Kurzfragen

Produktion ist die Kombination und Transformation von Produktionsfaktoren zu in der Regel wertgesteigerten Gütern. Input wird durch einen Produktionsprozess in Output umgewandelt.

Wertschöpfung bedeutet, dass durch den Produktionsprozess Güter entstehen, deren Wert höher ist als der Wert der eingesetzten Produktionsfaktoren.

• menschliche Arbeitskraft

• Betriebsmittel

• Werkstoffe beziehungsweise Material

Bei der Arbeit wird zwischen ausführender und dispositiver Arbeit unterschieden.

1. Rohstoffe sind wesentliche Bestandteile des Produkts.

2. Hilfsstoffe sind untergeordnete Bestandteile des Produkts.

3. Betriebsstoffe dienen dem Betrieb und Erhalt der Anlagen, gehen aber normalerweise nicht in das Produkt ein.

• kurze Durchlaufzeiten

• hohe Qualität

• Wirtschaftlichkeit

• Flexibilität

1. Maximumprinzip: Mit gegebenem Input maximalen Output erzielen.

2. Minimumprinzip: Vorgegebenen Output mit minimalem Input erreichen.

3. Extremumprinzip: Ein möglichst günstiges Verhältnis zwischen Input und Output erreichen.

1. Massenproduktion: unbegrenzte Herstellung eines standardisierten Produkts

2. Sortenproduktion: Varianten eines Grundprodukts

3. Serienproduktion: begrenzte Menge identischer Erzeugnisse

4. Einzelproduktion: individuelle Produkte, häufig auf Kundenauftrag

1. Make to Stock: Produktion auf Lager anhand von Prognosen

2. Make to Order: Produktion beginnt nach Kundenauftrag

3. Assemble to Order: Teile werden vorproduziert, Endmontage erfolgt nach Auftrag

Gleichartige Arbeitssysteme werden räumlich zusammengefasst, zum Beispiel alle Fräsmaschinen in einer Werkstatt. Typisches Beispiel ist die Werkstattproduktion.

Die Arbeitssysteme werden entsprechend der Bearbeitungsreihenfolge eines Produkts angeordnet. Typisches Beispiel ist die Fließproduktion.

1. Reihenproduktion: keine zeitliche Taktung

2. Transferstraße: synchroner, automatisierter Werkstückfluss

3. Fließproduktionslinie: asynchroner Werkstückfluss durch selbstständige Fördereinrichtungen

1. Strategisch: langfristige Rahmenbedingungen, zum Beispiel Standortwahl

2. Taktisch: mittelfristige Umsetzung, zum Beispiel Layoutplanung

3. Operativ: kurzfristige Nutzung vorhandener Kapazitäten, zum Beispiel Produktionsprogrammplanung

Ein Problem besteht aus:

• Eingabe

• Lösungsraum

• Zulässigkeitsbedingungen

• Zielsetzung

• Frage

Eine Probleminstanz ist eine konkrete Belegung aller Eingabedaten eines Problems mit Werten. Ein Problem kann viele verschiedene Instanzen besitzen.

Bei einem Optimierungsproblem wird nach einer optimalen Lösung oder einem optimalen Zielfunktionswert gesucht. Ein Entscheidungsproblem kann nur mit Ja oder Nein beantwortet werden.

Ein Algorithmus ist eine präzise und eindeutige Handlungsvorschrift, mit der eine Eingabe in eine Ausgabe transformiert wird.

Ein exaktes Verfahren garantiert eine optimale Lösung oder erkennt korrekt, dass keine optimale Lösung existiert. Eine Heuristik sucht eine möglichst gute zulässige Lösung, besitzt aber keine Optimalitätsgarantie.

Weil exakte Verfahren bei großen oder komplexen Problemen zu viel Rechenzeit benötigen können. Heuristiken liefern häufig schneller eine brauchbare Lösung.

Ein Modell bildet ein Original vereinfacht ab. Welche Eigenschaften dargestellt werden, hängt vom Zweck des Modells ab.

1. Die Eingabe wird durch Parameter repräsentiert.

2. Die möglichen Lösungen werden durch Variablenbelegungen repräsentiert.

1. Parameter

2. Variablen mit Domänen

3. Nebenbedingungen

4. Zielfunktion mit Optimierungsrichtung

Parameter sind vorgegebene und unveränderliche Eingabedaten. Variablen stellen die Entscheidungen dar, deren Werte durch die Lösung bestimmt werden.

Eine Lösung ist zulässig, wenn alle Variablen Werte aus ihren Domänen besitzen und sämtliche Nebenbedingungen erfüllt sind.

Eine optimale Lösung ist eine zulässige Lösung, für die es gemäß der Optimierungsrichtung keine bessere zulässige Lösung gibt.

Bei einem linearen Optimierungsmodell sind Zielfunktion und Nebenbedingungen linear. Ein LP ist zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass alle Variablen kontinuierlich sind.

Zum Beispiel, wenn:

• Variablen miteinander multipliziert werden

• Variablen in Exponenten vorkommen

• nichtlineare Funktionen von Variablen verwendet werden

1. Maximierungsproblem

2. ausschließlich ≤\le≤-Nebenbedingungen

3. ausschließlich nichtnegative kontinuierliche Variablen

4. Variablenterme links und Konstanten rechts

Eine Menge ist konvex, wenn für jeweils zwei Punkte der Menge auch die gesamte Verbindungsstrecke zwischen diesen Punkten in der Menge liegt. Die zulässige Menge eines LP ist konvex.

Ein Eckpunkt entsteht durch den Schnitt linear unabhängiger Neben- oder Nichtnegativitätsbedingungen. Wenn ein LP eine optimale Lösung und Eckpunkte besitzt, existiert mindestens ein optimaler Eckpunkt.

1. keine zulässige Lösung

2. unbeschränktes LP

3. unendlich viele optimale Lösungen

Eine Schlupfvariable wandelt eine ≤\le≤-Nebenbedingung in eine Gleichung um. Ihr Wert zeigt die noch nicht genutzte Kapazität der zugehörigen Nebenbedingung.

Nichtbasisvariablen werden in einer Basislösung auf 0 gesetzt. Die übrigen Variablen sind Basisvariablen und werden aus dem Gleichungssystem bestimmt.

Jede zulässige Basislösung entspricht einem zulässigen Eckpunkt. Umgekehrt lässt sich jeder zulässige Eckpunkt durch mindestens eine zulässige Basislösung darstellen.

Eine Basislösung ist primal degeneriert, wenn mindestens eine Basisvariable den Wert 0 besitzt. Zu einem Eckpunkt können dann mehrere Basen gehören.

Standortplanung beschäftigt sich mit der Platzierung materieller oder immaterieller Ressourcen in einem gegebenen Raum.

1. Betrieblich: Standorte ganzer Werke oder Lager

2. Innerbetrieblich: Anordnung von Maschinen, Bereichen oder Arbeitsplätzen innerhalb eines Betriebs

Die deskriptive Standorttheorie beschreibt Standortfaktoren und Anforderungen. Die normative Standorttheorie entwickelt Modelle und Verfahren für konkrete Standortentscheidungen.

Beim WLP wird entschieden, an welchen potenziellen Standorten Lager eröffnet werden und wie Kunden beliefert werden. Ziel ist die Minimierung von Fix- und Transportkosten.

Weil die Entscheidung, ob ein Lager eröffnet wird, durch Binärvariablen dargestellt wird. Diese dürfen nur die Werte 0 und 1 annehmen.

Beim QZOP werden Organisationseinheiten Plätzen zugeordnet. Ziel ist die Minimierung der Transportkosten, die von Transportintensitäten und Entfernungen abhängen.

Weil in der Zielfunktion Zuordnungsvariablen miteinander multipliziert werden.

Eine lokale Suche beginnt mit einer zulässigen Lösung und untersucht benachbarte Lösungen, um Verbesserungen zu finden.

Die Nachbarschaft enthält alle Lösungen, die durch bestimmte Veränderungen aus der aktuellen Lösung entstehen können, beispielsweise durch das Vertauschen zweier Elemente.

Eine Lösung, die innerhalb ihrer Nachbarschaft nicht verbessert werden kann. Sie muss aber nicht die global beste Lösung sein.

Eine Metaheuristik ist eine allgemeine Strategie zur Steuerung eines Suchverfahrens. Sie soll insbesondere helfen, lokale Optima zu verlassen.

Das Verfahren akzeptiert teilweise auch schlechtere Lösungen. Dadurch kann es lokale Optima verlassen. Die Wahrscheinlichkeit für die Annahme schlechterer Lösungen nimmt im Verlauf ab.

1. aggregierte Gesamtplanung

2. kapazitierte Hauptproduktionsprogrammplanung

3. Losgrößen- und Ressourceneinsatzplanung

4. Feinplanung und Steuerung

Eine mittel- bis langfristige Planung des gesamten Produktionsprogramms und aggregierter Kapazitäten. Ziel ist die Abstimmung von Kapazitätsangebot und Kapazitätsbedarf.

Eine detailliertere Planung der Produktionsmengen von Hauptprodukten unter Berücksichtigung beschränkter Kapazitäten, Kundenaufträge, Prognosen und Lagerbestände.

Sie bestimmt, welche Verbrauchsfaktoren in welcher Menge und zu welchem Termin benötigt werden.

1. Primärbedarf: Endprodukte und Ersatzteile

2. Sekundärbedarf: Rohstoffe, Einzelteile und Baugruppen

3. Tertiärbedarf: Hilfs- und Betriebsstoffe sowie günstige Verschleißwerkzeuge

Die programmorientierte Planung leitet den Bedarf aus dem Produktionsprogramm und der Erzeugnisstruktur ab. Die verbrauchsgebundene Planung prognostiziert den Bedarf anhand vergangener Verbrauchsdaten.

Sie klassifiziert Materialien nach ihrer wertmäßigen Bedeutung:

• A-Güter: hohe Bedeutung

• B-Güter: mittlere Bedeutung

• C-Güter: geringe Bedeutung

Sie klassifiziert Materialien nach ihrem Bedarfsverlauf:

• R: konstant

• S: regelmäßig mit Trend oder Saison

• U: unregelmäßig

Ein gerichteter und gewichteter Graph zur Darstellung von Erzeugniszusammenhängen. Die Knoten sind Erzeugnisse, die Pfeile zeigen Input-Output-Beziehungen und die Gewichte geben Direktbedarfe an.

1. linear

2. konvergierend

3. divergierend

4. generell

Eine Baukastenstückliste enthält nur unmittelbar eingehende Komponenten. Eine Mengenübersichtsstückliste enthält den gesamten direkten und indirekten Bedarf einer Komponente.

Der Bruttobedarf besteht aus Primärbedarf, Sekundärbedarf und gegebenenfalls Zusatzbedarf.

Physischer Lagerbestand plus geplante Lagerzugänge minus reservierter Bestand und Sicherheitsbestand.

Der Nettobedarf ist der Teil des Bruttobedarfs, der nicht durch den disponiblen Lagerbestand gedeckt werden kann.

Weil die Erzeugnisse zu Beginn der Bedarfsperiode verfügbar sein müssen. Die Produktion muss deshalb entsprechend früher beginnen.

Große Lose senken die Zahl der Rüstvorgänge, erhöhen aber die Lagerkosten. Kleine Lose senken Lagerkosten, erhöhen aber Rüstkosten.

Das MLCLSP betrachtet mehrere Erzeugnisse, mehrere Produktionsstufen und beschränkte Kapazitäten. Das SIULSP betrachtet nur ein Erzeugnis ohne Kapazitätsbeschränkungen.

Materialbedarf, Losgrößen und Ressourcen werden nacheinander getrennt geplant, obwohl zwischen ihnen Abhängigkeiten bestehen. Dadurch können spätere Kapazitätsprobleme entstehen

Produktionsaufträge werden freigegeben, konkreten Arbeitssystemen zugeordnet und zeitlich terminiert.

Ein Netzplan, bei dem Arbeitsgänge durch Knoten, ihre Dauern durch Knotenbewertungen und Reihenfolgebeziehungen durch Pfeile dargestellt werden.

Die Bestimmung frühester und spätester Anfangs- und Endzeitpunkte von Arbeitsgängen, zunächst ohne Berücksichtigung der Ressourcenbeschränkungen.

Die Zeitspanne, um die ein Arbeitsgang verschoben oder verlängert werden kann, ohne die Fertigstellung des Gesamtprojekts zu verzögern.

Ein Arbeitsgang mit Pufferzeit 0 ist kritisch. Ein kritischer Weg verläuft vom Start- zum Endzustand ausschließlich über kritische Arbeitsgänge. Es können mehrere kritische Wege existieren

Die Anpassung eines Plans bei Ressourcenüberlastung, zum Beispiel durch zeitliche Verschiebung von Arbeitsgängen, Überstunden, Fremdvergabe oder zusätzliche Maschinen.

1. Feinplanung: genaue Reihenfolge und zeitliche Einplanung der Aufträge

2. Produktionssteuerung: konkrete Veranlassung der Produktion

3. Produktionskontrolle: Überwachung von Zustand und Fortschritt

1. α: Maschinenumgebung

2. β\betaβ: Ablaufeigenschaften und Nebenbedingungen

3. γ\gammaγ: zu minimierende Zielfunktion

Im Flow Shop durchlaufen alle Aufträge die Maschinen in derselben Reihenfolge. Im Job Shop dürfen sich die Maschinenreihenfolgen zwischen den Aufträgen unterscheiden.

Der Fertigstellungszeitpunkt des zuletzt fertiggestellten Auftrags beziehungsweise die Gesamtdauer eines Ablaufplans.

Eine Supply Chain umfasst alle direkt oder indirekt an der Erfüllung eines Kundenbedarfs beteiligten Stufen und Funktionen. Dazu gehören beispielsweise Lieferanten, Hersteller, Logistikdienstleister, Händler und der Kunde selbst.

Weil die Unternehmen nicht nur in einer einfachen Kette miteinander verbunden sind. Meist bestehen zahlreiche parallele und sich überschneidende Beziehungen zwischen Lieferanten, Herstellern, Händlern und Kunden

1. Material-, Teile- und Produktflüsse

2. Informationsflüsse

3. Finanz- beziehungsweise Geldflüsse

Diese Flüsse können grundsätzlich in beide Richtungen verlaufen.

Die gesamte Wertschöpfung beziehungsweise Profitabilität der Supply Chain soll maximiert werden. Entscheidend ist daher nicht der Gewinn einer einzelnen Stufe, sondern der Gesamterfolg der Supply Chain.

Die Prozesse werden in einzelne Zyklen zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Supply-Chain-Stufen unterteilt, beispielsweise Beschaffungs-, Produktions-, Wiederbeschaffungs- und Kundenauftragszyklus.

Pull-Prozesse werden durch einen konkreten Kundenauftrag ausgelöst und sind reaktiv.Push-Prozesse werden im Vorgriff auf erwartete Kundenaufträge durchgeführt und beruhen auf Prognosen.

Sie trennt die prognosegetriebenen Push-Prozesse von den kundenauftragsgetriebenen Pull-Prozessen innerhalb einer Supply Chain.

1. CRM: Customer Relationship Management, also Prozesse zum Kunden

2. ISCM: Internal Supply Chain Management, also unternehmensinterne Planung und Erfüllung

3. SRM: Supplier Relationship Management, also Prozesse zu Lieferanten

Die Abstimmung dieser drei Bereiche ist für ein erfolgreiches SCM entscheidend.

Die Wettbewerbsstrategie legt fest, welche Kundenbedürfnisse erfüllt werden sollen. Die Supply-Chain-Strategie bestimmt, wie Beschaffung, Produktion, Transport und Distribution gestaltet werden, um diese Bedürfnisse zu erfüllen.

Strategischer Fit ist die Übereinstimmung zwischen Kundenanforderungen, Wettbewerbsstrategie und den Fähigkeiten der Supply Chain. Die Supply Chain muss also genau die Leistung bieten, die die gewählte Wettbewerbsstrategie verlangt.

Nachfrageunsicherheit bezeichnet die Unsicherheit der gesamten Kundennachfrage nach einem Produkt.Implizite Nachfrageunsicherheit bezeichnet die konkrete Unsicherheit, die eine bestimmte Supply Chain aufgrund ihres Kundensegments und dessen Anforderungen bewältigen muss.

Zum Beispiel:

• größere Schwankungsbreite der Bestellmengen

• kürzere geforderte Reaktionszeit

• größere Produktvielfalt

• mehr Vertriebskanäle

• höhere Innovationsrate

• höheres gefordertes Serviceniveau

Die logistischen Treiber sind:

• Standorte und Anlagen

• Bestände

• Transport

Die funktionsübergreifenden Treiber sind:

• Informationen

• Beschaffung beziehungsweise Sourcing

• Preisgestaltung

Ihre Ausgestaltung bestimmt den Zielkonflikt zwischen Effizienz und Reaktionsfähigkeit.

Distribution umfasst alle Schritte, mit denen ein Produkt innerhalb der Supply Chain bewegt und gelagert wird, bis es den Kunden erreicht. Sie beeinflusst sowohl Kosten als auch Kundenerlebnis und damit die Profitabilität.

1. Erfüllung der Kundenbedürfnisse beziehungsweise Kundenservice

2. Kosten, die zur Erreichung dieses Serviceniveaus entstehen

1. Reaktions- und Lieferzeit

2. Produktvielfalt

3. Produktverfügbarkeit

4. Kundenerlebnis

5. Sichtbarkeit beziehungsweise Verfolgbarkeit des Auftrags

6. Rückgabemöglichkeiten

1. Bestandskosten

2. Transportkosten

3. Standort- und Handhabungskosten

4. Informationskoste

Mehr Standorte verkürzen normalerweise die Reaktionszeit und bringen den Bestand näher zum Kunden. Gleichzeitig steigen meist Bestands- und Standortkosten, während Bündelungs- und Transporteffekte verändert werden. Deshalb besitzt die Summe der Kosten typischerweise ein Minimum.

1. Herstellerlager mit Direktversand

2. Herstellerlager mit Direktversand und In-Transit-Merge

3. Händlerlager mit Paketdienstlieferung

4. Händlerlager mit eigener Letzte-Meile-Lieferung

5. Hersteller- oder Händlerlager mit Kundenabholung

6. Einzelhandelslager mit Kundenabholung

Der Händler nimmt den Auftrag entgegen, aber das Produkt wird direkt vom Hersteller an den Kunden versendet. Dadurch können Bestände zentralisiert und große Sortimente angeboten werden, allerdings sind Reaktionszeit und Einzeltransportkosten häufig höher.

Produkte oder Komponenten aus verschiedenen Quellen werden während des Transports zusammengeführt, sodass sie möglichst als eine gemeinsame Lieferung beim Kunden eintreffen.

Bei der Paketdienstlieferung übernimmt ein externer Paketdienst die Zustellung.Bei der Letzte-Meile-Lieferung liefert der Händler selbst direkt zum Kunden, was bequem, aber teuer ist.Bei der Kundenabholung übernimmt der Kunde den letzten Transportabschnitt, wodurch Kosten sinken, aber der Kundenaufwand steigt.

Unter anderem nach:

• gewünschter Reaktionszeit

• Nachfragehöhe

• Produktwert

• Produktvielfalt

• Anzahl der Bezugsquellen

• gewünschtem Kundenkomfort

• erforderlicher Produktverfügbarkeit

Neben Produktions- und Logistikkosten sind insbesondere Infrastruktur, Faktorkosten, regionale Nachfrage, Zölle, Steuern, politische Risiken, Wechselkursrisiken, Wettbewerb, Technologie und interne Unternehmensrestriktionen zu berücksichtigen.

Zyklusbestand entsteht, weil Unternehmen in Losen produzieren oder bestellen, die größer als der unmittelbare Kundenbedarf sind. Er ermöglicht Größenvorteile, bindet aber Kapital und verlängert die durchschnittliche Durchlaufzeit.

Sie senkt die durchschnittliche Durchlaufzeit, die Kapitalbindung und die Lagerhaltungskosten. Dafür müssen häufig Bestell-, Rüst- oder Transportfixkosten reduziert werden.

Gemeinsame Bestellungen verteilen fixe Bestell- und Transportkosten auf mehrere Produkte. Dadurch können die einzelnen Produkte häufiger und in kleineren Mengen bestellt werden.

1. Keine Aggregation: Jedes Produkt wird getrennt bestellt.

2. Vollständige Aggregation: Alle Produkte werden gemeinsam bestellt.

3. Selektive Aggregation: Nur sinnvoll zusammenpassende Produktgruppen werden gemeinsam bestellt.

Sie können größere Bestellmengen und damit höhere Zyklusbestände auslösen. Bei kurzfristigen Aktionen kann außerdem Forward Buying entstehen: Ein Händler kauft mehr als aktuell benötigt, um den vorübergehend niedrigen Preis auszunutzen.

Zu den Lagerhaltungskosten gehören insbesondere Kapitalbindung, Obsoleszenz oder Verderb, Lagerraum und Handhabung. Bestellkosten umfassen unter anderem Bestellaufwand, Transport und Wareneingang.

Sicherheitsbestand ist zusätzlicher Bestand, der gehalten wird, um unerwartet hohe Nachfrage oder unsichere Lieferungen während der Wiederbeschaffungszeit abzufangen.

Ein höherer Sicherheitsbestand verbessert Produktverfügbarkeit und Kundenservice, erhöht aber gleichzeitig den durchschnittlichen Lagerbestand, die Kapitalbindung und das Obsoleszenzrisiko.

Vor allem von:

• Nachfrageunsicherheit

• Liefer- beziehungsweise Versorgungsunsicherheit

• Wiederbeschaffungszeit

• gewünschtem Niveau der Produktverfügbarkeit

Mehr Unsicherheit oder ein höheres gewünschtes Serviceniveau erfordern grundsätzlich mehr Sicherheitsbestand.

1. Produktfüllrate: Anteil der gesamten Nachfrage, der direkt aus Bestand erfüllt wird.

2. Auftragsfüllrate: Anteil der vollständigen Kundenaufträge, die aus Bestand erfüllt werden.

3. Cycle Service Level: Anteil der Wiederbeschaffungszyklen, in denen kein Fehlbestand auftritt

Bei der kontinuierlichen Kontrolle wird der Bestand laufend überwacht und beim Erreichen eines Meldebestands bestellt.Bei der periodischen Kontrolle wird der Bestand nur in festen Zeitabständen geprüft und anschließend auf ein Zielniveau aufgefüllt.

Nachfrageschwankungen verschiedener Regionen oder Kunden gleichen sich teilweise aus. Durch diese Risikoaggregation wird weniger Sicherheitsbestand benötigt als bei vielen vollständig getrennten Lagern. Nachteile können längere Lieferzeiten und höhere Kundentransportkosten sein.

Die Bestände bleiben auf mehrere Lager verteilt, werden aber durch ein gemeinsames Informationssystem wie ein zentraler Bestand gesteuert. Bei einem Fehlbestand kann ein anderes Lager den Auftrag übernehmen.

Besonders bei Produkten mit stark schwankender Nachfrage, hohem Variationskoeffizienten, geringem Absatz oder hohem Produktwert. Bei solchen Produkten ist der Nutzen einer gemeinsamen Bestandsführung besonders groß.

Sie erfüllt eine räumlich-zeitliche Überbrückungsfunktion: Das richtige Produkt soll zur richtigen Zeit am richtigen Ort bereitgestellt werden. Dabei müssen vor- und nachgelagerte Prozesse berücksichtigt werden.

Insbesondere:

• Auftragsabwicklung

• Lagerung und Umschlag

• Kommissionierung und Verpackung

• physischer Transport und Auslieferung

Ein Transportprozess kann Leerfahrt, Beladung, Lastfahrt und Entladung umfassen. Anschließend kann erneut eine Leerfahrt oder ein weiterer Transportprozess folgen.

Kunden sollen durch Lieferungen, Abholungen oder Kombinationen daraus bedient werden. Gegeben sind Standorte, Bedarfe, Fahrzeuge und Ressourcen; gesucht wird ein möglichst guter beziehungsweise optimaler Tourenplan.

Eine Tour bezeichnet die Menge der Kunden beziehungsweise Knoten, die ein Fahrzeug bedient.Eine Route bezeichnet die konkrete Reihenfolge, in der diese Kunden angefahren werden.

1. Minimierung der Wegstrecke

2. Minimierung der Fahrzeit

3. Minimierung der eingesetzten Fahrzeuge oder Fahrer

4. Termineinhaltung

5. gleichmäßige Auslastung der Touren

6. Minimierung von Emissionen

Bei Route first, cluster second wird zunächst eine Gesamtroute bestimmt und danach in zulässige Fahrzeugtouren aufgeteilt.Bei Cluster first, route second werden zunächst Kundengruppen gebildet und anschließend für jede Gruppe die Fahrreihenfolge bestimmt.