeugnismenge/

60 4

Τ= —

= — = 1 5 Minuten

/Zeitspanne Die theoretische Minimalanzahl an Produktionsplätze beträgt:

Produktionsplätze:

PPMm =Σ*,/Τ

48 = — = 3,2

104

3 Strategisches

Produktionsmanagement

Die technische mögliche, minimale Anzahl an Produktionsplätzen ergibt sich durch die schrittweise Zuordnung von Arbeitsgängen zu einem Produktionsplatz

unter der

Restriktion der Taktzeit und der Vorgängerbeziehungen: •

Taktzeit: Es können nur so viel Vorgänge zu einem Produktionsplatz zugeordnet werden, bis die Summe der Vorgangsdauern die Taktzeit überschreitet.

•

Vorgängerbeziehung: Arbeitsgänge, für die eine Abhängigkeit besteht, können nicht in einem Produktionsplatz zusammengefasst werden.

Produktionsplatz Vorgang

Dauer [Min]

Vorgänger

Restzeit

A

1

5

-

5

A

2

10

-

0

Β

3

12

Β

4

3

1,2 1,2

0

C

5

5

3

10

D

6

8

5

7

D

7

2

5

5

D

8

3

5

2

3

In Produktionsplatz Α und Β können die Vorgänge 1 bis 4 so zusammengefaßt werden, dass keine Restzeit entsteht. Vorgang 6 kann dagegen nicht mit Vorgang 5 in Produktionsplatz C zusammengefaßt werden, da eine Vorgängerbeziehung besteht. Dadurch entsteht eine Restzeit von 10 Minuten (= V3 der Taktzeit) in Produktionsplatz C. Hier ist nun durch das Produktionsmanagement zu entscheiden, ob die Kapazität des Produktionsplatzes C geändert wird. Im Produktionsplatz D entsteht ebenfalls eine Leerzeit von 2 Minuten. Die mittlere Auslastung gesamten

Leerzeit

Produktionsabschnitt.

aller Produktionsplätze ergibt sich aus dem Verhältnis der

und Die

der

Durchlaufzeit

Durchlaufzeit

ergibt

der

Werkstücke

sich

aus

dem

im

betrachteten

Maximum

aller

Verweildauern der Werkstücke an den Produktionsplätzen, multipliziert mit der Anzahl an Produktionsplätzen. Das heißt, die maximale Verweildauer an einem Produktionsplatz ist der Engpaßfaktor. Durchlaufzeit:

DLZ = Max{DLZl;...;DLZ.\

· Anzahl.

= 1 5 * 4 = 60

3 Strategisches Produktionsmanagement

105

Bei dem hier berechneten Beispiel ist die maximale Verweildauer = 15 Minuten, da an mindestens einem Produktionsplatz keine Restzeit besteht. Die mittlere Belastung der Arbeitsstationen {Bandwirkungsgrad) ist damit: η Σ^/eer

Bandwirkungsgrad:

1- —

DLZ

]2

=1

60

= 0,8 = 80 %

80 % der Kapazität des Montagebandes werden genutzt. Der Bandwirkungsgrad ändert sich, wenn die Taktrate geändert wird. Allerdings ändern sich damit auch die Zuordnungsmöglichkeiten der Arbeitsgänge zu den Produktionsplätzen, wenn nicht deren Kapazität geändert wird. Außerdem wird die tägliche Produktionsmenge und damit auch die Taktrate von der Nachfrage der Erzeugnisse bestimmt.

2. Beispiel: Berücksichtigung von Rangwerten Sofern keine fest vorgegebene Bearbeitungsreihenfolge einzuhalten ist, erfolgt die Zuordnung der einzelnen Bearbeitungsschritte zu einem Arbeitsplatz auf der Basis der Anzahl nachfolgender Arbeitsvorgänge. Die Ermittlung des Rangwertes eines Bearbeitungsvorgangs erfolgt nach folgendem Prinzip: Der Rangwert eines Arbeitsschrittes drückt seine Bedeutung aus. Je mehr Nachfolger ein Bearbeitungsschritt hat, umso höher sein Rangwert. Der letzte Bearbeitungsschritt hat einen Rangwert in Höhe seiner Bearbeitungszeit (kein Nachfolger), der vorletzte Bearbeitungsschritt hat einen Rangwert in Höhe der eigenen Bearbeitungszeit plus des Rangwertes der direkten Nachfolger.

106

Aus

3 Strategisches Produktionsmanagement

dem

Vorgangsgraph

ergeben

Bearbeitungsvorgänge: Arbeitsvorgang Bearbeitungszeit

sich

folgende

Rangwert d. Nachfolger

Rangwerte

der

einzelnen Rang

Rangwert des Arbeitsvorgangs

8

6

0 (kein Nachf.)

6

8

7

4

6

10

6

6

3

6

9

7 3

5

6

10

16

4

5

9

14

4

3

3

9

12

5

2

2

14

16

2

1

4

12+16+16

48

1

Die optimale Anzahl an Arbeitsplätzen unter Berücksichtigung des Rangswertes ist dann gefunden, wenn der Bandwirkungsgrad maximal ist. Taktzeit

Arbeitsplatz

Vorgang

Bearb.-Zeit

Verfugbare

Leerzeit

Zeit

Belegungs-

Bandwir-

Zeit

kungsgrad BWG

10

1

1

4

10

6

4

2

2

6

4

6

2

5

6

10

4

6

3

4

5

10

5

5

4

5

3

3

5

2

8

7

4

10

6

4

6

3

6

3

7

8

6

10

4

6

Σ 33 9

1

0.66 = 66%

1

4

9

5

4

2

2

5

3

6

2

5

6

9

3

6

3

4

5

9

4

5

3

3

4

1

8

7

4

9

5

4

6

3

5

2

7

8

6

9

3

6

4 5

Σ 33

BWG = 33, '10*5 =

BWG = 33, / 9*5 = 0,73 = 73%

3 Strategisches

8

1

1

4

8

Produktionsmanagement

4

4 6

2

2

4

2

2

5

6

8

2

3

4

5

8

3

3

3

3

-

8

4

7

4

8

4

4

107

5

6

3

4

1

7

5

8

6

8

2

6

1

1

4

7

3

4

2

2

3

1

6

2

5

6

7

1

6

3

4

5

7

2

5

4

3

3

7

4

3

7

4

4

-

7

5

6

3

7

4

3

6

8

6

7

1

6

BWG = 33, '8*5 = 0,82 = 82%

7

BWG = 33, / 6*7 = 0,78 = 78%

Bei einer Taktzeit von 8 mit 5 Arbeitsstationen wird der höchste Bandwirkungsgrad von 82% erzielt.

3.4.2.3

Gruppenfertigung

Bei Gruppenfertigung erfolgt die Zuordnung der Arbeitsgänge zu logisch zusammengehörenden Arbeitsvorgänge in einer Arbeitsgruppe, die mit den dafür notwendigen technischen Mitteln ausgestattet wird. Die Arbeitsgruppen arbeiten weitgehend autonom. Diese Art der Anordnungsbeziehung wird auch als Zentrenproduktion bezeichnet [Hoitsch]. Technisch wird das Gruppenprinzip durch den Einsatz flexibler Fertigungssysteme (FFS) unterstützt. Im Rahmen der Layoutplanung ist festzulegen, welche Komponenten im FFS zu integrieren sind, mit welchen Handhabungsgeräten und Transporteinrichtungen das FFS bestückt wird und welche Lagerplätze benötigt werden. Hinzu kommt die Ausstattung an benötigten Rechnern und Software zur Steuerung des FFS.

108

3 Strategisches

Produktionsmanagement

Diese technische Aufgabenstellung ist zu ergänzen durch den zu planenden Einsatz an qualifiziertem Personal zur Bedienung der meist NC-gesteuerten Maschinen. Die Planung der Konfiguration eines FFS wird durch Simulationsprogramme unterstützt. Im Rahmen der Layoutplanung kommt es darauf an, im FFS den Engpassfaktor zu identifizieren und durch die Konfiguration des FFS eine möglichst volle Auslastung des Engpassfaktors und der übrigen Arbeitsmaschinen zu erreichen. Dazu werden folgende Kennzahlen berechnet: •

Produktionsrate, sie gibt an, wie viel Erzeugnisse je Zeiteinheit produziert werden können. Dabei gilt für den Engpassfaktor:

Produktionsrate e = — = x™" mit te = benötigte Bearbeitungszeit des Engpassfaktors. ^e

•

Die Produktionsrate der anderen Arbeitsmaschinen ist von der Produktionsrate des Engpassfaktors abhängig: s

Produktionsratej = — ·

•

x'emx =

s™* mit s = Selektionswahrscheinlichkeit

Die Auslastung der einzelnen Produktionsmaschine ergibt sich aus: Auslastung: = x™* ·

Dazu ein Rechenbeispiel: Für 4 Arbeitsstationen eines FFS werden folgende mittlere Bearbeitungszeiten und Ankunftswahrscheinlichkeiten gemessen: Arbeitsstation

Α

Β

C

Mittlere Bearbeitungszeit i31,8%

D:

— » 0 , 0 4 5 4 5 = 0,15 0,3

0,15 «0,1 = 0,015-> 1,5%

Aus dem Ergebnis wird deutlich, dass Arbeitsstation D trotz hoher Selektion (100%) eine aufgrund der geringen Bearbeitungszeit eine geringe Auslastung hat. Vielleicht kann Station D noch fur andere Produktionsaufgaben eingesetzt werden. Auch Station C hat relativ geringen Produktionszeit und der geringen aufgrund der Selektionswahrscheinlichkeit eine geringe Auslastung. Arbeitsstation Β wird zu 100% ausgelastet, ebenso ist Arbeitsstation Α gut ausgelastet. Die Kapazität der Arbeitsstationen C und D sind dagegen zu überprüfen.

110

3 Strategisches

Produktionsmanagement

Aus der Auslastung der einzelnen Arbeitsstationen resultieren auch die Anforderungen an die Material-, Werkstück- und Werkzeugversorgung. Insbesondere fur den Engpassfaktor ist darauf zu achten, dass es nicht zu einer fehlenden Materialverfügbarkeit kommt.

3 Strategisches Produktionsmanagement

3.5

111

Übungsaufgaben zur Produktionsstrategie

Aufgabe 1 Erläutern Sie die Zielsetzung der Layout-Planung eines Produktionsbereichs: • •

Logistik-Ziele Kosten-Ziele

Welche Restriktionen müssen bei der Layout-Planung beachtet werden?

Aufgabe 2 Folgende Datenkonstellation liegt vor: Maschine liefert an Maschine Α -» Β Β -* C C -* D A -*· C

Entfernung [Meter]

Menge [Stück]

10 20 10

5 100 20

5

~

Die Kosten für den Transport betragen 1,- € je Meter und Stück. Berechnen Sie die Transportkosten und finden Sie heraus, ob durch eine Umstellung der Maschinen die Transportkosten reduziert werden können.

Aufgabe 3 Ein Unternehmen hat für die Wahl eines neuen Produktionsstandortes folgende Alternativen: Standort A: Variable Produktionskosten = 70,- €, fixe Kosten pro Jahr = 100.000,- € Standort B: Variable Produktionskosten = 90,- €, fixe Kosten pro Jahr = 80.000,- €

112

3 Strategisches

Produktionsmanagement

3.a) Für welchen Standort entscheiden Sie sich bei einer jährlichen Produktionsmenge von 2.000 Stück? Belegen Sie Ihr Ergebnis durch die Berechnung der jährlichen Produktionskosten. 3.b) Wie lautet Ihre Standortentscheidung, wenn bei einer jährlichen Produktionsmenge von 2.000 Stück ab dem 1001 'ten Stück die Produktionskosten bei Standort Β mit 10,- € subventioniert werden?

3.c) Stellen Sie die Ergebnisse graphisch dar.

3.d) Welche weiteren Faktoren würden Sie bei der Standortentscheidung noch berücksichtigen?

Aufgabe 4 Bei Standort Α fallen jährlich fixe Kosten in Höhe von 70.000,- €, variable Kosten in Höhe von 90,- € an, bei Standort Β sind es 50.000,- € fixe Kosten und 100,- € variable Kosten. 4 a) Bei welcher jährlichen Produktionsmenge ist Standort Α bzw. Β günstiger? 4 b) Welcher Standort ist günstiger, wenn bei Standort Α eine Subvention von 40.000,- und bei Standort Β eine Subvention von 5,-je Stück gezahlt wird? Stellen Sie das Ergebnis graphisch dar.

3 Strategisches Produktionsmanagement

113

Aufgabe 5 Gegeben sind Arbeitsschritte, Bearbeitungszeiten und die direkten Nachfolger: Arb.Schritt Bearb. Zeit Dir. Nachf.

A 5

Β 14

C 15

D 6

Ε 12

F 20

G 8

B,C

E,F

D,F

G

G

G

-

5 a)

Zeichnen Sie den Vorgangsgraphen

5 b)

Wie hoch ist die notwendige Anzahl an Arbeitsstationen und der Bandwirkungsgrad bei einer Taktzeit von 20 gemäß Positionswertverfahren?

5 c)

Lässt sich durch eine andere Zusammenfassung der Arbeitsschritte zu Arbeitsstationen bei gleichzeitiger Änderung der Taktzeit eine Reduzierung der Anzahl an Arbeitsstationen erreichen?

Aufgabe 6 Ein Unternehmen der Umformtechnik rechnet fur die Produktgruppe Kurbelwellen mit folgenden Absatzzahlen: Jahr Absatz

1 200.000

2 250.000

3 300.000

4 350.000

5 400.000

Die aktuelle Kapazität beträgt 250.000 Stück Jahresproduktion und wird aufgrund technischer Überalterung in den folgenden Jahren jährlich um 50.000 Stück abnehmen. Zur Sicherstellung der Lieferbereitschaft soll eine Kapazität von 110% des erwarteten Absatzes zur Verfügung stehen. Für die Investition in einen Pressautomaten stehen folgende Alternativen zur Auswahl: - Jahreskapazität 100.000 Stück, Preis 1 Mio € oder - Jahreskapazität 200.000 Stück, Preis 1,8 Mio €. Für das gebundene Kapital ist ein jährlicher Zinssatz von 10% bezogen auf die kumulierte Investitionssumme zu berücksichtigen. Berechnen Sie das kostengünstigste Investitionsprogramm.

114

3 Strategisches

3.6

Produktionsmanagement

Lösungen zu den Übungsaufgaben

Lösung zur Aufgabe 1 Logistik-Ziele: • •

Zusammenlegung der Bearbeitungsvorgänge, wie es der technischen Notwendigkeit entspricht (logisch aufeinanderfolgende Bearbeitungsvorgänge) Zusammenlegung verschiedner Bearbeitungsmaschinen mit gleichen oder ähnlichen Bearbeitungsaufgaben (Werkstätten-Prinzip) und einen flexiblen Einsatz von Maschinen- und Personalkapazität zu ermöglichen.

Kosten-Ziele • •

Minimierung der Transportkosten durch räumliche Nähe der durchzuführenden Bearbeitungsaufgaben Minimierung der Kosten für Zwischenlagerung durch flexibles Einsteuern der Produktionsaufträge räumlich zusammengelegter Bearbeitungsmaschinen

Restriktionen • •

Technische Anforderungen (baulich Maßnahmen) insbesondere durch Sicherheitsvorschriften Ständiges Umstellen der maschinellen Anlagen ist mit hohen Kosten verbunden, die sich ggf. nicht im Zeitablauf angemessen amortisieren

Lösung zur Aufgabe 2

Maschine liefert an Maschine Α-* Β Β— C C —* D A-* C

Entfernung [Meter] 10 20 10 5

Menge [Stück] 5 100 20

TransportKosten 50,2.000,200,-

-

Summe:

2.250,- €

3 Strategisches

Produktionsmanagement

115

Bei einem Tausch der Standorte von Maschine Α und Β reduzieren sich die Transportkosten auf: Maschine liefert an Maschine Α-* Β Β -* C C-+ D A - C

Entfernung [Meter] 10 5 10 5

Menge [Stück] 5 100 20

TransportKosten 50,500,200,-

-

Summe:

750,- €

Lösung zur Aufgabe 3

3 a) Kosten Standort A = 100.000 + 70 * 2000 = 240.000,Kosten Standort Β =

80.000 + 90 * 2000 = 260.000,-

Standort Α ist bei einer Produktionsmenge von 2000 Stück jährlich kostengünstiger.

3 b) Kosten Standort A = 240.000,Kosten Standort Β = 80.000 + 1000 * 90 + 1000 * 80 = 250.000,Standort Β ist trotz der Subvention bei 2000 Stück jährlicher Produktionsmenge immer noch teurer.

116

3 Strategisches

Produktionsmanagement

3 d) •

Demographische Faktoren (Mitarbeiterpotential, Verkehrswege)

•

Politische Faktoren (Steuern, Umwelt)

•

Geographische Faktoren (zum Beispiel bei Abbaubetrieben)

•

Vertriebspolitische Faktoren (Nähe zum Absatzmarkt)

3 Strategisches Produktionsmanagement

117

Lösung zu Aufgabe 4

4 a) 70000 + 9 0 χ = 50000+ 100 χ χ = 2000 Stück Für χ < 2000 folgt: Standort Β Sonst Standort A.

4 b) Es ergeben sich folgende neue Kostenfunktionen: Standort A: 30.000+ 90 χ Standort Β: 50.000 + 95 χ Damit ist Standort Α sowohl in den fixen als auch variablen Kosten niedriger und damit generell zu bevorzugen.

α Kosten Kostenfunktion Β 50000+ 1000* 9 5 = 145000 145000 120000 - -

•

.• /

•

•

• •

Kostenfunktion A 30000+ 1 0 0 0 * 9 0 = 120000

/

30000 • 1000

Menge

118

3 Strategisches

Produktionsmanagement

Lösung zu Aufgabe 5

5 a)

5 b) Notwendige Anzahl an Arbeitsstationen für eine Taktzeit von 20

Arbeitsstation Kumulierte Zeit Rang (Positionswert)

A 108 1

Β 62 2

C 41 3

D 14 6

Ε 20 5

F 28 4

G 8 7

Berechnung der Belegungszeit Arbeitsstation 1 2 3 4 5

Arbeitsschritt A Β C F Ε D G

Bearbeitungszeit 5 14 15 20 12 6 8

Verfügb. Zeit 15 1 5 0 8 2 12

Belegungszeit

Der Bandwirkungsgrad beträgt: 80 / 5 * 20 = 80%.

5 c) Bei einer Taktzeit von 21 folgt: A+B =19,

C+D = 21,

F = 20,

E+G = 20.

Die Auslastung beträgt dann: 80 / 4 * 21 = 95,24%. Allerdings sind höhere Transportzeiten in Kauf zu nehmen.

19 15 20 18 8

3 Strategisches

Produktionsmanagement

119

Lösung zu Aufgabe 6 Jahr 1 Absatz + 10% 220.000 Kapazität 250.000 Entwicklung Inv. Altern. I Inv. Altern. II -

2 275.000 200.000

3 330.000 150.000

4 385.000 100.000

5 440.000 50.000

100.000 200.000

100.000 -

100.000 200.000

-

100.000

Bei Investitions-Alternative II fallen um 400.000,- € (4 * 1 Mio gegenüber 2 * 1 , 8 Mio) niedrigere Investitionskosten an. Allerdings ist dabei nicht berücksichtigt, ob die Finanzierungskosten diesen Vorteil wieder ausgleichen oder gar überkompensieren.

120

4

4

Produktionsprogrammplanung

Produktionsprogrammplanung

In der Produktionsprogrammplanung wird der Bedarf an verkaufsfahigen Erzeugnissen (Primärbedarf) geplant. Ausgangsbasis der Produktionsplanung ist die Absatzplanung der Erzeugnisse. Die erwarteten Absatzmengen ergeben sich aus den Erfahrungen der bisher verkauften Erzeugnismengen, bereits vorliegende und/oder erwartete Kundenaufträge, eine gewisse Grundlast an gesichertem Absatz und aufgrund Prognosen des Verkaufs. Die Produktionsplanung wird in mehreren Verdichtungsstufen durchgeführt: • Langfristige Planung auf sachlich (Produktgruppen) und zeitlich (Jahres-, Quartalsund Monatsbedarfe) verdichteter Ebene. • Mittelfristige Planung fur die einzelnen Erzeugnisse und wichtigen Baugruppen (Leitteile). • Kurzfristige, ständige Planung aufgrund einer geänderten Auftrags- bzw. Bedarfssituation. Konkret werden in der Produktionsprogrammplanung Liefertermin und Liefermenge der benötigten Erzeugnisse festgelegt. Die Planung erfolgt konzeptionell unter Verwendung einer Planungsstrategie, mit der festgelegt wird, ob der Primärbedarf kundenauftragsbezogen, auftragsanonym auf Lager oder im voraus geplant und während der Fertigungsprozesse einem Kundenauftrag zugeordnet werden kann.

4.1

Absatz- und Produktionsgrobplanung (SOP)

Die Planung des Produktionsprogramms erfolgt in Abstimmung mit dem Absatzprogramm des Unternehmens und mit dem Kapazitätsangebot der eigenen Fertigungskapazitäten bzw. Lieferverfügbarkeit benötigter Fremdteile. Die unmittelbare Abstimmung in einem integrierten PPS-System wird als MRP II (Management Ressource Planning) bezeichnet. Die Auswirkungen bei den Absatzmengen und der Verfügbarkeit der dazu benötigten Ressourcen (Arbeitskräfte, Material, Maschinen) werden im Rahmen der Produktionsplanung unmittelbar sichtbar und können so unter Einsatz von What-ifAnalysen auf eine sichere Basis gestellt werden. Die Produktionsgrobplanung ist eine strategische Planung und erfolgt auf einer sachlich und zeitlich verdichteten Ebene. Ziel der Produktionsgrobplanung ist es, die

4 Produktionsprogrammplanung

121

Auswirkungen der Absatzentwicklung auf die vorhandenen Kapazitäten langfristig abzusehen. Ausgangslage der Produktionsgrobplanung ist die Absatzentwicklung der Vergangenheit, bereits erhaltene Kundenaufträge und Prognosen der Vertriebsabteilung. Dazu werden in die Produktionsgrobplanung (SOP - Sales Operations Planning) die im Vertriebsinformationssystem geplanten Absatzmengen übernommen und/oder Prognosen für die Absatzentwicklung erstellt.

4.1.1

Abstimmung von Absatz und Produktion

Für die Abstimmung zwischen Absatz und Produktion sind grundsätzlich folgende Strategien möglich: • Synchronisation: Die Produktion erfolgt in enger Abstimmung mit der Absatzentwicklung. Insbesondere Anlagenbauer fertigen mit dieser Strategie. Die in der Regel technisch komplexen und teuren Komponenten, die zudem mit besonderen, kundenbezogenen Eigenschaften ausgestattet sind, können nicht auf Lager produziert werden. • Verzögert: Die Produktion erfolgt zeitlich verzögert zur Absatzentwicklung. Diese Strategie findet sich meist bei auftragsbezogener Serienfertigen. Die Produktionsanlagen sind in den Montageprozessen in Form einer Fließfertigung konzipiert. Die damit verbundenen Anlaufzeiten und Rüstkosten haben zur Folge, dass die Produktionsmengen nicht ständig gravierend geändert werden können. Fehlende Aufträge werden durch Lageraufträge ausgeglichen. • Konstant: Die Produktion erfolgt mit konstanten Mengen. Besonders bei Massenfertigung werden in den Fertigungsprozess äußerst kapitalintensive Produktionsanlagen eingesetzt. Der Ausgleich zwischen Produktion und Absatz erfolgt über das Lager. Die mit einer ständigen Anpassung verbundenen Rüstkosten würden die mit der Zwischenlagerung verbundenen Lagerkosten übersteigen.

122

4

Produktionsprogrammplanung

Absatz, Produktion

2 6 . Abbildung: Absatz- und Produktionsgrobplanung

4.1.2

Berechnung der SOP-Mengen

Die Berechnung der Produktionsmengen erfolgt unter Berücksichtigung Abstimmstrategie. Dazu werden die Produktionsmengen alternativ berechnet: •

Absatzsynchron

•

Berücksichtigung eines Ziellagerbestandes (Verzögerte Anpassung)

•

Berücksichtigung einer Zielreichweite (Verzögerte Anpassung)

•

Konstant (Emanzipation)

der

Auf der Basis der Abstimmstrategie werden die Produktionsmengen fur die Produktgruppe berechnet. Aus der Differenz von Absatz- und Produktionsmengen ergibt sich der Lagerbestand. Die Zielreichweite ergibt sich aus dem Verhältnis von Lagerbestand und durchschnittliche Absatzmenge pro Kalendertag. Die Planung der Produktionswerte auf Basis eines Ziellagerbestandes ist:

X

prod,t

mit

~

X

zl,l

Xprod.t

=

xzi,t xv,t t

= Ziellagerbestand in t = Verkaufsmenge in t = Planperiode

X

Produktionsmenge in t

v,l

~

X

z!,t-\

4 Produktionsprogrammplanung

1 23

Die Berechnung der Produktionswerte auf Basis einer Zielreichweite ist: χ X

prod,, ~

mit

ZR

I *

Tage

+ Xvj ~ Xil,l-1

ZR = Zielreichweite, d.h. Anzahl an Tagen, innerhalb derer der Bedarf aus dem Lager erfüllt werden kann - auf Basis durchschnittlich geplanter Bedarf pro Tag.

Die Abstimmung der Produktionsmengen mit den vorhandenen Kapazitäten erfolgt durch die Kapazitätsauswertung. Basis der Kapazitätsauswertung sind: • Arbeitspläne der Erzeugnisse, in denen über die Vorgabewerte zur Fertigung der Kapazitätsbedarf berechnet wird und • Arbeitsplätze, in denen die Kapazitätsangebote, insbesondere für Maschinen- und Personalkapazität enthalten sind. Der Kapazitätsbedarf ergibt sich aus der Multiplikation der geplanten Fertigungszeiten mit den geplanten Produktionsmengen, die verfugbare Kapazität ergibt sich aus den geplanten Arbeitszeiten für Personal bzw. Betriebszeiten der Anlagen abzüglich bereits reservierter Kapazitäten für vorherige Planungen.

4.1.3

SOP-Planung für Produktgruppen

Erfolgt die Absatz- und Produktions-Grobplanung auf Produktgruppenebene, werden zur Produktgruppe die Anteilswerte der einzelnen Erzeugnisse festgelegt und auf Produktgruppenebene geplant. Je nach eingestellten Anteilen der einzelnen Erzeugnissen an der Erzeugnisgruppe in der Grobplanung (zusammen maximal 100 %) erfolgt die Planung der Produktionsmengen.

Beispiel Eine Brauerei plant im Rahmen der Produktionsgrobplanung die Produktion in Hektolitern. Die Auslieferung der einzelnen Biersorten erfolgt in Fässern für die Gastronomie, Flaschen und Dosen für den privaten Konsum.

124

4

Produktionsprogrammplanung

In der Produktionsgrobplanung werden die Anteilswerte der Verpackungseinheiten angegeben. Im Rahmen der Auflösung werden die einzelnen Produktionsmengen fur die Einzelprodukte berechnet. Das Ergebnis der Auflösung der Produktionsgrobplanung ergibt: Produktionpo p,is = 290.909 hl * 0,6 = 174.545 hl für Erzeugnis Α (Fassbier) ProduktionpGPiis = 290.909 hl * 0.33 = 96.000 hl für Erzeugnis Β (Flaschenbier) Produktionpß piis = 290.909 hl * 0,07 = 20.364 hl für Erzeugnis C (Dosenbier) Analog würde mit anderen Produktgruppen (Biersorten) verfahren werden.

4.1.4

Übergabe der Grobplanung an die Primärbedarfsplanung

Nach erfolgter Abstimmung der Absatz-, Produktions- und Kapazitätsdaten werden die Produktionsmengen an die Produktionsprogrammplanung oder direkt an die Bedarfsplanung übergeben. Bei Übergabe an die Programmplanung werden fur die Produktionsmengen Vorplanungsbedarfe erzeugt, bei Übergabe an die Bedarfsplanung werden Planbedarfe erzeugt. Die Arbeitsvorbereitung entscheidet, ob für die Erzeugnisse (Primärbedarf) mehrere Planbedarfe zu einem Planauftrag zusammengefasst werden sollen, oder ob ein Planbedarf in mehrere Planaufträge aufgeteilt werden soll. Die Umsetzung der Planaufträge fuhrt dann zu Fertigungsaufträgen für Eigenproduktionsteile und Bestellanforderungen für Kaufteile. Für die Durchführung der Übergabe wird festgelegt, welche Absatz- oder Produktionsmengen übergeben werden sollen sowie der Zeitraum, innerhalb dessen die Mengen der Produktionsgrobplanung selektiert werden sollen sowie die Planungsversion, unter der die Planung fortgeschrieben wird. Durch die Verwendung einer Planversion ist es möglich, mehrere, alternative Planung in einer SOP-Planung zu führen. Für den Selektionszeitraum ist der Planungshorizont zu beachten, innerhalb dessen keine Veränderung der Produktionsmengen stattfinden soll. Der Planungshorizont wird im Materialstammsatz eingetragen mit dem Ziel, für die Fertigung eine gewisse Planungssicherheit zu erreichen.

4

Produktionsprogrammplanung

125

Ein weiterer wichtiger Parameter für die Übergabe der geplanten Produktionsmengen an die Bedarfsrechnung ist die Verwendung der Bedarfsart. Mit der Bedarfsart wird die betriebswirtschaftliche Abwicklung der Produktion festgelegt. So wird ein Planbedarf der Bedarfsart anonyme Lagerfertigung anders gesteuert, als eine Kundeneinzelfertigung. Die Bedarfsart wird über eine Planungsstrategie zur Produktionsprogrammplanung festgelegt.

4.2

Primärbedarfsplanung

Primärbedarfsplanung ist die Planung an verkaufsfähigen Erzeugnissen. Durch die Übergabe der SOP-Werte wird ein Primärbedarfsplan erstellt, der die SOP-Werte in sachlicher und zeitlicher Hinsicht auflöst. Zeitliche Auflösung ist die Berechnung der Einzelperiodenwerte zu kumulierten Werte (von Jahreswert zu Monats- oder Tageswerte), sachliche Auflösung bezieht sich unterschiedliche Mengeneinheiten (zum Beispiel Verpackungsgrößen). Neben kundenanonymen Planmengen der SOP-Planung werden auch kundenauftragsbezogene Planmengen berücksichtigt. In diesem Fall ist in einer Planungsstrategie festzulegen, wie beide Planungsquellen abzustimmen sind. Denkbar ist eine parallele Planung, aber auch eine kundenanonyme Vorplanung und spätere Verrechnung mit konkretem Kundenbedarf. Diese Verfahrensweisen werden in einer Produktionsplanungsstrategie festgelegt.

4.2.1

Planungsstrategien

Das Produktionsmanagement eines Unternehmens wird in der Regel mit unterschiedlichsten Planungsszenarien konfrontiert. Die Produktion der Einzelteile erfolgt in der Regel dann kundenanonym, wenn es sich um Gleichteile handelt, die in unterschiedlichen Erzeugnissen eingebaut werden. Im Gegensatz dazu werden Erzeugnisse, die nach Kundenspezifikation produziert werden, explizit in den Kundenaufträgen zugeordneten Produktionsaufträgen geplant und bei Ablieferung an das Lager für den Kunden reserviert. Welche Beziehungen zwischen der Produktions- und Kundenaufträgen beachtet werden soll, wird in Planungsstrategien festgelegt, aus denen sich eine explizite Bedarfsart für den Produktionsauftrag ergibt.

1 26

4

Produktionsprogrammplanung

Wichtige Planungsstrategien sind: •

Ein Bruttoplanprimärbedarf ist kundenanonym, wird also auf Lager gefertigt und nur gegen die erwarteten Lagerzugänge und Lagerabgänge im Planungszeitraum verprobt. Dies erfolgt in der sog. Brutto-Netto-Rechnung, die im Kapitel „Bedarfsplanung" erläutert wird.

•

Im Gegensatz zum Bruttoplanprimärbedarf erfolgt bei der Planungsstrategie der anonymen Lagerfertigung eine Verprobung der Bedarfsmenge auch gegen den vorhandenen Lagerbestand.

•

Eine besondere Planungsstrategie im System SAP™ R/3™ stellt die Vorplanung dar. Die mit dieser Bedarfsart geplanten Mengen werden nicht tatsächlich gefertigt, sondern dienen der Möglichkeit einer schnelleren und terminlich sicheren Bestätigung von Kundenaufträgen. Dazu werden die Vorplanungsbedarfe bzw. Planaufträge auf den Ressourcen eingelastet und bei der Annahme von Kundenaufträgen mit den Kundenaufträgen verrechnet. Innerhalb der Vorplanung ist eine Unterscheidung in • Vorplanung mit Endmontage oder • Vorplanung ohne Endmontage möglich. Bei der Vorplanung ohne Endmontage wird der Vorplanungsbedarf ohne die letzte Produktionsstufe auf die Ressourcen eingelastet. Die Verrechnung mit einem Kundenauftrag fuhrt dann zur Einplanung des Endmontage Vorgangs. Diese Planungsstrategie wird insbesondere bei Variantenfertigung eingesetzt, da hier mit der Endmontage noch spezielle Kundenwünsche an die Ausstattung des Produktes berücksichtigt werden. Sowohl bei der Vorplanung mit als auch ohne Endmontage erhöht ein nicht mit Kundenaufträgen verrechneter Vorplanungsauftrag den Lagerbestand.

•

Bei der Vorplanung mit sog. Vorplanungsmaterial wird die gleiche Verrechnungslogik wie bei den anderen Vorplanungsstrategien angewendet, es erfolgt jedoch keine tatsächliche Produktion des Vorplanungsmaterials. Nicht in Anspruch genommene Vorplanungsbedarfe fuhren damit auch nicht zu einer Lagerbestandserhöhung.

• Die Vorplanung auf Baugruppenebene und Dummy-Baugruppenebene dient zur Planungsvereinfachung. Eine Dummybaugruppe ist die Zusammenfassung von zu fertigenden Komponenten, ohne dass diese Komponenten zusammenmontiert werden. Ziel ist auch hier die vorzeitige Reservierung der fur die Fertigung benötigten

4 Produktionsprogrammplanung

1 27

Ressourcen, ohne für jedes „kleine" Teil eine eigenständige Vorplanung durchführen zu müssen.

4.2.1.1

Vorplanung mit Endmontage

Eine Produktion von Serienerzeugnissen in großen Mengen für regelmäßige Kundenbedarfe und Lieferung auf Abruf, das heißt schnellstmöglich, findet sich zum Beispiel bei Automobilzulieferfirmen. Die Komponenten für die Teile müssen daher im voraus beschafft werden. Die Erzeugnisse werden nicht auf Lager geführt, ein eventuell vorhandener Lagerbestand (z.B. bei Storno durch einen Kunden) wird jedoch berücksichtigt. Als Planungsstrategie bietet sich eine Vorplanung mit Endmontage angewendet.

Der Ablauf stellt sich wie folgt dar:

2 7 . Abbildung: Vorplanung mit Endmontage

1.

Die Planprimärbedarfe werden periodisch auf der Basis des aktuellen Lagerbestands und der erwarteten Kundenbedarfe (Prognoserechnung) als Vorplanungsbedarfe generiert. Auf dieser Basis erfolgt auch die Beschaffung der Vormaterialien.

2.

Sobald ein Kundenauftrag eintrifft, erfolgt zunächst die Verprobung gegen eventuell vorhandenen Lagerbestand. Vorhandene Lagerbestände werden für die Kundenaufträge reserviert. Im zweiten Schritt erfolgt die Verprobung gegenüber

128

4

Produktionsprogrammplanung

eventuell vorhandene Vorplanungsbedarfe. Vorhandene Vorplanungsbedarfe werden in kundenauftragsbezogene Planbedarfe umgesetzt.

3.

4.

Liegen nicht ausreichend Lagermengen und Vorplanungsbedarfe vor, werden die nicht erfüllten Kundenbedarfe direkt in die Produktion eingesteuert. Die gemeldeten Produktionsmengen werden entweder als frei verwendbare Lagerbestände gebucht, oder sie werden als reservierte Bestände dem Kundenauftrag zugeordnet. Die Lieferung an den Kunden erfolgt entweder aus dem Vorplanungsbestand oder direkt aus dem kundenaufitragsbezogenen Lagerbestand.

4.2.1.2 Anonyme Lagerfertigung

Die Produktion von Ersatzteile ist in der Regel dadurch gekennzeichnet, dass der Kunde eine schnellstmögliche Lieferung erwartet, dafür aber auch bereit ist, einen höheren Preis zu zahlen. In diesem Szenario bietet sich eine anonyme Lagerfertigung an, durch die sichergestellt wird, dass die erwarteten Kundenbedarfe sofort erfüllt werden können. Die Nettoplanung verläuft in folgenden Schritten:

2 8 . Abbildung: Planungsstrategie Nettoplanung

1.

Die Planung der Primärbedarfe erfolgt auf Basis von Absatzprognosen (SOPPlanung), Aussagen des Vertriebs (Eingabe und Übernahme aus dem

4 Produktionsprogrammplanung

129

Vertriebsinformationssystem VIS) bzw. durch Bestandscontrolling (Bedarfsplanungslauf). 2.

Die Fertigung erfolgt auf der Basis von Planaufträgen, die im Rahmen der Bedarfsplanung generiert und in Fertigungsaufträge umgesetzt werden. Damit erfolgt eine Glättung der Kundenbedarfe über den Produktionsplan durch Aufund Abbau des Lagerbestandes.

3.

Kundenaufträge werden gegen den Lagerbestand geprüft und haben keine direkte Auswirkung auf die Planbedarfe.

4.

Über die Lieferungen an den Kunden werden die Lagerbestände abgebaut und damit die Basis zur Berechnung neuer anonymer Bedarfe erhöht.

4.2.1.3

Kundeneinzelfertigung

Werden die Produkte nach Kundenspezifikation gefertigt, bietet sich als Planungsstrategie die Kundeneinzelfertigung an. Es erfolgt keine Vorabplanung, die Produktion wird erst mit Eintreffen eines Kundenauftrages in Gang gesetzt. Der Ablauf erfolgt unter Verwendung eines Kundeneinzelbestandes.

Lieferung

2 9 . Abbildung: Planungsstrategie Kundeneinzelfertigung

130

4

Produktionsprogrammplanung

Die Bedarfsplanung erfolgt in Form einer Kundeneinzelplanung. Im Falle der Montageabwicklung erfolgt eine sofortige Umsetzung des Kundenauftrages in einen Fertigungsauftrag. Damit ist es möglich, dem Kunden bei Auftragserteilung konkrete Liefertermine angeben zu können. Die gefertigten Teile werden explizit für den Kundenauftrag reserviert. Es erfolgt keine Zusammenfassung von Kundenbedarf, da nach Kundenspezifikation gefertigt wird.

4.2.2

Leitteileplanung (MPS)

Die Leitteileplanung (MPS - Master Production Schedule) wird fur Erzeugnisse und Baugruppen durchgeführt, die eine wichtige Rolle im Produktionsprogramm einnehmen. Dies ist dann gegeben, wenn die Komponenten in vielen Aufträgen verwendet werden, also eine große Abhängigkeit der termingerechten Auftragserfüllung von diesen Komponenten vorliegt. Die Teile werden vorab in die Produktion eingeplant, um so die termingerechte Verfügbarkeit der Baugruppen zu gewährleisten. Da die Leitteileplanung sowohl für verkaufsfähige Erzeugnisse als auch Baugruppen und Einbauteile (Sekundärbedarf) sinnvoll und möglich ist, ist sie eine Funktion sowohl der Programm- als auch der Bedarfsplanung. Die Selektion der Leitteile wird bestimmt durch •

Ein Kennzeichen im Materialstamm (Dispositionsmerkmal),

•

Eine Seriennummer zum Erzeugnis

•

Ein Kennzeichen im Kundenauftrag (Vorabeinplanung)

Ausgangslage könnte auch das Ergebnis einer Fehlteileliste sein, um die kritischen Fehlteile vorab in die Produktion einzuplanen. Leitteile sind auch Basis für die Berechnung alternativer Produktionsszenarien. So kann die Entscheidung für die Planung der Produktionsmengen darin liegen, entweder mit konstanten Ressourcen zu produzieren, bzw. oder die Verfügbarkeit der Ressourcen (Personal, Maschinen, Material) an die unterschiedlichen Planungsmengen anzupassen.

4 Produktionsprogrammplanung

131

Ziel der Leitteileplanung ist die Wahl der kostengünstigsten Produktionsalternative - bei gegebenen technischen Rahmenbedingungen.

Beispiel Für ein Unternehmen liegen folgende Ausgangsdaten vor: Monat Anfangsbestand Bedarfsprognose Sicherheitsbestand Arbeitstage

1 0 10000 1000 22

2 1000 15000 1500 19

3 1500 30000 3000 21

4 3000 27000 2700 21

Die Kosten der Produktion betragen: Herstellkosten/Stück Monatliche Lagerkosten Lohnkosten/Stück Lagerabverkaufskosten/Stiick

100 2 8 5

Überstundenlöhne/Stück Kosten Fremdbezug/Stück Kosten Mitarbeiterfreisetzungje MA Einstellungskosten je MA

12 104 500 400

Pro Fertigungseinheit werden 4 Stunden benötigt, ein Arbeitstag enthält 8 Stunden. Derzeit sind 250 Mitarbeiter in der Produktion beschäftigt.

Szenario I: Anpassung des Arbeitskräfteeinsatzes an die Bedarfsprognose. Monat 1 2 3 4

Σ

Bedarf 11000 15500 31500 26700 84700

KapazitätsBedarf 44000 62000 126000 106800

Anzahl Mitarbeiter 250 408 750 636

Einstellungen

Freisetzung

158 342

Die benötigte Anzahl Mitarbeiter ergibt sich aus:

Kosten d. Einstellung

Kosten d. Freisetzung

63200 136800 114 200000

^aPa— Anzahl _Tage· 8

57000 57000

132

4

Produktionsprogrammplanung

Die Gesamtkosten dieser Produktionsalternative belaufen sich auf 257000.

Alternatives Szenario II Produktion mit konstant 500 Mitarbeitern. In diesem Fall entfallen die Kosten der Einstellung und Freisetzung von Mitarbeiter, dafür entstehen Kosten der Lagerhaltung des Materials und für Fremdvergabe.

Monat 1 2 3 4

Verfugbare Prod.-Std. 88000 76000 84000 84000

ProduktionsMenge 22000 19000 21000 21000

FremdFertigung

Endbestand

Kosten der Fremdbearbeitung

11000 14500 4000 1700

Lagerkosten 22000 29000 8000

6800

Die Gesamtkosten belaufen sich auf 65.800,Die verfügbaren Produktionsstunden ergeben sich aus der Multiplikation der Anzahl Mitarbeiter, 8 Stunden pro Tage und Anzahl Tage pro Monat. Die Produktionsmenge ergibt sich aus der Division der verfügbaren Produktionsstunden durch 4 (benötigte Fertigungszeit je Stück). Der Endbestand bzw. die benötigte Fremdfertigung ergibt sich aus der Differenz von Bedarf und Produktion.

Alternaive II ist erheblich kostengünstiger als Alternative I, allerdings wird vorausgesetzt: •

Personal jederzeit austauschbar (jeder kann alles)

•

Ausreichende Lagerkapazitäten vorhanden

•

Variable Lagerkosten, d.h. mit Zunahme und Abnahme des Lagers veränderbar

Alternative III: Produktion mit konstant 504 Mitarbeitern. In diesem entfallen die Kosten für den Fremdbezug. Mit 4 Mitarbeiter mehr können die im Monat 4 fehlenden Produktionsmengen erfüllt werden.

4 Produktionsprogrammplanung

4.2.3

133

Variantenkonfiguration

Variantenkonfiguration ist das Zusammenstellen eines Erzeugnisses mit alternativen Komponenten.

In

der

Regel

erfolgt

die

Konfiguration

im

Rahmen

einer

Kundenaufitragsbearbeitung. Im Rahmen der Produktionsprogrammplanung ist jedoch auch die Planung mit einem konfigurierten Produkt denkbar. In diesem Fall entspricht das konfigurierte Produkt der - laut Erfahrung - meist gewählten Produktzusammenstellung. EDV-technisch wird dazu für ein Erzeugnis eine Maximalstückliste angelegt, in der alle alternativen Positionen enthalten sind. Für ein konfiguriertes Produkt erfolgt die Auswahl aus der Maximalstückliste, so dass sich eine Auftragsstückliste ergibt, im Fall des Kundenauftrags eine Kundenauftragsstückliste. Die

Beschreibung

der

Arbeitsgänge

einschließlich

Vorgabewerte

und

benötigte

Fertigungshilfsmittel erfolgt im Arbeitsplan. Meist sind mit der Auswahl alternativer Stücklistenpositionen auch alternative Arbeitsgänge verbunden. Daher werden die Stücklistenpositionen den Arbeitsgängen des Arbeitsplans zugeordnet, mit denen sie gefertigt werden. Dadurch entsteht neben der auftragsspezifischen Stückliste auch ein auftragsspezifischer Arbeitsplan. Beispiel Ausgangslage ist ein Verkaufsauftrag, der im Beispiel zum Produkt DPC1 angelegt wird. Dabei handelt es sich um einen nach Kundenwunsch konfigurierten Personalcomputer. Ausgewählt werden Sprache, davon abhängig automatisch eine Tastatur mit deutschem Zeichensatz und deutscher Beschriftung. Die Wahl der Rechnerleistung fuhrt zur automatischen Selektion der Speichermodule. Die Abhängigkeiten werden über die Definition eines Beziehungswissens in der Stückliste

hergestellt.

Stücklistenpositionen

Dazu als

Merkmalsausprägungen

wird

ein

Merkmal

Merkmalsausprägungen werden

definiert

und

zugeordnet.

„Wenn-dann-Beziehungen"

die

alternativen

Zwischen definiert.

den Neben

Zuordnungen werden Positionen auch ausgeschlossen, z.B. wenn mit einer geforderten Speicherkapazität geringere Rechnerleistungen ausgeschlossen werden müssen. Auf Basis der im Rahmen der Konfiguration selektierten Komponenten erfolgen: • Verfügbarkeitsprüfung

134

4

Produktionsprogrammplanung

• Kalkulation auf Basis der im Materialstamm der Komponenten eingetragenen Preise • Terminierung des Auftrages, wenn es sich um einen Montageauftrag handelt. Die im Rahmen der Variantenkonfiguration zusammengestellten Komponenten und die davon abhängigen Arbeitsvorgänge werden als konfiguriertes Material (= Kundenerzeugnis) gesichert und sind Basis fur die Programmplanung. Im Rahmen einer Montageabwicklung wird der Kundenauftrag sofort in die Produktion als Fertigungsauftrag eingesteuert.

4 Produktionsprogrammplanung

4.3

135

Übungsaufgaben zur Produktionsprogrammplanung

Aufgabe 1 Erläutern sie die Absatz- und Produktions-Grobplanung (SOP - Sales Opterations Planning). Welche Ziele werden mit der SOP-Planung verfolgt? Was verstehen Sie unter einer dynamischen Planungsstruktur? Welche Bedeutung hat die sachliche und zeitliche Zusammenfassung?

Aufgabe 2 Folgende Absatzzahlen liegen vor: Periode Absatz Produktion

1 200

2 100

3 200

4 150

5 300

Ergänzen Sie die Tabelle um die Produktionswerte, wenn die Produktionsmengen unter Berücksichtigung einer Zielreichweite von 5 Tagen bei 20 Arbeitstagen pro Monat festgelegt werden sollen.

Aufgabe 3 In der Produktion eines Unternehmens liegt folgende Ausgangslage vor: Woche Kundenauftrag Produktionsauftrag verfugbarer Lagerbestand AB=15

1 12

2 11 30

3 8

4 9

5 5 20

6 20

Ergänzen Sie in der Tabelle den verfugbaren Lagerbestand und berechnen Sie die möglichen Lieferzusagen.

136

4

Produktionsprogrammplanung

Aufgabe 4 Ein Unternehmen der Umformtechnik rechnet für die Produktgruppe Kurbelwellen mit folgenden Absatzzahlen: Jahr Absatz

1 200.000

2 250.000

3 300.000

4 350.000

5 400.000

Die aktuelle Kapazität beträgt 250.000 Stück Jahresproduktion und wird aufgrund technischer Überalterung in den folgenden Jahren jährlich um 50.000 Stück abnehmen. Zur Sicherstellung der Lieferbereitschaft soll eine Kapazität von 110% des erwarteten Absatzes zur Verfügung stehen. Für die Investition in einen Pressautomaten stehen folgende Alternativen zur Auswahl: - Jahreskapazität 100.000 Stück, Preis 1 Mio € oder - Jahreskapazität 200.000 Stück, Preis 1,8 Mio €. Für das gebundene Kapital ist ein jährlicher Zinssatz von 10% bezogen auf die kumulierte Investitionssumme zu berücksichtigen. Berechnen Sie das kostengünstigste Investitionsprogramm.

4 Produktionsprogrammplanung

4.4

1 37

Lösungen zu den Aufgaben

Lösung zu Aufgabe 1 Ziel der SOP-Planung ist die langfristige Abstimmung von Produktion und Absatz unter Wahrung eines Zielergebnisses. Dazu erfolgt die Übernahme der geplanten Absatzmengen im Vertrieb und die Generierung von Produktionsmengen. Die Berechnung der Produktionsmengen kann auf der Basis von Parametern erfolgen, z.B. unter Einhaltung eines Ziellagerbestandes oder einer Zielreichweite (durchschnittliche Anzahl von Tagen, über die eine Versorgung der Produktion aus dem Lager heraus möglich ist). Je nach Anpassung der Produktionsmengen an die Absatzmengen handelt es sich um eine Synchronisation (Produktionsmengen = Absatzmengen), Eskalation (verzögerte Anpassung der Produktion an den Absatz) oder eine Emanzipation (konstante Produktionsmengen mit Ausgleich schwankender Absatzmengen über das Lager). Mit einer dynamischen Planungsstruktur ist es möglich, flexible je nach Planungsszenario • • •

Planungsmerkmale (Materialgruppe, Einzelmaterial, Produktionsbereich,...) Kennzahlen (Produktionsmengen, Lagermengen,...) Parameter fur die Planung (Ziellagerbestand, Zielreichweite)

festzulegen. Sachliche Zusammenfassung bedeutet dabei die Zusammenfassung der Produktionsmengen zu Produktgruppen, zeitliche Zusammenfassung die Planung in einer groben Periodizität (z.B. Monatswerte).

Lösung zur Aufgabe 2 Periode Absatz Produktion Lagerbest, üb. Ziel-RW Anzahl Tage

1 200 250 50

2 100 75 25

3 200 225 50

4 150 137,5 37,5

5 300 337,5 75

20

20

20

20

20

1 38

4

Produktionsprogrammplanung

Lösung zur Aufgabe 3

Woche 1 Kundenauftrag 12 Produktionsauftrag verfugbarer Lagerbestand AB=15 3

2 11 30 22

3 8

4 9

14 5

5 5 20 20

6 20

Mögliche Lieferzusage: 3 Stück in Monat 1 und 2 Stück in Monat 2.

Lösung zur Aufgabe 4 Alternative I: Sukzessive Erhöhung der Kapazität um 100.000 Stück pro Jahr Alternative II: Erhöhung der Kapazität in Jahr 2 und Jahr 4. Jahr Absatz Ist-Kapazität Soll-Kapazität

1 200.000 250.000 210.000

2 250.000 200.000 275.000

3 300.000 150.000 330.000

4 350.000 100.000 385.000

5 400.000 50.000 440.000

250.000

300.000 100.000 1.000.000,100.000,1.100.000,1.100.000,-

350.000 100.000 1.000.000,200.000,1.200.000,2.300.000,-

400.000 100.000 1.000.000,300.000,1.300.000,3.600.000,-

450.000 100.000 1.000.000,400.000,1.400.000,5.000.000,-

300.000 200.000 1.800.000,180.000,1.980.000,1.980.000,-

350.000 180.000,180.000,2.160.000,-

400.000 200.000 1.800.000,360.000,2.160.000,4.420.000,-

450.000 -

Alternative I Techn. Soll-Kap. Investition Finanzierung Inv. Kalk. Zinsen S u m m e Investition Invest.-Sum. kum.

-

-

0

Alternat. II Techn. Soll-Kap.

250.000

Investition

-

Finanzierung Inv.

-

Kalk. Zinsen

-

S u m m e Investition Invest.-Sum. kum.

0

Alternative II ist kostengünstiger, schafft mehr Flexibilität aber auch ein erhöhtes Investitionsrisiko.

-

360.000,180.000,4.780.000,-

5 Materialbedarfsplanung und Materialbeschaffung

5

1 39

Materialbedarfsplanung und Materialbeschaffung

Nach der Planung des Primärbedarfs an verkaufsfähigen Erzeugnissen erfolgt in der Bedarfsplanung die Berechnung der für die Produktion benötigten Sekundärbedarfsmengen. Als Sekundärbedarf werden alle Komponenten eines Erzeugnisses bezeichnet, die unmittelbar mit dem Erzeugnis verbunden sind, oder selbst in Form von Ersatzteilen (Primär-Sekundärbedarf) veräußert werden. Unter den Sekundärbedarf fallt der Bedarf an Rohstoffen, Einzelteilen, Zwischenprodukten (insbesondere bei chemischen Produkten), Baugruppen und auch Handelswaren. In den folgenden Ausführungen wird der Sekundärbedarf stellvertretend als Materialbedarf bezeichnet. Der Bedarf an Komponenten, die für den Produktionsprozess benötigt, jedoch nicht unmittelbar mit dem Erzeugnis verbunden sind, wird als Tertiärbedarf bezeichnet [Heinen].

Ziel der Bedarfsplanung ist die Sicherstellung der Materialverfügbarkeit zu minimalen Kosten für die Beschaffung (Kaufteile), Herstellung (Eigenproduktionsteile), Lagerung und Kapitalbindung. Der Sekundärbedarf kann nach folgenden Verfahren ermittelt werden: • bestellpunktorientiert (Berechnung des Sekundärbedarfs auf Basis des Lagerbestandes), • stochastisch (Berechnung des Sekundärbedarfs unter Einsatz mathematischstatistischer Verfahren), • plangesteuert (Berechnung des Sekundärbedarfs durch Auflösung des Primärbedarfplans). Die bestellpunktorientierte und stochastische Bedarfsrechnung werden als verbrauchsorientierte Bedarfsrechnung bezeichnet. Berechnungsbasis ist der Materialverbrauch in den zurückliegenden Planungsperioden. Die plangesteuerte Bedarfsrechnung wird auch als programmorientiertes Verfahren bezeichnet. Ausgangspunkt der plangesteuerten Bedarfsplanung ist ein geplantes Produktionsprogramm. Welche Komponenten für die Produktion mit welchem Verfahren zu disponieren sind, ist abhängig davon, welchen Mengen-/Wertanteil das Material am Gesamtbedarf hat und ob es sich um einen gleichmäßigen, schwankenden oder gelegentlich auftretenden Bedarf handelt. Für die Wahl des Dispositionsverfahrens ist auch zu berücksichtigen, dass die Kosten für die Bedarfsplanung des Materials in einem angemessenen Verhältnis zu dem Sekundärbedarfswert stehen sollten [Corsten].

140

5.1

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Methoden der Materialbeschaffung

Zu Differenzierung der Dispositionsaktivitäten erfolgt eine Einteilung des Materials nach mengen- und wertbezogenen Kriterien des Beschaffungsumfangs (ABC-Analyse), nach dem Bedarfsverlauf (XYZ-Analyse), nach dem Wertanteil am Produkt und nach den Kosten im Vergleich von Eigenfertigung und Fremdbezug. Für die fremdbeschafften Materialien dienen die Ergebnisse Beschaffungsmarktforschung als Grundlage für die Auswahl der Lieferanten.

5.1.1

der

Beschaffungsmarktforschung

Die Beschaffungsmarktforschung dient der Erlangung von Informationen über den Beschaffungsmarkt zur Erhöhung der Markttransparenz für den Einkauf. Durch die regionale und überregionale Ausweitung der Beschaffungsmärkte (Europäischer Binnenmarkt, europäische Währungsunion), die dynamische Entwicklung von Marktlage und Marktstruktur ist es notwendig, über eine ständige Analyse und Beobachtung der Beschaffungsmärkte Chancen und Risiken schnell erkennen zu können.

5.1.1.1 Art und Umfang der Beschaffungsmarktforschung Die Beschaffungsmarktforschung kann unterteilt werden in die Marktanalyse, Marktbeobachtung und Marktprognose. Die Marktanalyse stellt dabei eine Momentaufnahme dar, zum Beispiel über Zahl der Anbieter, Marktanteile, Kapazitäten der Anbieter, mögliche Transportwege. Die Marktbeobachtung gibt Aufschluss über die Entwicklung von Marktgrößen. Insbesondere soll die Änderung der Marktlage und Marktstruktur sichtbar werden. Die Marktprognose ist eine Vorhersage als Basis für strategische Entscheidungen in der Beschaffung, insbesondere über neue Anbieter, neue Märkte oder auch über Substitutionsprodukte. Im Hinblick auf das Untersuchungsobjekt ,Markt' soll die eigene Stellung auf dem Beschaffungsmarkt überprüft werden. Durch langfristige Verträge, Firmenbeteiligungen und Gegengeschäfte besteht die Möglichkeit, den Lieferanten langfristig zu binden. Insbesondere in Hochkonjunkturphasen sind die Beschaffungsmärkte durch steigende Preise und verlängerte Lieferfristen gekennzeichnet.

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

141

Interessant ist auch die Frage, wie der Markt in der Angebotsmenge auf Preisänderungen reagiert. Das Verhältnis von relativen Mengenänderungen zu Preisänderungen kann über Kennzahlen zur Elastizität angegeben werden. Als Preiselastizität des Angebots ergibt sich:

Preiselastizität des Angebots:

Ax η= — Ap

Eine hohe Preiselastizität lässt weniger Verhandlungsspielraum zu als eine niedrige Preiselastizität des Angebots. Im Hinblick auf den Lieferanten sind allgemeine Unternehmensdaten (Rechtsform, Untemehmensgröße, Umsatzentwicklung, finanzielle Lage, Forschungs- und Entwicklungs-Potential, Konditionen), die produktbezogenen Daten (Fertigungskapazitäten, Produktionsverfahren, Produktanteil des bezogenen Produkts am gesamten Programm des Lieferanten, ISO-Zertifizierung) und Daten über Gegengeschäfte die wichtigsten Informationen. Informationen zum Produkt beziehen sich auf den technischen Aufbau, Herstellungsverfahren, Entwicklungstendenzen, Normen, anzuwendende Prüfverfahren, Bedarfsstruktur (kontinuierlicher oder gelegentlicher Bedarf) und das Beschaffungsrisiko. Materialien, für die eine Beschaffungsmarktforschung sinnvoll ist: •

Technische Eigenschaften sind bekannt

•

Es gibt Alternativen in den Herstellungsverfahren

•

Veränderungen im F&E-Bereich

•

Kontinuierlicher Bedarf

•

Mögliches Beschaffungsrisiko

•

Hoher Beschaffungswert.

5.1.1.2

Informationsquellen der Beschaffungsmarktforschung

Die Informationsquellen der Beschaffungsmarktforschung ergeben sich aus der eigenen Geschäftskorrespondenz (wenn der Lieferant schon bekannt ist), den Geschäftsberichten des Lieferanten, eigene Laborversuche mit den gelieferten Materialien, vom Lieferanten herausgegebene Publikationen, allgemeine Institute zur Wirtschaftsforschung wie zum

142

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Beispiel das IFO-Institut für Wirtschaftsforschung oder die öffentlichen Statistiken über Preisstruktur einzelner Branchen. Die allgemeinen Informationen dienen als Basis fur eigene Lieferantenbesuche und Betriebsbesichtigungen, um sich vor Ort ein Bild von den technischen Möglichkeiten des Lieferanten zu machen.

5.1.1.3

Preisstrukturanalyse

Preisstrukturanalyse ist die Untersuchung der Aufgliederung des vom Lieferanten geforderten Preises auf Kosten- und Gewinnanteile. Die Kosten setzen sich zusammen aus: Summe I Materialeinzelkosten Materialgemeinkosten Fertigungseinzelkosten Fertigungsgemeinkosten Sondereinzelkosten der Fertigung F&E-Kosten Verwaltungsgemeinkosten Vertriebsgemeinkosten Sondereinzelkosten des Vertriebs

Summe II

Materialkosten

Fertigungskosten

Herstellkosten

Selbstkosten

Die Kosten des Fertigungsmaterials können über eine Analyse der Materialien im Labor untersucht werden. Der Materialanteil lässt sich daher in der Regel relativ genau feststellen. Die Preise der Vormaterialien des Lieferanten können aus den Preisstatistiken und Warenbörsen entnommen werden. Zur Analyse der Fertigungslohnkosten ist es notwendig, den Produktionsprozess des Lieferanten zu kennen, um auf die Fertigungszeiten zu schließen. Die Fertigungslöhne ergeben sich aus den branchenbezogenen Tariflöhnen gemäß der benötigten Qualifikationen. Sondereinzelkosten werden generell gesondert ausgewiesen. Schwieriger gestaltet sich die Untersuchung der Gemeinkostenanteile. Hier kann in der Regel nur auf branchenübliche Zuschläge Bezug genommen werden. Das statistische Bundesamt gibt hierzu eine Fachserie heraus:

5 Materialbedarfsplanung und Materialbeschaffung

1 43

Fachserie C, die Kostenstruktur in der Wirtschaft. Die Preisstrukturanalyse dient aus Sicht der Beschaffung einer Versachlichung der Preisverhandlung und einer gesicherten Basis zur Beurteilung der Angemessenheit des vom Lieferanten geforderten Preises.

5.1.2

ABC-Analyse

Die ABC-Analyse ist eine Strukturierung des Materials nach dem Anteil an der Beschaffungsmenge und dem Beschaffungswert in einem Planungszeitraum. Die Durchführung der ABC-Analyse erfolgt nach folgenden Schritten: 1. 2. 3. 4.

Berechnung des Bedarfswertes (Umsatz) der einzelnen Materialien. Berechnung des Umsatzanteils am Gesamtumsatz. Berechnung des Anteils der Bedarfsmenge an der Gesamtbedarfsmenge. Sortieren der Materialpositionen in absteigender Reihenfolge nach dem Anteil des Bedarfswertes.

5. Bildung der ABC-Gruppen nach folgenden Kriterien: • A-Teile: 85 % Wertanteil, 5 % Mengenanteil, • B-Teile: 15 % Wertanteil, 15 % Mengenanteil, • C-Teile: 5 % Wertanteil, 85 % Mengenanteil. Beispiel einer ABC-Analyse Mat. Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Σ

Preis i,5,7,50 100,50,60,7,20 2,0,20 0.50

Jahresbedarf 20.000 5.000 10.000 1.000 4.000 3.000 10.000 30.000 30.000 40.000

Jahreswert 20.000 25.000 75.000 100.000 200.000 180.000 72.000 60.000 6.000 20.000

Wertanteil 2,64 3,29 9,89 13,19 26,39 23,75 9,50 7,92 0,79 2.64

153.000

758.000

100

Bedarfsanteil 13,07 3,27 6,54 0,65 2,61 1,96 6,54 19,61 19,61 26.14 100

Rang 8 7 4 3 1 2 5 6 10 9

144

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Die Sortierung der Materialpositionen nach dem Wertanteil fuhrt zu folgender A B C Einteilung: Rang

Umsatzanteil

Mengenanteil

Bildung der

kummuliert

kummuliert

ABC-Gruppen

1

26,39

2,61

2

50,14

4,57

3

63.33

5.22

4

73,22

11,76

5

82.72

18.3

6

90,64

37,91

7

93,93

41,18

8

96,57

54,25

9

99,21

80,39

10

100.0

100.0

A Β

C

Die Vorgabe der Verhältniszahlen 80 - 15 - 5 ist dabei als eine Orientierung zu verstehen. Im vorliegenden Beispiel haben die Materialien der Α-Kategorie einen Wertanteil von 6 3 % und einen Mengenanteil von 5,2%, die C-Güter einen Wertanteil von 9 , 4 % und einen Mengenanteil von 62,1%. Diese Einteilung ist auch nicht als absolut fix zu sehen, Materialien mit einem steigenden Bedarf können von einer Planungsperiode zu einer anderen Planungsperiode auch in eine andere Materialklasse wechseln. Das Ergebnis des Beispiels kann in einer sog. Verteilungskurve graphisch dargestellt werden:

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

145

3 0 . Abbildung: ABC-Analyse

Für das Produktionsmanagement Schlussfolgerungen:

ergeben

sich aus der ABC-Analyse

folgende

• Α-Güter (hochwertig, hoher Wertanteil) sind besonders sorgfaltig und intensiv zu disponieren, und zwar durch: • Markt- und Preisstrukturanalysen, • gründliche Bestellvorbereitung, • Einsatz exakter Dispositionsverfahren (programmorientierte Bedarfsrechnung), • genaue Bestellterminrechnung, • möglichst kleine Abrufmengen, Kandidat für Just-in-time Anlieferung, • genaue Überwachung der Materialbestände. • C-Güter sind dagegen im Sinne einer Arbeitsvereinfachung und Aufwandsreduzierung zu disponieren: • vereinfachte Bestellabwicklung (Sammelbestellung, telefonische Bestellung), • vereinfachte Lagerbuchfiihrung (Materialbuchung), ggf. mit summarischer Inventur,

146

5 Materialbedarfsplanung

und

Materialbeschaffung

• vereinfachte Bestandsüberwachung, z.B. durch großzügige Sicherheitsbestände und einer vereinfachten Lagerhaltungsstrategie (periodische Bestandsüberprüfung). Ziel der ABC-Analyse ist die Reduzierung der Gesamtlagerkosten einer Planungsperiode und der Gesamtbestellkosten.

Wie durch die Berücksichtigung der Ergebnisse einer ABC-Analyse dieses Ziel erreicht werden kann, wird in dem nachfolgenden Beispiel erläutert. Ein Unternehmen hat 5.000 Materialien für die Produktion zu disponieren. Jede Materialposition wird einzeln (bei einem anderen Lieferant) disponiert. Die Bestellung erfolgt 1 χ pro Monat, der tägliche Materialverbrauchswert beträgt 1.000.000,- €. Als Sicherheitsbestand wird fur jede Materialposition ein Monatsbedarf gehalten. Bei 240 Arbeitstagen pro Jahr ergeben sich für den 0 Lagerbestandswert und Anzahl Bestellungen pro Jahr: 0 Lagerbestandswert

= Ά Bestellmenge + Sicherheitsbestand = 'Λ 1.000.000,- DM/Tag · 20 Tage + 1.000.000,- DM/Tag · 20 Tage = 30.000.000,- DM

Anzahl Bestellungen pro Jahr

= 5.000 Materialpositionen · 12 Monate = 60.000 Bestellungen

Das Unternehmen führt nun eine ABC-Analyse durch. Dabei werden Bestellhäufigkeit und Sicherheitsbestand so festgelegt, dass Α-Teile häufiger und C-Teile seltener bestellt werden. Für die teuren Α-Teile wird damit auch ein geringerer Sicherheitsbestand notwendig als für die billigeren C-Teile:

A-Teile B-Teile C-Teile

Bestellhäufigkeit alle 5 Arbeitstage alle 20 Arbeitstage alle 60 Arbeitstage

Sicherheitsbestand 10 Arbeitstage 20 Arbeitstage 40 Arbeitstage

5 Materialbedarfsplanung und Materialbeschaffung

147

Bei der ABC-Analyse erfolgte eine Einteilung nach dem wertmäßigen Verbrauch in • A-Teile - 80 % (= 800.000,- €) • B-Teile - 15 % (= 150.000,- €) • C-Teile- 5 % (=

50.000,-6)

Damit ergeben sich folgende Werte für 0 Lagerbestand und Anzahl Bestellungen pro Jahr: 0 Lagerbestand Α-Teile: Vi · 800.000 ·

5 + 800.000 · 10 = 10.000.000,- €

B-Teile: Vi · 150.000 « 2 0 + 150.000 · 20 = 4.500.000,- € C-Teile: Vi ·

50.000 · 60 + 50.000 · 40 = 3.500.000,- € Σ 18.000.000,-€

Anzahl Bestellungen pro Jahr A-Teile: 240/5 · 4.000 = 192.000 Bestellungen B-Teile: 240/20 ·

750 =

9.000 Bestellungen

C-Teile: 240/60 ·

250 =

1.000 Bestellungen

Σ

202.000 Bestellungen

Durch Anwendung der ABC-Analyse hat das Unternehmen nicht nur Kosten für Lagerung und Bestellung eingespart. Mit der unterschiedlichen Disposition des Materials wird auch der jeweiligen Bedeutung des Materials entsprochen. A-Teile, zum Beispiel Automatik-Getriebe, Aluminium-Felgen oder Leder-Sitze werden genau und zeitnah am Verbrauch disponiert. C-Teile dagegen, zum Beispiel Schrauben und sonstige Kleinteile werden auf Lager gelegt.

5.1.3

XYZ-Analyse

Mit der XYZ-Analyse wird die Entwicklung des Verbrauchs der Materialien untersucht. Dabei wird folgende, grundsätzliche Einteilung vorgenommen: X-Teile:

konstanter Verbrauch mit einer monatlichen Bedarfsschwankung von maximal 15 %, hohe Vorhersagegenauigkeit für den künftigen Bedarf.

148

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Y-Teile:

Verbrauch unterliegt stärkeren Schwankungen, welche jedoch absehbar sind, zum Beispiel saisonale Schwankungen. Bei einer maximalen Bedarfsschwankung von 30 % ergibt sich für Y-Teile eine mittlere Vorhersagegenauigkeit.

Z-Teile:

Unregelmäßiger Verbrauch mit Bedarfsschwankungen von mehr als 30 % gegenüber dem Vormonat, niedrige Vorhersagegenauigkeit.

Für das Produktionsmanagement ergibt sich aus den Ergebnissen einer XYZ-Analyse die Schlussfolgerung, welches Dispositionsverfahren (Verbrauchs-, programmorientiert) in welcher Intensität für die Materialien durchgeführt werden sollte. Basis zur Durchführung der XYZ-Analyse ist die Berechnung der Bedarfsschwankungen mit dem Schwankungskoeffizient:

n»SQ,

Schwankungskoeffizient:

SQ,

+

1-

x,

n +1

t - Periode (i.d.R. Monat); xt - Ist-Materialverbrauch, xt - geschätzter Materialverbrauch in Periode t; η - Anzahl von t. Die Formel für den Schwankungskoeffizienten wird an folgendem Beispiel erläutert. Für ein Material wurde im aktuellen Monat ein Verbrauch von χ = 1.200 Stück festgestellt. Die Vorhersage für den Verbrauch des Monats betrug 800 Stück. Es wurde also 50 % (1.200 - 800 = 400 = 50 % von 800) mehr verbraucht, als geschätzt, dies entspricht einem Schwankungskoeffizienten von SQ = 0,5. Hat der vorherige Schwankungskoeffizient nun einen Wert von SQ = 0,5, so müsste dieser Wert aufgrund der wiederholten Abweichung von 50 % durch die Formel bestätigt werden:

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Die Durchführung der XYZ-Analyse erfolgt in folgenden Schritten: 1. Berechnung des Schwankungskoeffizienten für alle Materialpositionen für alle Perioden des Planungszeitraums, zum Beispiel alle Monate des Geschäftsjahres bis zum aktuellen Monat. 2. Berechnung der SQ-Abweichungen zwischen den SQ-Werten. 3. Kennzeichnung der Materialpositionen als X-, Y- oder Z-Material, z.B. nach den Werten X-Material für SQ-Abweichung 0,5. 4. Entscheidung des Produktionsmanagements, ob für das Material eine Dispositionsüberprüfung durchzuführen ist. Beispiel [Hartmann]

Ein Unternehmen hat folgenden Bedarfsverlauf einer Materialposition: Monat

Mai

Juni

Juli

Aug

Sep

Okt

xt:

100

125

75

125

150

100

Vorhersage X : :

87

90

97

93

99

109

Verbrauch

SQ:

0,413 0,300 0,394 0,341 0,383

Die Berechnung des SQ-Wertes für den Monat Oktober ergibt bei einem SF = 1,25:

0 , 3 8 3 + 0,65

SQ0k,

2

2

= 0,516

Die Differenz der SQ-Werte für das Material ist:

SQ^

= \SQ0kl - S f i J = |0,383 - 0,516| = 0,13

Damit ist das Material als X-Teil einzustufen.

14-9

150

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Die Entscheidung über die Dispositionsüberprüfung bezieht sich auf die Frage, ob aufgrund

der

Bedarfsschwankung

ggf. Bestellmenge,

Überprüfungszeitpunkt

des

Lagerbestandes oder ein Wechsel des Dispositionsverfahrens notwendig ist. Insbesondere bei Y- und Z-Materialen ist eine Dispositionsüberprüfung in Erwägung zu ziehen. In Kombination mit der ABC-Kennzeichnung der Materialpositionen ergibt sich folgende Entscheidungsmatrix: A

Β

C

X

0

0

0

Y

D

D

0

ζ

D

D

D

Die mit D gekennzeichneten Kombinationen sollten einer Dispositionsüberprüfung unterzogen werden.

5.1.4

Wertanalyse

Die Wertanalyse ist gemäß DIN 69910 das systematisch analytische Durchdringen von Funktionsstrukturen mit dem Ziel einer abgestimmten Beeinflussung deren Elemente (Kosten, Nutzen) in Richtung einer Wertsteigerung. Bei der Funktionsanalyse wird die Hauptfunktion eines Produktes in seine Teilfunktionen zerlegt. Jede Einzelfunktion wird dabei auf ihre Notwendigkeit hin überprüft bzw. kritisch in Frage gestellt. In der Wertgestaltung wird für Soll-Funktionen, welche auch in die Teil-Sollfunktionen zerlegt werden können, untersucht, wie und mit welchen Mitteln die Sollfunktion kostenoptimal erreicht werden kann. Da

bei

der

Wertanalyse

sowohl

fertigungstechnische

Gesichtspunkte,

beschaffungspolitische Kriterien als auch Kostenfaktoren berücksichtigt werden müssen, sind

die

Aufgaben

der

Wertanalyse

nur

im

Team

lösbar.

Bezogen

auf

die

Beschaffungsaufgabe bedeutet das, dass die Beschaffung nicht einfach das disponiert, was die Technik anfordert, sondern lässt sich die Funktionen, die erfüllt werden müssen darstellen und sucht nach der kostengünstigsten Lösung.

5 Materialbedarfsplanung

151

und Materialbeschaffung

Der Ablauf einer Wertanalyse stellt sich wie folgt dar: •

Auswahl des Untersuchungsobjektes (A-Güter)

•

Bildung von Arbeitsgruppen

•

Ermitteln des Ist-Zustandes (Erzeugnisbeschreibung, Funktionsbeschreibung, Kostenermittlung fur die Funktionen)

•

Prüfen des Ist-Zustandes (Funktionserfüllung, Funktionskosten)

•

Lösungssuche (Kreativitätsphase)

•

Prüfen der Lösungsansätze auf Wirtschaftlichkeit und technische Durchführbarkeit

•

Vorschlag, Definition eines Projektes zur Einfuhrung.

Beispiel für eine Wertanalyse Die Komponenten

einer zu beschaffenden Baugruppe werden

hinsichtlich

ihrer

Bedeutung an der Gesamtfunktionalität wie folgt ermittelt: Produkteigenschaft

Gewichtung

Α Erfüllung der Normen

15

Β Dokumentation

10

C Design

5

D Funktionalität

30

Ε Lagerfähigkeit

20

F Wiederverwendbarkeit

20

Summe

100%

Die Überprüfung der Erfüllbarkeit der Produktfunktionen durch die Produktkomponenten ergibt folgendes Bild: Produkteigenschaft

A

Β

C

D

Ε

F

KostenAnteil

Produktkomponente Gehäuse

15

90

90

70

5

80

30

Welle

60

5

-

30

60

20

50

Halterung

10

5

-

20

-

15

Bedienelement

15

-

15

-

5

-

10 -

152

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Als Teilgewichte für den Wertanteil der Produktkomponenten ergibt sich: Gehäuse = 15*15%+90* 10%+90*5%+70*30%+5* 10%+80*20% = 53,75 % Welle = 60* 15%+5* 10%+30*30%+60*20%+20*20% = 34,50% Halterung = 10* 15%+5*l 0%+10*5%*20*20% = 6,5 % Bedienelement = 15*15%+15*20% = 5,25 % Summe 100 %

Bezogen auf die Kostenanteile ergibt sich aus dem Verhältnis des Wertanteils und des Kostenanteils ein Zielkostenindex ZI: Komponente ZIGehäuse=

53,75 / 3 0 = 1,79

Zlweiie

34,5

=

ZlHalterung

Z I

E

l e m e n t =

/ 50 =

0,69

= 6 , 5 / 1 5 = 0,43 5,25/5

=1,05

Für ZI < 1 gilt, die Komponenten ist zu teuer, für ZI > 1 gilt, Wertanteil der Komponente wird höher erwartet als gegeben.

5.1.5

Eigenfertigung oder Fremdbezug

Die Frage nach Eigenfertigung oder Fremdbezug dient zur Konzentration des Unternehmens auf den Anteil am Wertschöpfungsprozess, bei dem das Unternehmen seine eigen Ressourcenstärke einbringt. Als potentielle Vorteile der Eigenfertigung sind zu nennen: •

Kosten: Vertriebs- und Transportkosten sowie Gewinn des Lieferanten entfallen.

•

Qualität: Die Überprüfung und Einhaltung der Qualitätsnormen liegen im eigenen Unternehmen.

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

153

•

Absatzwirkung: Kuppelprodukte können verkauft werden sowie die Verwertung von Abfallprodukten und das Ersatzteilgeschäft. Ebenso kann eine Wertschätzung seitens der Kunden darin liegen, wenn wesentliche Komponenten im eigenen Unternehmen produziert werden.

•

Risiko/Abhängigkeit: Das Beschaffungsrisiko entfallt.

Vorteile des Fremdbezugs sind: •

Kosten: Lagerkosten entfallen. Der Lieferant kann durch höhere Produktionsmengen ggf. günstiger produzieren.

•

Qualität: Der Lieferant kann durch höhere Produktionsmengen teurere und damit bessere Produktionsmaschinen einsetzen. Intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeiten lassen sich durch höhere Produktionsmengen besser finanzieren.

•

Kapitalbedarf: Das Investitionsrisiko entfallt ebenso der Finanzierungsbedarf für die Investition in die maschinellen Anlagen.

•

Absatzwirkung: Bei guter Stellung des Lieferanten auf dem Markt und angesehenen Produkten ergibt sich eine positive Absatzwirkung auf die eigenen Produkte.

Die Frage nach Eigenfertigung oder Fremdbezug ist insbesondere mit Blick auf die Kosten zu lösen. Bei geringeren variablen Kosten pro Stück gegenüber dem Lieferantenpreis ergibt sich ein Break-Even-Point, bei dem die Eigenherstellung kostengünstiger ist. Kosten Kosten bei

Variable Kosten Fixe Kosten

Break-EvenPoint 31. Abbildung: Break Even Point

• Menge

154

5 Materialbedarfsplanung

und

Materialbeschaffung

Beispiel für den Kostenvergleich bei Eigenfertigung oder Fremdbezug. Die jährlichen Gesamtkosten bei Fremdbezug werden - bezogen auf den jährlichen Gesamtbedarf- berechnet als: 75.000,- €. Beim Übergang auf Fremdbezug wegfallende, erzeugnismengenabhängige (Rohstoffe,...) belaufen sich auf 43.000,- €. Abbaufahige Bereitschaftskosten (Löhne) = 24.000,- €. Kosten der Eigenfertigung ohne Kapitaldienst fur die Weiterverwendung der Spezialmaschine = 67.000,- €. Bei Berücksichtigung von Zinsen und kalkulatorischen Abschreibungen bei Eigenfertigung ergeben sich: Zinsen auf den halben Anschaffungswert = 8% von 50.000,- = 4.000,- € Abschreibungen jährlich linear von 100000 bei 10 Jahren = 10.000,- € Damit ergeben sich als kalkulatorische Gesamtkosten bei Eigenfertigung: 67.000 + 14.000 = 81.000,- €. Der Übergang zur Fremdfertigung ist günstiger.

Kosten

5 Materialbedarfsplanung

5.2

und Materialbeschaffung

155

Optimierung der Bestellmengen

Die Berechnung der Bestellmenge (Kaufteile) bzw. Losgröße (Eigenproduktionsteile) hat zum Ziel festgelegt, die Summe der Stückkosten fur Beschaffung/Produktion und Lagerung zu minimieren. Es ist zwischen den fixen Kosten und variablen Kosten zu unterscheiden. Die fixen Kosten sind im Falle der Fremdbeschaffung die Kosten für den Bestellvorgang, im Fall der Eigenfertigung die Kosten für die Einstellung der Produktionsmaschinen (Rüstkosten). Die variablen Kosten sind die Kosten für die Lagerung der Beschaffungslose. Je höher die Losgröße, umso seltener ist ein Dispositionsvorgang notwendig, damit fallen die losfixen Kosten pro Stück. Andererseits steigt mit einer höheren Losgröße auch der durchschnittliche Lagerbestand, und damit auch die losvariablen Kosten (Lagerkosten) pro Stück.

5.2.1

Grundmodell der optimalen Losgröße

Im Grundmodell der optimalen Losgröße wird von folgender Zielfunktion ausgegangen: Die Beschaffungskosten einer Bestellmenge setzen sich aus den fixen Kosten für die Bearbeitung des Dispositionsvorgangs und den variablen Kosten für die Beschaffung (Transport) zusammen. Die Rüstkosten einer Losgröße setzen sich aus den fixen Kosten für die Produktion (Einrichten der Maschinen) und den variablen Kosten für die Produktion (Ressourceneinsatz) zusammen. Die Kostenfunktion für Beschaffung bzw. Produktion ist bestimmt durch: KB

p

= Kf + kvx; mit Kf - fixe Kosten, kv - variable Kosten und χ - Losgröße.

Die Kosten für die Lagerhaltung beziehen sich auf den durchschnittlichen Lagerbestandswert. Als durchschnittlicher Lagerbestand wird bei kontinuierlichem Verbrauch die Hälfte der Losgröße angenommen. Je höher die durchschnittliche Lagerdauer, umso höher die Lagerkosten. Die Lagerdauer ergibt sich aus dem Verhältnis von Periodenbedarf und Losgröße. Wird z.B. in der Planungsperiode eine Menge von 1.000 Stück benötigt, dann beträgt bei einer Losgröße von 100 Stück die durchschnittliche Lagerdauer 10. Die Bewertung des durchschnittlichen Lagerbestandes erfolgt durch Multiplikation mit dem Preis. Aus dem Verhältnis von durchschnittlichem Lagerbestandswert und Kosten für die Lagerung (Abschreibung auf die Lagereinrichtungen, Personalkosten und kalkulatorische

156

5 Materialbedarfsplanung und Materialbeschaffung

Zinsen) wird der Lagerhaltungskostensatz berechnet. Die Kostenfunktion fur die Lagerung ist:

KL = - · - · 2 q

p»LHS;

mit q - Periodenbedarf (z.B. Monatsbedarf), ρ - Preis und LHS - Lagerhaltungssatz

Die Kostenfunktion für die Gesamtkosten pro Losgröße ist damit:

Β

L

F

*

2

Q

Da die minimalen Kosten für eine (noch zu berechnende) optimale Bestellmenge gesucht werden, ist die Stückkostenfunktion zu minimieren. Die Stückkostenfunktion ergibt sich aus der Gesamtkostenfunktion durch Division mit x: K χ · ρ · LHS k=—L f + kv +— χ

2 »q

Die Ableitung der Stückkostenfunktion

nach χ ergibt:

dK ,, Kf ρ · LHS dx = k = χ Y + - 2 »q 2.q.Kf χ2 = — LHS· ρ 2 Χ

ορ,=λΙ

!

=0

»q»Kf ,p

L H S

Graphisch stellt sich die Lösung der optimalen Losgröße über die minimalen Stückkosten wie folgt dar:

5 Materialbedarfsplanung und Materialbeschaffung

157

Gesamtkosten pro Stück

— Lagerkosten pro Stück Beschaffungskosten pro Stück —

/

k0 Menge

3 2 . Abbildung: Optimale Losgröße

Im Grundmodell der optimalen Losgröße ist das Kostenminimum immer im Schnittpunkt der Stückkostenfunktion für die Lager- und Beschaffungskosten. Beispiel Preis = 400,- €; Periodenbedarf = 28.000 Stück; Lagerhaltungskostensatz = 20 %; fixe Kosten der Losgröße = 500,- €, variable Kosten = 1,- €. Die optimale Bestellmenge ist dann:

Die Lagerdauer der Losgröße ist:

χ

ftQQStck

, =

opt

2·28.800·500 Λ

/

4 0 0 · 0,2

J a h r

~

=

J a h r e

.

600Stck.

-

Ί , 5 T a g e

Die Anzahl Bestellungen pro Jahr (Umschlagshäufigkeit) beträgt: 2 8 . 8 0 0 / ^ ^ _ 4 g

Die Reichweite ist: 0 Lagerbestand/0 Bedarf = 360 / 80 = 3,75 Tage.

158

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Damit ergeben sich folgende entscheidungsrelevante Gesamtkosten pro Jahr:

KB j = (κ, + kvx)?~ = (500 +1 · 600)· 48 = 52.800,-€ χ

KL j = ——LHS · pl

2q

χ

= 300 · 0,2 · 400 = 24.000,-€

£ 76.800,-€

5.2.2

Optimale Bestellmenge bei Lieferantenrabatt

Für die Berechnung der Bestellmenge bei Kaufteilen kann der Lieferantenrabatt bei der Berechung berücksichtigt werden. Bei Ausnutzung des Lieferantenrabatts mit erhöhter Bestellmenge sind die Beschaffungskosten niedriger (es wird seltener bestellt) und die Lagerkosten höher (es liegt mehr auf Lager). Beispiel Bezugnehmend auf die vorhergehenden Zahlen gewährt der Lieferant einen Rabatt von 0,5 % auf den Preis, wenn eine Bestellmenge von 2.000 Stück abgenommen wird. Zu den Beschaffungs- und Lagerkosten fur χ = 600 gilt unter Berücksichtigung der Materialkosten: Jährliche Gesamtkosten bei χ = 600 Beschaffungskosten (s. oben)

=

52.800,- €

Lagerkosten (s. oben)

=

24.000,- €

Materialkosten = Jahresbedarf · Preis = 28.800 «400

= 11.520.000,- €

Summe

11.596.800,-€

Bei Ausnutzung des Rabatts von 0,5 % und der damit verbundenen Bestellmenge von χ = 2000 Stück betragen die Kosten - Beschaffungskosten: (500 + 2.000) · 14,4 =

36.000,- €

- Lagerkosten: 1000 · 0,2 · 398 =

79.600,- €

- Materialkosten: 28.800 · 398 =

11.462.400,- €

5 Materialbedarfsplanung und Materialbeschaffung

159

Die Preisersparnis durch den Rabatt und die niedrigeren Beschaffungskosten durch die höhere Bestellmenge sind größer, als die erhöhten Lagerkosten.

5.2.3

Optimale Bestellmenge bei Preiserhöhung

Bei einer erwarteten Preiserhöhung für Kaufteile kann es sinnvoll sein, einmalig eine höhere Losgröße zu bestimmen, um die höheren Kosten durch die Preiserhöhung erst zu einem späteren Zeitpunkt wirksam werden zu lassen. Der Preisersparnis sind andererseits die erhöhten

Kosten

durchschnittlichen

für Lagerung

Lagerbestandes

und

Kapitalbindung

gegenüberzustellen.

aufgrund

Der

Erlös

des

höheren

aufgrund

der

Preisersparnis ist: Ε=

(ρι-ρ0)·χ

Die erhöhten Lagerkosten sind durch die losgrößenbezogene

Lagerkostenfunktion

bestimmt (vgl. oben). Der Gewinn ergibt sich nun aus:

G = E-K

= (p) - ρ

) · χ - - · ~ · ρ »LHS -> Max\

0

2

q

Die Ableitung der Gewinnfunktion ergibt die optimale Bestellmenge bei Preiserhöhung: dG

χ· p0·

χ · LHS · p0 q = P ι ~Po

f

\

LHS

= 0

160

5 Materialbedarfsplanung

und

Materialbeschaffung

3 3 . Abbildung: Optimale Losgröße bei Preiserhöhung

Die graphische Lösung zeigt, dass der maximale Gewinn der einmaligen Bestellmenge bei angekündigter Preiserhöhung seitens des Lieferanten beim maximalen Abstand von Gewinnfunktion und Lagerkostenfunktion der Bestellmenge liegt. Die Funktionen beziehen sich, im Gegensatz zum Grundmodell der optimalen Bestellmenge nicht auf die Stückkosten, sondern auf die Kosten und Erlöse der gesamten, einmaligen Bestellmenge. Beispiel Der Jahresbedarf für ein Material beträgt q = 100.000 Stück. Der Preis beträgt 2,- €, der neue Preis 2,20. Die fixen Kosten der Beschaffung belaufen sich auf 50,- € pro Beschaffungsvorgang, der Lagerhaltungskostensatz beträgt 20%. Daraus ergibt sich eine optimale Bestellmenge von: /50 · 2 · 100000 χ ,= I = 5.000 Stück op ' Ί 2 · 0,2 Bevor zum neuen Preis eingekauft werden muss, ergibt sich als einmalige Bestellmenge

5 Materialbedarfsplanung und Materialbeschaffung

M op

'

1

2

161

A 100000 )

0,2

Am Ergebnis sind folgende Kritikpunkte anzumerken • Keine Berücksichtigung evt. höherer Bestellkosten, • Frage, ob überhaupt ausreichend Lagerplatz vorhanden ist • Gerade im vorliegenden Ergebnis des Beispiels wird der Bedarf von 6 Monaten bestellt, es stellt sich die Frage, ob • die Preiserhöhung dauerhaft ist und • das Material mit Sicherheit noch 6 Monate benötigt wird

5.2.4

Gleitende wirtschaftliche Losgröße

Bei diesem Verfahren erfolgt eine sukzessive Erhöhung der Losgröße um den Bedarf der nächsten Periode. Die Entscheidungskriterien dafür sind: • Stücklagerkosten steigen, da der durchschnittliche Lagerbestand steigt. • Fixe Kosten pro Stück sinken, da sie auf eine höhere Losgröße verteilt werden. • Materialkosten können ggf. sinken, da Mengenrabatte ausgenutzt werden können. Die Vorgehensweise besteht darin, dass zuerst fur die Bedarfsmenge der aktuellen Planungsperiode die Gesamtkosten pro Stück berechnet werden. Im nächsten Schritt erfolgt die Berechnung der Stückkosten für die Bedarfsmenge der aktuellen und der nächsten Planungsperiode. Sind die Stückkosten geringer, erfolgt die Berechnung für den Bedarf zuzüglich der übernächsten Planungsperiode. Steigen die Stückkosten, ist die optimale Losgröße gefunden. Auch bei diesem Verfahren ist zu bedenken, dass die Parameter der Kostenermittlung (Preis, Zins) als konstant angenommen werden. Dennoch hat dieses Verfahren gegenüber dem Grundmodell den Vorteil, dass Rabatte und unterschiedlichen Periodenbedarfe berücksichtigt werden können.

162

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Beispiel Die losfixen Kosten betragen 100,- €. Der Preis beläuft sich auf 100,- €. Ab einer Bestellmenge von 100 Stück wird vom Lieferanten ein Rabatt von 3% gewährt. Die variablen Beschaffungskosten betragen 2,- €, der Lagerhaltungskostensatz ist mit 0,2 anzusetzen. Bedarf

i

Xj

1 2

10 60

Bedarf kumuliert

η

Beschaffungskosten

KB = Kf + kvx

1=1 10 70

100+2*10=120 100+2*70=240

Lagerbestandskosten

Materialkosten

K, = — · — · LHS · ρ Κχ q 2 5*10/600*0,2*100=1,67 35*70/60*0,2*100=81,66

= χ · ρ

10*100=1000 70*100=7000

Gesamtkosten

K =

KB+KL

Stückkosten

II

Per.

X 1121,67 7321,60

112,17 104,60

3

50

120

100+2*120=340

60* 120/600*0,2*97=232,80

120*97=11640

12212,80

101,77

4

150

270

10+2*270=640

135*270/600*0,2*97=1178,55

270*97=26190

28008,55

103,74

Ab dem Bedarf für die Periode 4 erhöhen sich die Stückkosten, so dass der Bedarf bis zur Periode 3 zu einer Losgröße zusammengefasst werden sollte.

5.2.5

Berechnung der optimalen Losgröße nach Groff

Bei der Verwendung des Verfahrens nach Groff ist die optimale Losgröße bestimmt, wenn die mit einer weiteren Produktionseinheit zusätzlich entstehenden Rüstkosten (Grenzrüstkosten) und Lagerkosten (Grenzlagerkosten) gleich sind. Grenzrüstkosten Wird eine Losgröße, die den Bedarf der Perioden 1 bis t erfüllt um die Bedarfsmenge der Periode (t+1) erhöht, dann sinken die durchschnittlichen Rüstkosten um den Betrag:

5 Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

1 63

Grenzlagerkosten Der

Anstieg

der

durchschnittlichen

Lagerkosten

wird

approximiert

durch

die

Multiplikation des zusätzlichen, halben Lagerbestandswertes mit dem Lagerkostensatz

7 '

X

t

+

7

1

Regel: Die Losgröße ist so lange zu erhöhen, solange der Anstieg der durchschnittlichen Lagerkosten pro Periode im Betrag kleiner ist, als der Betrag der abnehmenden durchschnittlichen Rüstkosten pro Periode. Sobald die abnehmenden Rüstkosten pro Periode von den zunehmenden Lagerkosten pro Periode übertroffen werden, ist die optimale Losgröße nicht weiter zu erhöhen. Beispiel Woche Bedarfswert (χ, · ρ )

1

2

3

4

20

40

20

30

Rüstkostensatz: 70,- € Lagerhaltungskostensatz: 1,- € pro Woche Die Berechnung der Grenzrüstkosten und Grenzlagerkosten fuhrt zu folgendem Ergebnis: k Grenzlagerkosten Grenzrüstkosten — - — Periode t(t +1) ^*p*LHS 2 1 7 0 / ( 0 * 1) = n. def. 20/2 * 1 = 10 2

40/2 * 1 = 20

7 0 / ( 1 * 2) = 35

3

20/2 * 1 = 10

7 0 / ( 2 * 3 ) = 11,6

4

30/2 * 1 = 15

70 / (3 * 4) = 6

164

5.3

J Materialbedarfsplanung

und Materialbeschaffung

Bedarfsplanung mit mathematisch-statistischen Verfahren

Die Bedarfsplanung unter Verwendung mathematisch-statistischer Verfahren ist die Berechnung der künftigen Bedarfe auf der Basis der tatsächlichen und geschätzten Bedarfe in der Vergangenheit. Insbesondere C-Teile und Material mit geringen Bedarfsschwankungen (X-, Y-Teile) werden mit mathematisch-statistischen Verfahren geplant. Die Auswahl des geeigneten Verfahrens hängt von folgenden Parametern ab: • Basislänge: Die Basislänge ist der Betrachtungszeitraum, der in die Bedarfsplanung ein-bezogen wird. In der Praxis werden 1-3 Jahre berücksichtigt. • Beschaffungszeit: Die Beschaffungszeit stellt die Untergrenze für die Basislänge dar, sie setzt sich zusammen aus der Bestellabwicklung, Lieferzeit, Wareneingangsbearbeitung und Einlagerung. • Bestellmenge/Losgröße: Die Bestellmenge ist die Menge, die auf einmal disponiert wird, die Losgröße ist die Menge, die auf einmal ohne Unterbrechung produziert wird. Je nach Verhältnis von Bestellmenge/Losgröße und dem durchschnittlichen Verbrauch ergibt sich die Wahl der Parameter fur das Prognoseverfahren. Je höher die Losgröße, umso stärker sollte zum Beispiel die Wahl des Glättungsfaktors sein, da sonst enorme Über- oder Fehlbestände des Materials eintreten können. • Bedarfsverlauf in der Vergangenheit: Der Bedarfsverlauf ist der wichtigste Parameter. Prognoseverfahren eigenen sich für folgenden Bedarfsverlauf: • Konstanter Bedarfsverlauf (X-Teile) •

Mittelwertberechnung

• Lineare Regressionsrechnung • Exponentielle Glättung 1. Ordnung • Bedarfsschwankungen (Y-Teile, Z-Teile) • Nichtlineare Regression • Exponentielle Glättung 2. Ordnung

5 Materialbedarfsplanung

5.3.1

und Materialbeschaffung

165

Mittelwerte

5.3.1.1

Einfaches arithmetisches Mittel

Beim einfachen arithmetischen Mittel erfolgt die Berechnung nach der Formel l f X = — 2_, X, ; mit χ - Verbrauch und t - Planungsmonat η ,=i Die Anwendung dieses Verfahrens ist möglich, wenn die Bedarfswerte als Einzelwerte vorliegen, die Werte um einen konstanten Bedarf schwanken und die Bedarfsschwankungen in positiver und negativer Richtung ausgewogen sind.

5.3.1.2

Gewogenes arithmetisches Mittel

Das gewogene arithmetische Mittel ist

χ =

-Σχκ™*·> η k=ι

mit χ - Anzahl der Werte in Klasse k, t - Planungsmonat, k - Klassenmitte. Beispiel Klasse

Anzahl der Bedarfe

Klassenmitte

4 0,0669 39-1000(0,00625 + 39*0,00052083) 12,4388

Optimale Anzahl an KANBAN Behältern

Ein Zyklus besteht aus den Phasen Produktion (Auffüllen), Transport und Verbrauch (Entleeren). Technisch bedingt kann eine Losgröße den Einsatz mehrerer Behälter erfordern, je nach Größe und Sperrigkeit der Fertigungsteile. Die notwendige Anzahl an Behältern ergibt Zahlenbeispiel in 7.6.3.1 aus folgenden Faktoren:

angewendet auf das vorliegende

260

7 Fertigungssteuerung

Bedarf in der Planungsperiode Μ = 1000 Stck. Summe Bearbeitungszeiten tß = ζ * tE * k = 0,00416 Monate Anzahl Behälter j e Fertigungslos ζ = 4 Stck Fertigungszeit je Einheit TE = 1 Minute = 0,000104 Monate Anzahl Fertigungsteile j e Behälter k = 10 Stck. Übergangszeit tu = t R + T w + Ta = 0,06398 Monate -

Rüstzeit t R = 0,00625 Monate

-

Wartezeit tw = 0.05669 Monate

-

Anlieferzeit t A = 10 Min = 0,00104 Monate

Die gesamte Wiederbeschaffungszeit beträgt W = Tb + Tu = 0,06814 Monate Der

Bedarf an

Standardbehälter

Fertigungsteilen ist

der

pro Planungsperiode

Quotient

aus

dem

B, ausgedrückt

Bedarf

an

in

Anzahl

Fertigungsteilen

Planungsperiode Μ und Anzahl Fertigungsteile j e Behälter k:

B =

Μ

1000

k

10

= 100

Bei einem Sicherheitsfaktor a von 10% beträgt die benötigte Anzahl an Behältern χκ:

χ κ = [ # · ^ · ( ΐ + α)]+

[ ]+ = kleinste ganze Anzahl

Für das Zahlenbeispiel folgt:

xK = [l 00 · 0,06814 · l,l]+ = 8 Behälter im Zyklus (Produktionsversorgungsbereich)

pro

7 Fertigungssteuerung

261

Die Anzahl Behälter - multipliziert mit der Anzahl Fertigungsteile - erfüllen den Bedarf in der Wiederbeschaffungszeit, zuzüglich eines Sicherheitsfaktors und aufgerundet auf ein ganze Anzahl Behälter. Der Monatsbedarf von 1000 Stück entspricht einem Bedarf von 1000 / 9600 = 0,104 Stück pro Minute. Bei einer Wiederbeschaffungszeit von 0,06814 Monate = 0,06814 * 9600 = 654 Minuten werden somit für 654 * 0,104 = 68 Stück Kapazität benötigt. Ergänzt

um

den

Sicherheitsfaktor

von

10%

ergeben

sich

75

Stck.

Bei

einer

Behältermenge von 10 Stück werden daher 8 Behälter (gerundet) benötigt. Eine Erhöhung bzw. Reduzierung der eingesetzten Behälter führt unmittelbar zu einer Änderung der Kapazitätsauslastung bzw. der Bestände.

7.6.3.3

Organisatorische Optimierung

Die organisatorische Optimierung im KANBAN hat zum Ziel, dass pro Zyklus weniger Wiederbeschaffungszeit benötigt wird und damit die Fertigungsfrequenz erhöht werden kann. Dazu ist es notwendig, das Produktionsprogramm zu stabilisieren. Eine gleichmäßige Produktion wird besonders dann erreicht, wenn die Umrüstzeiten minimiert werden können. Dazu bieten sich Trainingsmaßnahmen für das Personal, die Standardisierung von Werkzeugen und Vorrichtungen und der Einsatz von technischen Hilfsmitteln an. Technisch wird eine Optimierung in der Fertigung durch eine Layout-Planung der Fabrik unterstützt, mit der das Transportaufkommen in der Fertigung minimiert werden kann Gleiches gilt fur den Einsatz von Cax-Faktoren zur Automatisierung der Produktion. Aus dispositiver Sicht ist es wichtig, durch eine Bevorratungsplanung

erwartete

Stillstandzeiten von Maschinen durch vorgezogene, erhöhte Produktion zu überbrücken. Dazu ist der erwartete Teilbedarf aus der Produktionsprogrammplanung abzuleiten und sukzessive in die vorhandenen freien Kapazitäten einzusteuern. Der stetige Materialfluss wird durch Verwendung fehlerfreier Teile gewährleistet. Insbesondere durch das KANBAN Prinzip, welches keine Einplanung von Zwischenlager erlaubt, kommt der Qualität eine besondere Bedeutung zu. Die Qualitätssicherung wird durch den Einsatz entsprechender Technik und Motivation der Mitarbeiter gefördert.

262

7.7

7

Fertigungssteuerung

Übungsaufgaben zur Fertigungssteuerung und KANBAN

Aufgabe 1 Vergleichen Sie die Produktionsabwicklung der kundenanonymen Produktion mit einer kundenauftragsbezogenen Produktion im Hinblick auf • Planung und Übergabe des Primärbedarfs in die Produktionssteuerung nach • Planungsbasis • Art der Übergabe • Auftragstypen, Bedarfsarten •

Kapazitätsanpassung

•

Fertigungsunterlagen

Rückmeldung

Aufgabe 2 Ein Produkt Α wird aus jeweils 2 Einheiten der Produkte Β und C gefertigt. Die Bearbeitungszeiten sind: Produkt Stückbearbeitungszeit Rüstzeit Übergangszeit

A 4 3 -

Β 2 3 6

C 3 1 1

Wenn ein Montagesatz, bestehend aus 2 Β und 2 C produziert wurde, kann bereits mit der Fertigung von Α begonnen werden. Berechnen Sie für eine Produktionsmenge von 20 Stück von A - die Bearbeitungszeiten fur Α, Β und C - den Mindestabstand in den Ende-Ende-Beziehungen - den Mindestabstand in den Anfang-Anfang-Beziehungen - die maximale Überlappungsdauer - zwischen Α und Β bzw. - zwischen Α und C.

7 Fertigungssteuerung

263

Aufgabe 3 Für ein Produkt gelten folgende Mengen und Zeiten: Monatsbedarf Produkt X = 100.000 Stück Bedarf an Vorprodukt A = 2 Stück je Produkt X Bedarf an Vorprodukt Β = 3 Stück je Produkt X Rüstzeit 60 Minuten Fertigungszeiten zur Montage von X: - Vorgang 1: 1 Minuten je 10 Stück - Vorgang 2: 2 Minuten je 10 Stück Nachrüstzeit: 60 Minuten, notwendig nur bei Vorgang 1 und nach der Produktion von 1000 Stück. Die Preise und Tarife belaufen sich auf: Materialpreis fur A: 10,- DM Materialpreis für Β: 15,- DM Tarif für Rüsten: 180,- DM je Stunde Tarif für Bearbeiten: 150,- DM je Stunde = 2,50 DM je Minute. Tarif für Nachrüsten: 120,- DM je Stunde.

Berechnen Sie die Material- und Fertigungskosten für den Monatsbedarf.

Aufgabe 4 Die Produktionssteuerung eines Katalysators erfolgt über KANBAN. Je Fertigungslos werden - technisch bedingt - 4 Behälter eingesetzt. Ein Behälter enthält 10 Katalysatoren. Die Fertigungszeit je Stück Kat. beträgt 1 Minute = 0,000104 Monate. Die Übergangszeit beträgt 0,06398 Monate.

264

7

Fertigungssteuerung

4.1 Welche Wiederbeschaffungszeit ergibt sich für ein Produktions-Los? 4.2 Welche Menge an Behälter muss eingesetzt werden, um den Bedarf während der Wiederbeschaffungszeit zu decken, wenn 1000 Katalysatoren je Monat benötigt werden und ein Sicherheitszuschlag von 10% berücksichtigt werden soll?

7.8

Lösungen zu den Übungsaufgaben

Lösung zur Aufgabe 1 Kundenauftragsbezogene Produktion Planungsbasis: • vorhandene Kundenaufträge • erwartete Kundenaufträge • prognostizierte Kundenaufträge Art der Übergabe: • MRP-Einzelplanung oder Montageabwicklung mit Generierung von Planaufträgen bzw. Fertigungsaufträgen bei Montageabwicklung. Auftragstypen: • Terminierte Kundenaufträge • Eilaufträge • Lageraufträge für Leitteile, Fehlteile Kapazitätsanpassung (terminorientiert): • zeitliche Anpassung • intensitätsmäßige Anpassung Fertigungsunterlagen: • kundenauftragsbezogene Unterlagen (Auftrags-Stückliste, Arbeitsplan nach Kundenspezifikation) Rückmeldung: • Rückmeldung der Arbeitsvorgänge (Status des kundenauftragsbezogenen Fertigungsauftrags, auftragsorientierte Betrachtung).

Kundenanonyme Produktion Planungsbasis: • Bedarfe in der Vergangenheit

Art der Ubergabe: • MRP-Gesamtplanung mit Generierung von Planaufträgen.

Auftragstypen: • Lageraufträge für Erzeugnisse • Lageraufträge für kritische Lagerteile Kapazitätsanpassung (kostenorientiert): • quantitative Anpassung Fertigungsunterlagen.· • standardisierte Unterlagen

Rückmeldung: • Rückmeldung der Prozesse (periodenorientierte Betrachtung der Produktion)

7 Fertigungssteuerung

265

Lösung zur Aufgabe 2 Soll nun eine Auftragsmenge von 20 Α hergestellt werden, so sind von Β und C jeweils 40 Stück zu produzieren. Die Bearbeitungsdauer fur Α, Β und C sind: Rüstzeit

Bearbeitungszeit

Produkt A:

3

+ 20*4

=

Produkt B:

3

+ 40*2

=

83

Produkt C:

1

+ 40* 3

=

121

83

Die Überlappung für die Vorproduktion von Β und C gegenüber der Endmontage von A ergibt sich aus dem Mindestabstand zwischen den Endzeitpunkten und den Anfangszeitpunkten. Mindestabstand Endzeitpunkte Abstand (EndeÄ; Ende,)) Abstand (Endec; Ende^)

=6 + 4=10 = 1+ 4 = 5

Mindestabstand Anfangszeitpunkte Abstand (Anfangs; Anfangs) = 3 + 2 * 2 + 6 - 3 = 1 0 Abstand (Anfange; Anfangs) = 1 + 2 * 3 + 1 - 3 =

5

Für Β ergibt sich als SEZ: 80 - 10 = 70. Für C ist der SEZ: 80 - 5 = 75. Aus den SEZ minus der Vorgangsdauer lässt sich der jeweils späteste Anfangszeitpunkt berechnen. Die Überlappungszeit beträgt: Überlappung (Β; A):

Min\\ 0 - 83| = 73;|l 0 - 83| = 73] = 73

Überlappung (C; Α):

Μ / ψ - 12l| = 116;|5 - 83| = 78] = 78

266

7

Fertigungssteuerung

Lösung zur Aufgabe 3 Materialkosten: 200.000 * 10 + 300.000 * 15 = 6.500.000,- DM Fertigungskosten - Rüstkosten: 60 Minuten * 180, -DM = 180,- Bearbeitungskosten Vorgang 1: 100.000 * 1 / 10 = 10.000 * 2,5 = 25.000,- DM - Bearbeitungskosten Vorgang 2: 100.000 * 2 / 10 = 20.000 * 2,5 = 50.000,- DM - Nachrüstkosten: (100.000 - 1) DIV 1000 = 99 Nachrüstvorgänge 99 * 120 = 11.880,-DM.

Die gesamten Fertigungskosten des Auftrags betragen damit: 1.812.060,- DM

Lösung zur Aufgabe 4 Die Wiederbeschaffungszeit beträgt 0.000104 * 4 * 10 = 0,00416 Monate + Übergangszeit von 0,06398 = 0,06814 Monate. Der Monatsbedarf, ausgedrückt in Anzahl Behälter ergibt sich aus 1000/10 = 100. Bei einem Sicherheitszuschlag von 10% ergibt sich als Anzahl Behälter: 0,00416 * 100 * 1,1 = 8 Behälter.

8 Produktionslogistik

8

267

Produktionslogistik

8.1

Grundlagen

Der Begriff der Logistik entstammt aus dem militärischen Bereich und beinhaltet die komplexe Versorgung der Truppen zur Sicherung ihrer Kampf- und Einsatzbereitschaft. Umgesetzt in die betriebswirtschaftliche Terminologie kann die Logistik definiert werden als die Entwicklung eines logistischen Systems, das die verlangten logistischen Leistungsobjekte wirtschaftlich zur Verfügung stellt. Logistik umfasst demnach die komplexe Planung und Steuerung des Material-, Teile und Erzeugnisflusses einschließlich des dazu erforderlichen Informationsflusses mit dem Ziel der Beschleunigung des Gesamtflusses und der Minimierung des Gesamtaufwands für den Prozessdurchlauf.

Materialbedarfe Reschaffunff

Produktionsmanagement SOP, MPS, MRP CRP, SFC

Kundenaufträge KD-Redarfe Kunde 1

Lieferant 1 Lieferant 2

Beschaffung

Produktion

Absatz

Lieferant 3

Kunde 2 Kunde 3

Beschaffungs-Logistik - Produktions-Logistik - Absatz-Logistik

5 6 . Abbildung: Logistik

Die Beschaffungslogistik umfasst die Planung und Steuerung des Materialflusses vom Lieferanten bis zur Bereitstellung für die Produktion. Die Produktionslogistik bezieht sich auf die innerbetrieblichen Transport-, Umschlags und Zwischenlagerungsprozesse. Die Distributionslogistik ist für die Planung und Steuerung des Warenflusses von der Warenübernahme aus der Produktion bis zum Abnehmer zuständig.

268

8

Produktionslogistik

Im Bereich der Produktentwicklung steht dabei die Entwicklung und Konstruktion kundengerechter,

weitgehend

standardisierter

und

recyclebarer

Erzeugnisse

bei

Minimierung des Entwicklungsaufwandes im Vordergrund. Dazu erfolgt die Definition einer Produktstruktur nach dem Baukastenprinzip, mit der eine schnelle Reaktion auf Kundenwünsche möglich ist sowie die Verwendung standardisierter Einzelteile. Mit Blick auf die eingesetzte Produktionstechnologie geht es um die Entwicklung und Einsatz zeitsparender,

qualitätssichernder

und

kostenminimaler,

umweltfreundlicher

Technologien. Dabei ist die Fertigungstiefe festzulegen, die Rückkopplung von Fertigung zur

Produktionsplanung

zu

etablieren

und

die

Teilprozesse

von

Beschaffung,

Materialbereitstellung und innerbetrieblicher Transport zu harmonisieren. Im Bereich der Beschaffungslogistik geht es um die Sicherung der Material- und Teilebereitstellung

mit

Methoden

der

auftragsgebundenen

Vorlaufbestellung

für

zeitpunktgenaue Teileanlieferung. Die Beschaffung bereits kommissionierter Baugruppen und die Vereinbarung kurzer Abrufzeiten. In

der

Produktionslogistik

wird

eine

auftragsgebundene,

kontinuierliche

Fertigungsflussgestaltung bei gleichzeitiger Minimierung der Bestände an Ware in Arbeit und des Fertigungsaufwandes verfolgt. Neben

einer, an den logistischen

Zielen

orientierten Layoutgestaltung der Produktion, ist die Definition eines umfassenden Kennzahlensystems

notwendig,

um

die

Produktivität

der

Fertigungsprozesse

sicherzustellen. In der Distributionslogistik geht es um die kundengerechte Warenbereitstellung und Dienstleistungserbringung bei Minimierung der Aufwendungen für Fertigwarenlagerung, Verpackung, Vertrieb, Service, Transport und Umschlag.

8.2

Logistik-Ansätze in der Beschaffung

Beschaffungslogistik beinhaltet die Optimierung des Beschaffungsprozesses von der Rechnung

optimaler,

dynamischer

Bestellmengen

und

die

Optimierung

des

Materialflusses vom Wareneingang bis zur Bereitstellung in der Produktion. Die zu den Aufgaben der Beschaffung ergänzenden Themen der Beschaffungslogistik sind die Verwendung logistisch optimierter Bestellmengen und Lieferabrufe sowie die Gestaltung der Beschaffung über Global Sourcing und eProcurement.

8 Produktionslogistik

8.2.1

269

Logistisch optimierte Beschaffungswege

Die Leistungsfähigkeit der gesamten Logistik hängt wesentlich von der Struktur der Beschaffungswege ab. Hohe Wettbewerbsintensität zwingt Unternehmen zur Nutzung weltweiter

Beschaffungsalternativen.

Der

Kostendruck

erfordert

niedrigre

Transaktionskosten und durch die zunehmende Variantenvielfalt gewinnt die Frage der richtigen Wertschöpfungstiefe an Bedeutung.

8.2.1.1

Gobal Sourcing

Global

Sourcing

umfasst die internationale Marktbearbeitung

und

systematische

Ausdehnung der Beschaffungsquellen auch auf internationale Märkte. Dabei ist denkbar, dass die Einsatzgüter im Inland beschafft werden, jedoch Komponenten der beschafften Bauteile im Ausland produziert werden und die Koordination aller in- und ausländischen Beschaffungsaktivitäten über mehrere Produktstufen erfolgt. Daneben ist die indirekte Beschaffung im Ausland über Beschaffungsmittler bzw. die direkte Beschaffung bei ausländischen Herstellern bis zur Einrichtung von Beschaffungsunternehmen im Ausland möglich. Die Vorteile des Global Sourcing liegen in der Senkung der Einkaufskosten durch Ausnutzen international vergleichbarer Preise, einer höheren Markttransparenz (EGBinnenmarkt), Erfüllung von ,local content' Anforderungen (Absatzwirkung der eigenen Produkte, wenn auch vor Ort beschafft wird), Sicherung von Lieferkapazitäten und die Gewinnung von weiterem Know-how. Zu

den

Risiken

sind

das

Transportrisiko,

Wechselkursschwankungen,

ein

unterschiedliches Qualitätsverständnis und ggf. Kommunikation anzumerken.

8.2.1.2

e-Procurement

Seit den

90er Jahren

ersetzt das e-Business

die

Beschaffungsabwicklung über

Dokumente. e-Procurement bezeichnet die elektronische Beschaffung, das heisst die

270

8

Produktionslogistik

Abwicklung des Beschaffungsprozesses über elektronische Netze. Dabei kommt die Verwendung elektronischer Marktplätze zum Einsatz. Beispiele elektronischer Marktplätze sind SupplyOn (http://www.supplyon.com), ein Marktplatz der Automobilzulieferindustrie (Bosch, Continental, ZF Friedrichshafen, ...) und Convisint (http://www.convisint.com'), ein Marktplatz der Automobilhersteller (Daimler Chrysler, Ford, General Motors, Renault,...). Vorteile der Business-to-Business (B2B) Abwicklung im e-Procurement sind die Effizienzsteigerung durch Beschleunigung der Geschäftsprozesse, die Einsparung von Prozesskosten im Einkauf und der Verwaltung, reduzierte Transaktionskosten gegenüber den klassischen Kommunikationsmitteln, Reduzierung von Übertragungsfehlern, eine verbesserte Markttransparenz, neue Preisfindungsverfahren, 24-Stunden Zugang zum Beschaffungsprozess und eine vollständige Unterstützung der Beschaffungsprozesse über automatische Benachrichtigung über den Auftragsfortschritt. Ein Beispiel-Prozess im e-Procurement: •

Über die Softwarekomponente zum e-Procurement wird eine Anfrage im XMLFormat (XML - Extended Markup Language) an das Lieferanten-System gesendet und dort automatisch ein Kundenauftrag angelegt.

•

Um ein Angebot offline erstellen zu können, wird ein Formular im XML-Format auf den PC geladen, bearbeitet und wieder hochgeladen.

• •

Der Lieferant sendet das Angebot und erhält die Bestellung. Mit Eingang der Bestellung wird automatisch eine Auftragsbestätigung erstellt und vom Lieferanten-System an den Besteller gesendet.

•

Die Bestätigung der Lieferung (Lieferavis) wird beim Warenausgang automatisch an das beschaffende Unternehmen gesendet. Gleiches gilt für die Rechnung.

8.2.2

Dynamische Bestellmengen

Bei Optimierung der Bestellmengen aus logistischer Sicht geht es darum, Änderungen im Bedarf und in den Preisen dynamisch in die Änderung von Bestellmengen einfließen zu

8 Produktionslogistik

271

lassen. Aus der Sicht der Mengen wird das Losgrößen von Silver-Meal vorgestellt, aus Sicht der Preise die optimale Bestellmenge bei mengenabhängigen Faktorpreisen.

8.2.2.1

Optimale Losgröße nach Silver-Meal

Nach Silver-Meal ist die optimale Losgröße bei minimalen, durchschnittlichen Gesamtkosten der Periode gefunden. Das heißt, liegen einzelne, periodenbezogene Bedarfe vor, wird die Losgröße um den nächsten Periodenbedarf so lange erhöht, bis die durchschnittlichen Kosten je Periode erstmals ansteigen. η χ

63,3 Kosten fur Los = 60 (ersten beiden Perioden): durchschnittliche Lagerkosten = 60/2 = 30, durchschnittliche Rüstkosten = 70/2 = 35, Summe = 65 > 63,3.

8.2.2.2

Optimale Bestellmenge mit mengenabhängigen Faktorpreisen

Werden bei Bestellung höherer Mengen Rabatte gewährt, so ergibt sich eine Kostenfunktion mit Einzelabschnitten je Mengenbereich, fur den der Rabatt gilt. Materialkosten = ρ * q

mit ρ = Preis und q = Periodenbedarf

Beschaffungskosten = — Κ f mit χ = Bestellmenge, Kf = fixe Beschaffungskosten χ

Für einen Rabatt^,3 mit po, pi und P2 folgt dann:

χ

ΛΓ, = px»q+t»K,

K2=

ρ2·ς

χ

2

+ — · LHS · px 2

Q X + — · Κ , + — »LHS· χ 2

Beispiel Für einen Bedarf von q = 2500 Liter gelten folgende Preise:

p2

8 Produktionslogistik

Po = 1 8

für

Ρ, = 17

für 350 < x < 500

P2=16,5

für 500 erlauf 45 40 35 30 Bestaiidsfläche

ι

3ΞΞ

25 20 15 10

Änfangsßestawds

; J J®g$0gM cnlauf

5

. Zeitablau 12 •

Betrachtungszeitrau

Der mittlere Bestand ergibt sich an einem Arbeitsplatz ergibt sich aus der Summe an Einzelbeständen, dividiert durch die Anzahl der Tage. Der Bestand - jeweils am Ende eines Tages gemessen - wird erst am nächsten Tag fur die Bestandsbindung wirksam. Es

Mittlerer Bestand: Β

Σ*,

t=T'

BF

Σ' Σ
1000, damit ist 745 nicht realisierbar. Die entscheidungsrelevante Kosten pro Jahr sind daher auf Basis X = 1000 zu rechnen:

Κ π 22 = 18.10000. ^2222i 00+ 1222.0,2.18 = 182800" 1000 2

320

8

Produktionslogistik

Es sind 10 Bestellungen je 1000 Stück zu disponieren, wodurch die niedrigsten Gesamtkosten pro Jahr verursacht werden.

3.3

Die Preis-Beschaffungs-Funktion (aus Sicht des Lieferanten Preis-Absatz-Funktion) wird fur die Berechnung des Preises mit einem mengenunabhängigen Teil (a) und einem mengenabhängigen Teil (b) verwendet. Der Preis setzt sich aus einem Grundpreis und einem mengenabhängigen Preis zusammen, derart, daß der Gesamtpreis mit zunehmender Menge kleiner wird. Beispiel: a = 100 b = 10 Für χ = 1 folgt ρ = 110 Fürt χ = 100 folgt ρ = 101 usw.

3.4

8 Produktionslogistik

Aufgabe 4

Spaltenreduktion 1

2

3

4

X

0

1

1

2

1

X

0

0

3 4

4

3

X

1

0

5

9

X

1

2

3

4

X

0

1

1

2

1

X

0

0

3

3

2

X

0

4

0

5

9

X

von nach j 1 1

Zeilenreduktion von nach j 1 1

Null-Element plus Minima aus Zeile und Spalte:

von nach j

1

2

3

4

1

X

0+1+2=3

1

2

1

3

3

X 2

1 0+0+1=1

4

0+1+5=6

5

Es ist die Kombination Auftrag 4 nach 1 zu wählen.

X

0+0+1=1 0+2+0=2

9

X

321

322

8

Produktionslogistik

Die neue, verkleinert Matrix lautet nun: 2

3

0+1+2=3 X

1

1

2

0+0+1=1

0+0+1=1

3

2

X

0+2+0=2

von nach j 1

4

Als nächstes ist die Kombination Auftrag 1 nach 2 zu wählen.

Damit steht die Auftragsreihenfolge fest:

{4-1-2-3}

Aufgabe 5

5.1 Einfache, mittlere Durchlaufzeit:

_ 10 + 4 + 15 + 3 (

DL,P

~

.

Gewichtete, mittlere Durchlaufzeit:

_10*3+4*3+15*4+3*3 W . , ^

5.2

Mittlere Durchflihrungszeit: 13 t D F = — — = 0,87 1,5*10

8,5

8 Produktionslogistik

323

Durchfuhrungszei tantei 1 (Flußgrad): DFA = —

= Q\\

5.3

Die Aufträge haben alle bei fast gleich hoher Bearbeitungszeit unterschiedliche Durchlaufzeiten. Ein Zusammenhang zwischen Bearbeitungszeit und mittlerer Durchlaufzeit ist nicht zu erkennen. Dieses Ergebnis wird auch durch die relativ geringe Abweichung der gewichteten con der einfachen mittleren Durchlaufzeit wiedergespiegelt. Der Durchfuhrungszeitanteil ist mit 11 % jedoch sehr gering. Hier sollte eine bessere Auslastung möglich sein, zumal ein Zeitgrad von 150% sonst nicht effizient ist.

Aufgabe 6

6.1

Kalendertag 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Zugang [Tage] Abgang [Tage] kumulierter Auftrag Dauer Zugang[Tage] A10 4 4 All 3 7 BIO 5 12 Bll 6 18 CIO 3 21 4 CH 25 Beginn Betrachtungszeitraum 4 4 D10 A10 29 All Dil 5 3 34 E10 3 BIO 5 37 2 Ell Bll 6 39 2 CIO 3 F10 41 1 Fl 1 Cll 2 42 Ende Betrachtungszeitraum

kumulierter Abgang [Tage]

0 4 7 12 18 21 23

324

8 Produktionslogistik

[Tag I-

:

Zugangsverlauf

Äbgan^sverlaüf

1

2

3

4

5

6

7

9

10

Betrachtungszeitraum

TTag

8 Produktionslogistik

Durchlaufdiagramm t

TTag

Zugangsverlauf

Anfi ngsBest indsFläc le 1

2

3

4

5

Abgan; »sverlauf

6

7

8

9

10

Τ* Betrachtungszeitraum

[Tag

Τ*

325

326

S

Produktionslogistik

6.2

Τ* = Beginn Betrachtungszeitraum Τ** = Ende Betrachtungszeitraum

Anfangsbestandsfläche (ABF) t ABF = y^kum. t=ι

Zugang

ABF = 4+7+12+18+21+25 = 87

Bestandsfläche (BF) τ" BF = y kum.Zugang

τ" —

^kum.Leistung

BF = (29+34+37+39+41) - (4+7+12+18+21) = 180 - 62 = 118

Vorlauffläche (VF) r VF = y kum.Zugang

Σ (=1

r + ^ kum.Zugang \t=r'

- ^ kum.Leistung t=T'

T Ί -^kum.teilbearbeitete " Auf träge

J

VF = 87 + 118 - (2+6+9 +14+20+23) = 131

Endbestandsfläche (EBF) r' EBF = Ύkum.offene 1=1

Auf träge

t-i

8 Produktionslogistik

327

EBF = 2+6+9+14+20+23 = 74

A B F + B F = VF + E B F 87+118

=

131 + 74 =

205

Aufgabe 7

Einfache, mittlere Terminabweichung = ^ + 10 + 3 + 7 + 4 + 15 _ 7 3

Gewichtete, mittlere Terminabweichung

:

25*10 + 100*5 + 9 * 7 + 4 9 * 3 + 16*15 + 2 2 5 * 4 6*44

=

2,i

Der Betrag der gewichteten, mittleren Terminabweichung liegt deutlich unter dem Betrag der einfachen, mittleren Terminabweichung. Dies bedeutet, daß die Aufträge mit hoher Auftragszeit eine relativ geringere Terminabweichung haben, als die Aufträge mit kleinem Arbeitsinhalt. Dies wird auch deutlich, wenn beide Auftragsgruppen gegenübergestellt werden: Aufträge hohe Auftragszeit: I, HI, V geringe Auftragszeit: II, IV, VI

Auftragszeit 10, 7, 15

Summe Terminabw. 5, 3, 4: Summe = 12

5,3,4

10, 7, 5: Summe = 22

Die hohe Terminabweichung bei den Aufträgen mit relativ geringer Auftragszeit kommt dadurch, daß diese Aufträge vorgezogen wurden.

328

9

Abbildungsverzeichnis

9

Abbildungsverzeichnis

1. 2. 3. 4. 5.

ABBILUNG: PLANUNGSGEBIETE DER PRODUKTIONSPLANUNG ABBILDUNG: ZIELKONFLIKTE IM PRODUKTIONSMANAGEMENT ABBILDUNG 3: FERTIGUNGSTYPEN ABBILDUNG: FUNKTIONEN DES PRODUKTIONSMANAGEMENTS ABBILDUNG: ORGANISATIONS-EINHEITEN IN DER PRODUKTIONSPLANUNG ABBILDUNG: VORGANGSKETTENDIAGRAMM ABBILDUNG: EEPK IM SYSTEM SAP™ R/3™. ABBILDUNG: INFORMATIONSFLUß IM SYSTEM SAP™ R/3™. ABBILDUNG: CAD ABBILDUNG: CAP ABBILDUNG: CAM ABBILDUNG 13: PHASENSCHEMA PRODUKTIONSFUNKTION TYP A ABBILDUNG: ERTRAGSISOQUANTEN ABBILDUNG: MINIMALKOSTENKOMBINATION ABBILDUNG: ZEITBELASTUNGSBILD EINER MASCHINE ABBILDUNG: ZEITVERBRAUCHSBILD ABBILDUNG: PRODUKTIONSFUNKTION TYP C ABBILDUNG: LEONTIEF-PRODUKTIONSFUNKTION. ABBILDUNG: LINEAR-LIMITATIONALE PRODUKTIONSFUNKTION ABBILDUNG: GRAPHISCHE LÖSUNG LEONTIEFPRODUKTIONSFUNKTION ABBILDUNG: PRODUKTLEBENSZYKLUS ABBILDUNG: PRODUKTINNOVATION (ABERNATHY/UTTERBACK) ABBILDUNG: TECHNOLOGIEPORTFOLIO ABBILDUNG: STANDORTSTRATEGIE ABBILDUNG: LAYOUT EINER WERKSTATTFERTIGUNG ABBILDUNG: A B S A T Z - U N D PRODUKTIONSGROBPLANUNG ABBILDUNG: VORPLANUNG MIT ENDMONTAGE ABBILDUNG: PLANUNGSSTRATEGIE NETTOPLANUNG ABBILDUNG: PLANUNGSSTRATEGIE KUNDENEINZELFERTIGUNG ABBILDUNG: ABC-ANALYSE ABBILDUNG: BREAK EVEN POINT ABBILDUNG: OPTIMALE LOSGRÖßE ABBILDUNG: OPTIMALE LOSGRÖßE BEI PREISERHÖHUNG ABBILDUNG: LAGERBESTANDSMODELL ABBILDUNG: ERZEUGNISSTRUKTUR ABBILDUNG: GOZINTO-GRAPH ABBILDUNG: BEDARFSAUFLÖSUNG NACH DEM MRP-PRINZIP ABBILDUNG 1: ECKTERMINBESTIMMUNG ABBILDUNG: ECKTERMINBESTIMMUNG ABBILDUNG: DURCHLAUFTERMINIERUNG ABBILDUNG: GANTT-DIAGRAMM ZUR DURCHLAUFTERMINIERUNG

6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41.

2 5 6 11 16 21 22 24 25 27 29 39 42 45 59 61 63 68 71 71 81 84 85 97 99 122 127 128 129 145 153 157 160 174 177 178 181 184 184 185 186

9 Abbildungsverzeichnis

42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59.

ABBILDUNG: ERZEUGNISSTRUKTUR FÜR GOZINTO-VERFAHREN ABBILDUNG: DURCHLAUFZEITEN DER BETRIEB SAUFTRÄGE ABBILDUNG: DURCHLAUFTERMINIERUNG ABBILDUNG: AUFTRÄGE MIT GEPLANTER KAPAZITÄT ABBILDUNG: AUFTRAGSTERMINIERUNG ABBILDUNG: ÜBERLAPPENDER FERTIGUNG ABBILDUNG: VORGANGSKNOTEN-NETZPLAN ABBILDUNG: JOHNSON-ALGORITHMUS ABBILDUNG: MASCHINENBELEGUNG NACH DEM FIFO-PRINZIP ABBILDUNG: MASCHINENBELEGUNG NACH DER RÜSTZEITREGEL ABBILDUNG: FERTIGUNGSSTEUERUNG BEI LAGERFERTIGUNG ABBILDUNG: REGELKREIS ZUR KUNDENAUFTRAGSFERTIGUNG ABBILDUNG: KANBAN ABBILDUNG: KANBAN TAFEL IM SYSTEM SAP™ R/3™ ABBILDUNG: LOGISTIK ABBILDUNG: PRODUKTIONSPLANUNG UND LOGISTIK KENNZAHLENSYSTEM ZUR PRODUKTIONSSTEUERUNG ABBILDUNG: DURCHLAUFDIAGRAMM

329

188 204 212 213 214 219 221 223 225 225 236 238 249 252 267 276 288 298

330

10

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11 Stichwortverzeichnis

11 Stichwortverzeichnis A ABC-Analyse, 145 ABC-Belegungsstrategie, 16 Anfangsbestandsfläche, 305 Anpassung der Produktionskapazitäten, 53 Arbeitsvorbereitung, 17 Arbeitszeitstudie, 209 Artikelvariante, 21 ATP, 183 Auftragsfreigabe, 215 Ausschuss, 185 Β BDE, 29 Bedarfsart, 126 Bedarfsverursacher, 241 Berechtigungsschlüssel, 19 Beschaffungsmarktforschung, 143 Bestandsentwicklungsanteil, 308 Bestandsfläche, 306 Bestellpunktverfahren, 174 Beziehungswissen, 135 bottom-up-Aggregation, 35 Branch & Bound Methode, 279 Break-Even-Point, 155 Brutto-Nettorechnung, 182 Budgetgerade, 44 Business-Navigator, 23 C CAD, 4, 26 CAM, 4, 29 CAP, 4, 27 CAx-Faktoren, 4 chaotischen Lagerverwaltungssystems, 7 CIM, 25 CNC, 30 CRP, 3 C-Teile, 12

II Stichwortverzeichnis

D Deckungsbeitrag, 83 Direktbedarfsmatrix, 190 Disponent, 18 Disponentengruppe, 18 Dispositionsstufenverfahren, 178 DNC, 30 Durchfiihrungszeitanteil, 298 Durchlaufterminierung, 187 Durchlaufzeitabweichung, 249 Durchschnittsertragskurve, 40 Ε e-Business, 271 Ecktermin, 12, 186 Eigenfertigung oder Fremdbezug, 155 einfache mittlere Durchlaufzeit, 294 Einkaufsinfosatz, 17 Einzelfertigung, 5 Elimination, 82 e-Procurement, 271 Ertragsisoquante, 42 Ertragskurve, 39 F Faktorkombination, 36 Faktorvariation, 42 Faktorverbrauch, 49 Fertigungsauftrag, 242 Fertigungsstufe, 8 Fertigungstiefe, 10, 90 FFS, 109 Fließfertigung, 104 Fortschrittszahlen, 299 FTS, 31 G Gantt-Diagramm, 188 Geometrischer Mittelwert, 168 gewichtete mittlere Durchlaufzeit, 296 Gewinnfunktion, 161 Gewogenes arithmetisches Mittel, 167 Glättungsfaktor, 169 Global Sourcing, 271 GOZINTO-Graph, 180

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Stichwortverzeichnis

GOZINTO-Verfahren, 189 Grenzertragskurve, 39 Grenzrüstkosten, 164 Groff, 164 Gruppenfertigung, 109 Η homogen, 37 Homogenitätsgrad, 36 I IFO-Institut für Wirtschaftsforschung, 144 inhomogen, 38 Innovation, 81 Input-Output-Model, 36 Intensität, 48 Isokostenlinie, 43 Isoquante, 43 J Johnson-Algorithmus, 224 Joint Ventures, 90 Κ KANBAN, 250 KANBAN Tafel, 253 Kapazitätsabgleichs, 217 Kapazitätsangebot, 207 Kapazitätsbedarf, 209 Kapazitätsplanung, 206 Kostenbudget, 43 Kostenträgerrechnung, 14 Kuppelproduktion, 9 L Lagerhaltungskostensatz, 158 Lagrange-Ansatz, 69 Lagrangefunktion, 74 Layoutplanung, 20, 100 Lean Production, 88 Leistung, 48 Leontief-Produktionsfiinktion, 69 Limitationalität, 59 linear-limitationalen Produktionsfunktion, 69 Losgröße, 157

11 Stichwortverzeichnis

Μ Make-or-Buy, 91 Marktstrategie, 81 Massenfertigung, 7 Materialdisposition, 16 Materialengpässe, 17 Materialentnahmeschein, 13 Meldebestand, 175 Methode der kleinsten quadratischen Abweichung, 170 Mindestabstand, 222 Mindestplanungshorizont, 189 MIT, 12 mittlere Vorlauf, 305 MKK, 45 Momentan-Leistungsgrad, 60 MPS, 1, 132 MRP, 2, 3, 10, 66, 122, 182, 183, 184, 237, 250, 255, 266, 333 Ν NC, 4 Ο ökonomische Leistung, 49 Ökonomische Verbrauchsfunktion, 49 optimaler Intensitätsgrad, 39 Optimaler Intensitätsgrad, 50 Organisationselement, 15 Ρ Partielle Faktorvariation, 39 Petri, 23 Picking-Lager, 16 Pivot, 72 Plangruppenzähler, 19 Planungshorizont, 126 Planungsstrategie, 127 PPS, 3 Preisstrukturanalyse, 144 Primärbedarf, 12 Primärbedarfsvektor, 190 Produktion, 1 Produktionsfunktion, 36 Produktionsfunktion Typ B, 48 Produktionsfunktion Typ C, 59 Produktionsfunktion vom Typ A, 39

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11 Stichwortverzeichnis

Produktionslogistik, 270 Produktionsmanagement, 1 Produktionsprogrammplanung, 122 Produktionsrate, 110 Produktivität, 36 Produkt-Lebenszyklus, 82 Produktstrategie, 80 R Rangwert, 107 Regelkreis, 239 Reichweite, 176 Restriktionsgleichung, 71 Rückmeldung, 18 Rückwärtstermini erung, 213 Rüstzeitregel, 227 S Schätzfunktion, 170 Schüttgut, 181 Sekundärbedarf, 132 Serienfertigung, 6 SFC, 3 Sicherheitsbestand, 174 Silver-Meal, 273 Simplexalgorithmus, 72 Skaleneffekt, 4, 90 Sonderbeschaffungskennzeichen, 181 SOP, 1, 122 SQ-Wert, 151 Strategie der Differenzierung, 81 Strategie der Kostenführerschaft, 81 Stückkostenfunktion, 158 Stückliste, 179 Stufenkonzept, 10 Substituionale Faktorbeziehung, 39 Substitutionale Produktionsfunktion, 38 Τ Taktrate, 20 Taktzeit, 104 technische Verbrauchsfunktion, 62 Technische Verbrauchsfunktion, 49 technische Zustand, 48 Technologiematrix, 190, 191 Technologieportfolio, 87

11 Stichwortverzeichnis

Teilefamilie, 9 Terminabweichung, 309 Tertiärbedarf, 141 Top-Down-Verteilung, 35 Toyota-Goal Chasing Methode, 284 Transformationsfunktion, 49 Trendgerade, 172 U Übergangszeit, 294 Überlappende Fertigung, 220 Überlappungsfaktor, 297 V Variante, 6 Variantenkonfiguration, 135 Variation, 81 Verbrauchsfunktion, 48 verbrauchsorientierte Bedarfsrechnung, 141 Verfiigbarkeitsprüfung, 243 Verspätungsregel, 226 Vorlaufzeit, 304 Vorwärtsterminierung, 213 W Werkstattfertiger, 7 Werkstattfertigung, 101 Wertanalyse, 152 WIP, 14 World-Scale-Niveau, 81 X XYZ- Analyse, 149, 151 Ζ Zeilenoperation, 72 Zeitbelastungsbild, 62 Zeitreihenwert, 172 Zeitverbrauchsbildes, 63 Zielfunktion, 71 Zielkonflikt, 5 Zielkostenindex, 154 z-Wechsel, 60

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