Kapitel 3 - Simulation & Absatzprognose

1. Einführung

2. Wachstum

3. Sättigung

4. Rückgang

5. Ausmusterung (danach)

Prototypfertigung

hohe Flexibilität für Änderung der Bearbeitungsaufgabe

zum Beispiel: Bearbeitungszentrum

sprich Produkt kann noch verändert werden

Anlauf der Serienfertigung

Fertigung mehrerer Varianten mit zunehmenden Stückzahlen

zum Beispiel: flexible Fertigungsstraße

Man will in Massenfertigung kommen

Serien- oder Massenfertigung

Fertigung gleicher Werkstücke mit hoher Produktivität (Stückkosten senken)

zum Beispiel: starre Transferstaße

Ersatzteilfertigung

zunehmender Bedarf an Flexibilität für viele unterschiedliche

Werkstücke

zum Beispiel: FFS flexible Fertigungsstraße

Simulation ist das Nachbilden eines Systems mit seinen dynamischen Prozessen in einem experimentierbaren Modell, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind Im weiteren Sinne wird unter Simulation das Vorbereiten, Durchführen und Auswerten gezielter Experimente mit einem Simulationsmodell verstanden .

• Laborexperimente

• Physische Simulation (Auutocrash)

• Computersimulation

• Elemente des betrachteten Systems, deren relevante Eigenschaften und Zusammenhänge bzw. Wechselwirkungen werden in einem formalen Modell abgebildet

• Annahme: das Modell verhält sich in Bezug auf die untersuchten Größen wie das reale System

• Vorteile: Flexibilität und Manipulierbarkeit; Beobachtungs und Auswertungsmöglichkeiten

• Nachteile: z.T. geringere Wirklichkeitstreue

Bei Simulationen werden Experimente an einem Modell durchgeführt, um Erkenntnisse über das reale System zu gewinnen.

Allgemein:

• Untersuchung des Ablaufverhaltens eines Systems

• Analyse komplexer Wirkungszusammenhänge , die nicht in

einfachen Gleichungen fassbar sind

• Analysen bzw. Experimente im Originalsystem aus technischen, ökonomischen oder ethischen Gründen

nicht realisierbar

• Prognose des zukünftigen Verhaltens realer Systeme

• Ermittlung günstiger Parameterkonstellationen

In der industriellen Produktion:

• Fabrikplanung

• Fertigungssteuerung

• Vorbereitung von Investitionsentscheidungen

Deterministisch: Modellannahmen sind fix

Stochastisch: Zufallsverteilung, Wahrscheinlichkeiten, damit Ergebnisse immer anders

Kontinuierlich: fortlaufende Zeitreihe

Diskret: zu bestimmten Ereignis

Zeitgeteuert: nach 10 Jahren

Ergebnisgesteuert: wenn ein Impfstoff auf den Markt kommt

• Welche Unzulänglichkeiten hat das zu untersuchende System?

• Welche Systemelemente sind Betrachtungsgegenstand (Systemgrenzen)?

• Was soll durch die Simulation erreicht werden?

• Wie soll das Modell im Entscheidungsprozess eingesetzt werden?

• Wer soll das Modell anwenden?

• Welche Entscheidungskriterien sollen zu Grunde gelegt werden?

sind Werkzeuge zur dynamischen oder statischen Abbildung von

verfahrenstechnischen Prozessen

• Einsatz mathematisch statistischer Modelle mit Verwendung vergangenheits orientierter,

quantitativer Daten

• Verschiedene Modellarten, z.B. Simulation, Optimierung, Input Output, Gleichgewichtsmodell.

• Annahme: In der Vergangenheit beobachtete Gesetzmäßigkeiten gelten auch in der Zukunft.

• Anwendung: vor allem zur Vorhersage von Nachfragegrößen, z.B. zu erwartende Entwicklung

von Absatzvolumina oder Marktanteilen

• zunehmende Dynamik und Komplexität der Umweltbedingungen

• qualitative Größen wie politische, gesellschaftliche und technische Entwicklungen nur ungenügend erfasst

• Mögliche Strukturbrüche in der Zukunft werden nicht berücksichtigt

• Qualität der Ergebnisse hängt immer von den getroffenen Annahmen, und damit auch von

subjektiver Einschätzung des Modellierers ab

• Einbindung und Analyse qualitativer Aspekte der vorliegenden Problemstellung

• Szenarien in Form einer “Storyline“ sind für Entscheidungsträger besser greifbar

• Konsistenzprüfung zwischen qualitativen Einflussfaktoren (cross impact Analyse) soll

Formulierung konsistenter Annahmenbündel für quantitative Verfahren gewährleisten

• Erfassung von subjektiven Einstellungen und Meinungen (Expertenwissen, z.B. Delphi Methode)

• Instrument der strategischen Unternehmensplanung

• nutzt interdisziplinäre Methoden und verarbeitet sowohl quantitative Daten als auch qualitative Informationen (Story and Simulation).

• Komplexe Systemanalysen ermöglichen umfassenderes Verständnis des Systems und bringen alternative Zukunftsbilder hervor.

Ein Szenario ist die Beschreibung einer möglichen Zukunftssituation.

1. Situationsszenario: der zukünftige Zustand steht im Vordergrund

2. Prozessszenario: die Entwicklung zu einem Zustand steht im Vordergrund, das Eintreten eines Szenarios kann weder zeitlich noch im Ausmaß mit Sicherheit vorhergesagt werden

• Entscheidungsunterstützung: heutige Entscheidung wird auf eine fundierte Basis gestellt, indem künftige Entwicklung unter Berücksichtigung verschiedener Annahmen prognostiziert wird

• Formulierung von Maßnahmenplänen im Vorfeld aus Erkenntnissen der „Extrem Szenarios"

(Best Worst Case)

• Interne Einflussfaktoren liegen im Gestaltungsfeld eines Unternehmens

• Externe Einflussfaktoren beschreiben die Umwelt eines Unternehmens (nicht beeinflussbar)

1. Interne Szenarien umfassen nur interne Einflussfaktoren

2. Externe Szenarien umfassen nur externe Einflussfaktoren

3. Systemszenarien umfassen sowohl interne als auch externe Einflussfaktoren

Szenariotrichter symbolisiert Komplexität und Unsicherheit

• Gegenwart beginnt am engsten Punkt des Trichters

• Je weiter man in die Zukunft geht, desto größer wird die Unsicherheit und desto umfassender und vielfältiger wird die Komplexität, Spanne möglicher Entwicklungen nimmt im Zeitverlauf zu

Beschreibung der Entwicklung in die Zukunft:

• Ist Zustand durch einige bekannte Einflussfaktoren geprägt

• In der näheren Zukunft (2 bis 5 Jahre): keine signifikante Änderungen der Einflussfaktoren zu erwarten, Entwicklung ist durch die Struktur der Gegenwart weitgehend festgelegt

• In der ferneren Zukunft (über 5 bis 10 Jahre): Wirkung der bekannten Einflussfaktoren nimmt ab, neue Einflussfaktoren, deren Wirkung nicht oder weniger bekannt ist.

• Trendszenario schreibt aktuellen Entwicklung ohne größere Überraschungen oder Strukturbrüche fort

• Aufgrund der vorhandenen Einflussfaktoren und deren Veränderung erreicht man ein bestimmtes Zukunftsbild (Szenario A).

• Störereignis kann die Entwicklung in eine andere Bahn lenken (Szenario A 1)

• Extremszenarien (Best Case Worst Case) liegen am Rand des Szenariotrichters und unterstellen extrem positive oder extrem negative Entwicklung aller relevanten Einflussfaktoren

Einflussgrößen verändern sich in der denkbar günstigsten Weise.

Beispiel: Ein Tabakkonzern wird auf Schadensersatzzahlung verklagt. Im besten Fall wird die Klage abgewiesen und die hierfür möglicherweise bereits gebildeten Rückstellungen können aufgelöst und im Unternehmen reinvestiert werden.

Einflussgrößen verändern sich in der denkbar ungünstigsten Weise.

Beispiel: Ein Pharmakonzern entwickelt ein neues

Arzneimittel, welches im schlimmsten Fall auf dem US-amerikanischen Markt nicht zugelassen wird. Die

geplanten Absätze in den USA müssten dann aus den

Produktionszahlen heraus gerechnet werden. Die

geringere Produktionsmenge muss nach wie vor

wirtschaftlich hergestellt und vertrieben werden können.

Teilnehmer müssen vernetzt denken und handeln, damit den betrachteten äußerst komplexen Systemen ausreichend Rechnung getragen wird.

Während der Szenario-Entwicklung ist Kreativität gefragt, um zukunftsoffen agieren zu können und somit die multiplen Zukunftsentwicklungen nicht zu früh einzugrenzen.

Die strategische Perspektive muss während der gesamten Entwicklung präsent sein, damit die langfristige Planung auf den Auf- und Ausbau von Erfolgspotenzialen ausgerichtet ist.

• Änderung von Konsum Präferenzen oder verfügbarem Einkommen

• Qualität und Preise elektrischer Geräte und Fahrzeuge

• Verfügbarkeit, Zugänglichkeit und Preise bestimmter Dienstleistungsangebote (z.B. Wäschereien, öffentliche

• Soziodemographische Faktoren, z.B. Haushaltsgröße

• Relative Energiepreise bzw. Erwartungen zur langfristigen relativen Preisentwicklung

•Tageszeiteffekte, Kalendereffekte (z.B. Wochentage, gesetzliche Feiertage, Brückentage), jahreszeitliche Saisoneffekte, Sondereffekte (z.B. große Sportereignisse, Festivitäten)

• Temperatur und Strahlungsschwankungen sowie andere Wettereffekte

• Produktionsschwankungen in Folge fluktuierender Auftragseingänge, Betriebsunterbrechungen, Streiks und anderer Produktionsausfälle,

• Energiewirtschaftliche Steuerungsgrößen, z.B. zeitvariable Tarife und unterbrechbare Lieferungen

• Energiepreisfluktuationen

Effizienzverbesserungen neuer Geräte als Folge technischen Fortschritts, gezielter Interventionen der Politik (z.B. Verbrauchsstandards) oder bewusster Investitions bzw. Kaufentscheidungen zugunsten energieeffizienter Geräte

• Unterstützt die Auseinandersetzung mit der unsicheren Komponente Zukunft

• Integration von anderen Planungs- und Prognoseinstrumenten ist denkbar

• Denken in Alternativen wird gefördert

• Interdisziplinäre Zusammenarbeit erweitert Sicht der Teilnehmer

• Qualitative Aussagen über die Entwicklung von Einflussfaktoren können einbezogen werden

• Motivation und Kommunikation der Teilnehmer sowie ihr Verständnis für Systemzusammenhänge und mögliche Entwicklungen werden verbessert

• Qualitative „weiche Daten" (z.B. Grad der zu erwartenden Widerstände) können neben empirischen „harten Daten" (z.B. Kosten) einbezogen

werden

• Qualität der Szenarien ist erheblich von der Kompetenz, der Informationsbasis und der Vorstellungskraft der Beteiligten abhängig

• Zu wenig Gebrauch von graphischen und bildhaften

Darstellungen

• Szenario Technik an sich sehr zeit und somit kostenintensiv

• Szenario Technik ist nicht wertfrei: Es besteht die Gefahr eines übermäßig subjektiven Einflusses

1. Szenario-Vorbereitung

2. Szenario-Feld Analyse

3. Szenario-Prognostik

4. Szenario-Entwicklung

5. Szenario-Transfer

• Bildung des Szenario Teams

• Klärung der Fragestellung: Was ist das Problem, zu dessen Lösung Szenarien entwickelt werden

• Was ist das Entscheidungsfeld

• Bereich, für den auf der Basis der Erkenntnisse aus den Szenarien eine Strategie erarbeitet werden soll

• vom Unternehmen/Entscheider beeinflussbar, z.B. strategische Geschäftseinheit

• Beschreibung des Entscheidungsfelds in seiner gegenwärtigen Situation

• Das Szenario-Feld kann aus dem Entscheidungsfeld und der Umwelt bestehen

• Entwicklung der Umwelt ist unsicher („externe Unsicherheit“)

• Sammlung einer Menge von Einflussfaktoren für das Szenario-Feld

• Strukturierte Vorgehen zur Identifikation von Schlüsselfaktoren aus der Menge der

Einflussfaktoren dienen der Komplexitätsreduktion:

• Cross-Impact Analyse

• Fuzzy-Ansatz zur qualitativen Cross-Impact Analyse

• Cross-Impact Bilanzanalyse

• Identifikation von (in der Regel bis zu vier) Entwicklungen für jeden Schlüsselfaktor, sogenannte „Projektionen“

• Ziel: nicht nur wahrscheinliche, sondern auch extreme Entwicklungen beschreiben, um einen möglichst großen Möglichkeitsraum abzudecken

Hier muss man kreativ sein, aber auch aufpassen, dass Szenarien auch möglich sind

• Paarweise Bewertung der Konsistenz von Projektionen:

• „Wie konsistent ist die Projektion A mit der Projektion B?”

  z. B. mithilfe von einer Skala von 1-5

•Anzahl an möglichen Kombinationen der Projektionen:

𝑇=𝑣1⋅𝑣2⋅…⋅𝑣𝑁≡𝑇=ෑ 𝑖=1𝑁𝑣𝑖

Mit 𝑇:Anzahl an möglichen Szenarien, 𝑣𝑖:Anzahl an Projektionen pro Schlüsselfaktor

𝑁:Anzahl an Schlüsselfaktoren

• Clusteranalyse (softwaregestützt) zur Identifikation konsistenter Projektionsbündel ≔konsistente Szenarien

• Szenarien bestehen also aus in sich konsistenten Annahmen zur zukünftigen Entwicklung

• Textuelle Beschreibung der Szenarien, um sie greifbarer zu machen

• Implikationen der Szenarien für das Entscheidungsfeld ableiten

• SWOT Analyse, Strategiebildung

• Maßnahmen implementieren

• Gegebenenfalls Iteration, wenn sich Umweltbedingungen geändert haben

1. Nachfrage nach Kaffee: unter Berücksichtigung gesellschaftlicher Konsumtrends

   • Best-Case: Die Nachfrage nach Kaffee steigt sowohl bei den Studierenden als auch bei den Mitarbeitenden, da gesundheitliche Risiken durch besondere Röstverfahren abgemildert werden können. Der Anteil an Kaffeetrinkern in der Bevölkerung steigt.

   • Worst-Case: In medizinischen Studien wird ein erhöhtes Gesundheitsrisiko von Kaffee nachgewiesen, sodass der Konsum stärker staatlich reguliert wird. Die Nachfrage nach Kaffee sinkt stark.

2. Verfügbarkeit von Kaffee: unter Berücksichtigung der Lieferantenbeziehungen

   • Best-Case: Mit einem Multi Sourcing Ansatz können viele Lieferanten für köstlichen Kaffee mit akzeptablen Preis Leistungs Verhältnissen gefunden werden.

   • Worst-Case: Missernten, andere Naturkatastrophen und Flächenkonkurrenz zu anderen Agrarprodukten führen zu Lieferengpässen. Einige Lieferanten werden insolvent und sind somit dauerhaft nicht mehr verfügbar.

3. Einkaufspreis von Kaffee: Entwicklung des Einkaufspreises

   • Best-Case: Der Einkaufspreis des Kaffees sinkt durch Mengenvorteile seitens der Lieferanten. Die langfristige Kooperation mit den Lieferanten ist erfolgreich, sodass Preisverhandlungen günstig ausfallen.

   • Worst-Case: Wegen vieler Missernten durch Überbeanspruchung der Böden, Desertifikation und Wassermangel steigt der Einkaufspreis von Kaffee stark an.

4. Absatzstandort: (rechtliche und sonstige) Entwicklungen bzgl. Absatzstandorts

   • Best-Case: Der Pachtvertrag für die eigene Filiale auf dem Campus wird zu günstigen Konditionen verlängert, eine Expansion in anliegende Räumlichkeiten ist möglich.

   • Worst-Case: Der Pachtvertrag für die eigene Filiale auf dem Campus wird nicht verlängert. Vorgaben der Universität schließen die Eröffnung einer weiteren Filiale auf dem Campus aus. Die Einrichtung anderer

     Distributionskanäle bringt hohe Kosten mit sich, da das Know How dazu im Unternehmen bislang fehlt.

Die Delphi Methode ist ein systematisches, mehrstufiges Befragungsverfahren mit Rückkopplung, um zukünftige Ereignisse, Trends und technische Entwicklungen möglichst gut einzuschätzen.

Ziel:

• Diskussion von Erwartungen der befragten Fachleute

• Erkennen von Wahrscheinlichem, Wünschbarem und konkreten Zielen

Von Fachkommissionen erarbeitete Thesen werden ca. 2.000 Experten zur Bewertung vorgelegt, deren Antworten analysiert und denselben Experten erneut anonymisiert vorgelegt.

Modelliert asymmetrische, sigmoidale Wachstumsprozesse

𝑤𝑡=𝐿⋅𝑒−𝑏⋅𝑒−𝑘⋅𝑡

• 𝑤𝑡 ist eine Wachstumsgröße (z. B. Marktanteil, kumulierte Verkäufe) zum Zeitpunkt 𝑡

• 𝐿 ist die Asymptote , diese wird erst erreicht, wenn 𝑡 unendlich groß wird:

lim𝑡→∞𝐿⋅𝑒−𝑏⋅𝑒−𝑘⋅𝑡=𝐿⋅𝑒−𝑏⋅0=𝐿⋅𝑒0=𝐿⋅1=𝐿

• Parameter 𝑏 und 𝑘 charakterisieren Anstieg und Stelle des Wendepunkts 𝑥 Koordinate)

• Höhe des Wendepunkts 𝑦 Koordinate) etwa bei 1/3 des Endwertes: 𝐿/𝑒≈0,37𝐿

Gompertz-Kurve

Asymmetrischer Wachstumsverlauf:

1. Zu Beginn lanfsamer Anstieg

2. Vor dem Wendepunkt schnellerer Anstieg

3. Nach dem Wendepunkt langsamere Annäherung an Maximalwert

Pearl-Kurve:

Symmetrischer Wachstumsverlauf:

1. Zu Beginn schneller Anstieg

2. Vor dem Wendepunkt langsamer Anstieg

3. Nach dem Wendepunkt schnellere Annäherung an Maximalwert

Links Achse gilt für G/P —> Kummuliert

Rechte Achste gilt für PLZ —> Absatz pro Jahr

Heißt der Absatz ist am höchsten, wenn der P/G seinen Wendepunkt hat

G/P sind gut um darzustellen, wie kummulierter Absatz bis zu einem bestimmten Jahr aussehen wird