56_Skript Operations Management SS09

INTERNATIONAL SCHOOL OF MANAGEMENTProf. Dr. J. Gericke

Dr. Ulrich Hahn

Skript zur Vorlesung

Operations Management

Prof. Dr. Jens GerickeDr. Ulrich Hahn

Studiengang Bachelor of ArtsSommersemester 2009

ISM - International School of ManagementDortmund * Frankfurt am Main

Seite: 2Operations Management © 2009


Dr. Ulrich HahnAufbau der Vorlesung Operations Management

• A. Produktionstheorie- Begriff der Produktion- Produktionstheoretische Grundlagen

• Produktionsfunktion Typ A• Produktionsfunktion Typ B

- Systematik der Produktionsfaktoren• Menschliche Arbeit• Betriebsmittel• Werkstoffe

• B. Beschaffung- Grundlagen der Beschaffungswirtschaft- Strategisches Beschaffungsmanagement- Operatives Beschaffungsmanagement



Dr. Ulrich HahnAufbau der Vorlesung Operations Management (b)

• C. Strategisches Produktionsmanagement- Entscheidungsfelder des strategischen Produktionsmanagements- Methoden der strategischen Produktionsprogrammplanung- Standortwahl

• Ziele und Bedeutung der Standortwahl• Methoden der Standortplanung

- Fertigungsprogrammtypen- Fertigungsverfahren- Organisationstypen der Fertigung

• D. Operatives Produktionsmanagement- Aufgaben der Arbeitsvorbereitung- Modell der optimalen Losgröße

• Klassisches Modell• Erweiterter Ansatz

- Operative Fertigungsprogrammplanung- Zeitliche Ablaufplanung (Reihenfolgeplanung)



Dr. Ulrich HahnLiteraturverzeichnis

• Günther, H.-O.; Tempelmeier, H.: Produktion und Logistik, Berlin, Heidelberg, New York, aktuelle Auflage.

• Hansmann, K.-W.: Industrielles Management, München, Wien, aktuelle Auflage.

• Heinen, E.: Industriebetriebslehre, Wiesbaden, aktuelle Auflage.• Isermann, H.:

Logistik: Beschaffung, Produktion, Distribution, aktuelle Auflage.• Jehle, E.: Produktionswirtschaft, Heidelberg, aktuelle Auflage.• Krüger, H.-G.: Anlagenmanagement: Technik, Betriebswirtschaft und

Organisation, Berlin, Heidelberg, aktuelle Auflage.• Nebl, T.: Produktionswirtschaft, München, aktuelle Auflage.• Schierenbeck, H.:

Grundzüge der Betriebswirtschaftslehre, München, aktuelle Auflage.• Schulte, C.: Logistik, München, aktuelle Auflage.


Dr. Ulrich Hahn


ProduktionstheorieBeschaffungStrategisches ProduktionsmanagementOperatives Produktionsmanagement



Dr. Ulrich Hahn

A. Produktionstheorie

Überblick - Teilaufgaben des Betriebsprozesses

Lagerungs-aufgabe

Lagerungs-aufgabe

Wirtschaftlichkeits- undLiquiditätsrechnung

ErlöseKurzfristige Erfolgsrechnung

Unternehmenspolitik

Unternehmensstrategien

ZielsystemGüterbewegung

Finanzbewegung

Investitions-politik

Absatzmarkt

Haushalte

Betriebe

Beschaffungs-markt

Personal-markt

Gebrauchs-gütermarkt

Verbrauchs-gütermarkt

Beschaffungvon

Produktions-faktoren

Kosten

Absatz der

betrieblichenLeistung

Finanzierungs-politik

Erzeugung der

betrieblichenLeistung

(Produktion)

Lagerungs-aufgabe



Dr. Ulrich Hahn

(Quelle: Nebl)


Aufgabe der Produktions- und Kostentheorie

• Die Produktionstheorie untersucht die quantitativen Beziehungen zwischen den in den Produktionsprozess eingesetzten Elementarfaktoren (Input) und den hergestellten Produkten und Leistungen (Output).

=> Mengenbeziehungen bzw. Produktivitätsbeziehungen

Die Aufgabe der Produktions- und Kostentheorie ist die Untersuchung der funktionalen Beziehungen zwischen dem mengen- und wertmäßigen Input an Elementarfaktoren und dem Output an Erzeugnissen und Leistungen

Die Aufgabe der Produktions- und Kostentheorie ist die Untersuchung der funktionalen Beziehungen zwischen dem mengen- und wertmäßigen Input an Elementarfaktoren und dem Output an Erzeugnissen und Leistungen



Dr. Ulrich Hahn


Definition Produktion

• Produktion = Erstellen der betrieblichen Leistung ...

• immaterielle Leistungen = Dienstleistungsunternehmenz.B. Banken, Versicherungen(≙ Produktion im weiteren Sinne)

• materielle Leistungen = Sachleistungsunternehmenz.B. Tischlerei(≙ Produktion im engeren Sinne)



Dr. Ulrich Hahn


Ökonomische Sichtweisen des Produktionsprozesses

Welt der ÖkonomenWelt der Ingenieure und Informatiker

Rentabilität

Beziehung zwischen

Kapitaleinsatzund Gewinn

Produktivität

Mengenmäßige Beziehung zwischen

Faktor Einsatzmenge (Input) und Faktor Ertrag (Output)

Wirtschaftlichkeit

Wertmäßige Beziehung zwischen

Faktor Einsatzmengeund Faktor Ertrag

Ziele

Ziel

konf

likt



Dr. Ulrich Hahn


Zusatzinformation - Andere Sichtweise:Zielkategorien der Produktionswirtschaft

• Kostenziele- Produktionskosten- Herstellkosten

• Zeitziele- Termineinhaltung- Durchlaufzeiten

• Ergebnisziele- Stückzahlen- Qualität



Dr. Ulrich Hahn


Produktionsfunktion

• Betrieblicher Leistungserstellungsprozess-> Kombinationsprozess, d.h.: Produktionsfaktoren

• menschliche Arbeit, • Betriebsmittel und • Werkstoffe

werden durch den dispositiven Faktor zu einer produktiven Einheit kombiniert.

• Produktionsfunktion-> Ausdruck der mengenmäßigen Beziehung

zwischen dem Faktoreinsatz und dem Faktorertrag



Dr. Ulrich Hahn


Exkurs: Zusammenhang von Produktions-, Kosten- und Preistheorie

Faktorpreise

Umsatzerlöse U

Produktions-theorie

Verkaufspreise

Produktions-mengen q

Gesamtkosten K

Preistheorie

Kostentheorie

Ausbringungs-Absatzmengen x

Erfolg E

Produktionsfunktion

Input

x = f (q1, q2, ..., qn)

Produktionsfunktion

x = f (q1, q2, ..., qn)Output



Dr. Ulrich Hahn


Produktionsfunktion vom Typ A (substitutional)



Dr. Ulrich Hahn


Produktionsfunktion vom Typ A

Wesentliche Kennzeichen• Die Produktionsfunktionen des Typs A

enthalten nur substitutionale Faktorbeziehungen

• Sie sind kaum technisch orientiert, beschreiben somit nur den unmittelbaren Zusammenhang zwischen Ertrag und Faktoreinsatz

• Die Qualität der Einsatzgüter ist konstant

• Nur ein Produkt wird hergestellt

• Die Produktionstechnik bleibt unverändert



Dr. Ulrich Hahn


Arten von Faktorbeziehungen:

substitutionale Produktionsfunktion



Dr. Ulrich Hahn



Peripherie- oder Randsubstitution



Dr. Ulrich Hahn



limitationale Produktionsfunktion



Dr. Ulrich Hahn


Produktionsfunktion vom Typ B

wesentliche Kennzeichen

- Sie geht von einer limitationalen Faktorbeziehung aus, da die Einsatzmengenverhältnisse in industriellen Produktionsprozessen weitgehend technisch determiniert sind

- Sie beschreibt den mittelbaren Zusammenhang zwischen Faktoreinsatzmengen und der Ausbringungsmenge

- Sie berücksichtigt daneben auch die unmittelbare Beziehung zwischen dem Faktoreinsatz und dem Ertrag



Dr. Ulrich Hahn


Produktionsfunktion vom Typ B (limitational)

Ausbringung

x

Einsatzzeit

t

Ausbringungpro ZE

d

TechnischeAggregat-leistung

d~

Faktorver-brauch protechnischerLeistungs-

einheitiv~

3. StufeProduktions-

funktion

2. StufeÖkonomische

Verbrauchsfunktion

1. Stufe Technische

Verbrauchsfunktion



Dr. Ulrich Hahn


System der Produktionsfaktoren (Gutenberg, Schmalenbach)

Werkstoffe

DispositiverFaktor

Elementar-faktoren

in unkombiniertemZustand

Betriebsführung

RohstoffeHauptbestandteil

des Produkts

Organisation

AusführendeArbeit

Planung

Produktions-faktoren

Informationen

BetriebsmittelHilfsstoffe

Nebenbestandteil

BetriebsstoffeAufrechterhaltender Produktion



Dr. Ulrich Hahn


Ergiebigkeitskomponenten der menschlichen Arbeit

Ergiebigkeitskomponenten

Leistungsfähigkeit GesellschaftlicheLeistungsnormenLeistungsmotivation

Ausbildung Arbeitsentgeld Arbeits-bedingungen

z.B. Kultur

Erfahrung ExtrinsischeArbeitsmotivation

Leistungsprinzip(in Deutschland könnteeine Entschleunigung

zu mehr Effizienz in derProduktion führen)

Konstitution ArbeitszeitGegenteil:intrinsische

ArbeitsmotivationGeschlecht Arbeitsplatz

BetriebsklimaAlter



Dr. Ulrich Hahn


Langfristig nutzbare Güter (= Potentialfaktoren)

Langfristig nutzbare Güter

Materielle Güter Immaterielle Güter(Vertragspotentiale)

Grundstücke Patente

Gebäude Marken- undUrheberrechtMaschinen

LizenzenBetriebs- und Geschäftsausstattung



Dr. Ulrich Hahn


Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln:Technischer Leistungsstand - Modernität

Schlüssel-technologien

Spitzen-technologien

Basis-technologien

VerdrängteTechnologien

hoch

niedrig

niedrig hoch

Beeinflussungdes

Wettbewerbs

Integration in Betriebsmittel



Dr. Ulrich Hahn


Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln:technischer Leistungsstand - Abnutzungsgrad

Effizienz

Abnutzungsgrad



Dr. Ulrich Hahn


Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln:spezielle Eignungsfaktoren - Kapazität

• Qualitative (artmäßige) Kapazität

• Quantitative (mengenmäßige) Kapazität• minimale Kapazität• maximale Kapazität• optimale Kapazität



Dr. Ulrich Hahn


Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln:spezielle Eignungsfaktoren (b)

• Fertigungstechnische Elastizität- mengenmäßige Flexibilität- qualitative Flexibilität

• Verfahrenstechnische Entsprechung- artmäßig- mengenmäßig

• kritische Ausbringungsmenge:Menge, ab der es sich lohnt,ein neues Produktions-verfahren zu wählen

xAusbringungs-menge

KostenA kv

B kv

B kf

A kf

x kritisch

Operationslinie



Dr. Ulrich Hahn


Betriebsmittelzeit

Nutzungs-hauptzeit

Brachzeit

Nutzungszeit

durchStörungen

durch Außer-betriebnahme

durch menschlicheHandhabung

Betriebsmittel-zeit

durchArbeitsabläufe

Rüstzeit



Dr. Ulrich HahnInstandhaltungsstrategien

Instandhaltungsstrategien

isoliert„einfache“Strategien

geblocktBlock-

strategien

ausfallbedingtFeuerwehr-

strategie

planmäßigvorbeugende Instandhaltung

Planungsumfang

InspektionInformations-beschaffungs-

strategie

WartungVerschleiß-

hemmmungs-strategie

ReparaturVerschleiß-

beseitigungs-strategie

Art der Maßnahme

konstante ZeitabständeperiodischeStrategien

Zeitabstände nach Verschleißfortschritt

sequentielle Strategien

Zeitlicher Abstand Koordination



Dr. Ulrich Hahn


Instandhaltung - Verschleißarten (a)

nach Vorhersehbarkeit und derenwichtigsten Bestimmungsfaktoren

nach Art des Auftretens undtechnologischen Gesichtspunkten

allmählichfortschreitender

Verschleiß

momentanwirksamer,

sprunghafterVerschleiß

normalerVerschleiß

außer-gewöhnlicher

Verschleiß

Differenzierung der Verschleißerscheinungen



Dr. Ulrich Hahn


Instandhaltung - Verschleißarten (b)




Verschleiß

momentanwirksamer,


normalerVerschleiß


Verschleiß


mechanischerVerschleiß

chemischer Verschleiß(Korrosion)

allmähliche Zerstörung des kristallinen Gefüges

Ablagerungsverschleiß

sonstige stofflich-technische Veränderung

natürlicher Verschleiß

instandsetzungsbedingterVerschleiß

stillstandsbedingterVerschleiß

stillsetzungsbedingter Verschleiß

anlaufbedingter Verschleiß

nutzungsbedingter Verschleißi.w.S.

leerlaufbedingter Verschleiß

nutzenbedingter Verschleißi.w.S.



Dr. Ulrich Hahn


Instandhaltung - Verschleißarten (c)




Verschleiß

momentanwirksamer,


normalerVerschleiß


Verschleiß


mechanischerVerschleiß

chemischer Verschleiß(Korrosion)

allmähliche Zerstörung des kristallinen Gefüges

Ablagerungsverschleiß

sonstige stofflich-technische Veränderung

natürlicher Verschleiß

stillstandsbedingterVerschleiß

stillsetzungsbedingter Verschleiß

anlaufbedingter Verschleiß

nutzungsbedingter Verschleißi.w.S.

leerlaufbedingter Verschleiß

nutzenbedingter Verschleißi.w.S.

instandsetzungsbedingterVerschleiß

praktisch besonders bedeutsame Verschleißbeziehungen



Dr. Ulrich Hahn


Wirkungen des Anlagenverschleißes

Nichtabsatz

Produktionsmenge mit steigendem Ausschuss

KeineProduktionsmenge

um Ausschuss erhöhteProduktionsmenge

Produktions-wirtschaftlicheWirkungen unveränderte

Produktionsmenge

Fremdbezug

Produktionsmenge mit verminderter Absatzqualität

Produktionsmenge mit steigendemProduktionskoeffizienten

Nachlieferung

Erfolgs-wirtschaftliche

Wirkungen

(Quelle: Corsten)



Dr. Ulrich Hahn


Erfolgswirtschaftliche Wirkungen des Anlagenverschleißes

Nichtabsatz

Produktionsmenge mit steigendem

Ausschuss

KeineProduktions-

menge

um Ausschuss erhöhteProduktionsmenge

Produktionswirtschaftliche Wirkungen

unveränderteProduktionsmenge

Fremdbezug

Produktionsmenge mit verminderter Absatzqualität

Produktionsmenge mit steigendemProduktionskoeffizienten

Nachlieferung

Erfolgswirtschaftliche Wirkungen

Kosten des Goodwill-Verlustes durchNachfrageabwanderung in der Zeit

Zulaufkosten

Entgehen des Stückgewinns

Anfall nicht abbaufähiger Produktionskosten

Erhöhung der Lager- und Kapitalbindungskosten

Konventionalstrafen undSchadensersatzzahlungen

Verstärkter Einsatz produkt-, distributions-, und kommunikationspolitischer Instrumente

Senkung des AbsatzpreisesNegative Absatzkonditionenänderung

Verrichtungskosten

Erhöhung der Faktorkombinationskosten

Potentialfaktormehrverbrauch

Repetierfaktormehrverbrauch

Produktionskostensteigerung durchkostengünstigere Anlagenintensität

(Quelle: Corsten)



Dr. Ulrich Hahn


Begriff der Werkstoffe

• Produktionsfaktor, der im Produktionsprozess verbraucht wird

• Auch: Repetierfaktor- Repetieren = verbrauchen (Vorgänge, die sich wiederholen)

BetriebsstoffeRohstoffe Hilfsstoffe

Werkstoffe[auch: Material]



Dr. Ulrich Hahn


Ergiebigkeitsfaktoren Material - Übersicht

• Materialverluste - aufgrund schlechter Beschaffung und Bearbeitung

• Recycling - bzw. Wiederverwendungsmöglichkeiten von Materialverlusten

• Normung von Werkstoffen- Vereinheitlichung von Werkstoffen

• Verfügbarkeit von Werkstoffen



Dr. Ulrich Hahn


Ergiebigkeitsfaktoren Material (a)

• Materialverluste aufgrund schlechter Beschaffung und Bearbeitung

- Ausschuss• Halb- und Fertigerzeugnisse,

die im Produktionsprozess unbrauchbar werden- Abfall

• Reststoffe, die beim Produktionsprozess anfallen (Sägemehl, Eisenspäne)

• Recycling, Wiederverwendung von Materialverlusten

- Ausschuss als Produkte 2. Wahl verkaufen- Abfallprodukte in den Produktionsprozess wiedereinführen- Wertstoffe (Altpapier, Altglas, Kunststoffe, Alu) wiedergewinnen = Recycling



Dr. Ulrich Hahn


Ergiebigkeitsfaktoren Material (b)

• Normung, Vereinheitlichung von Werkstoffen- geringere Lagerkosten- Einsatz von Spezialmaschinen möglich- Übungsdegression - Kostensenkung aufgrund von Lerneffekten

• Verfügbarkeit von Werkstoffen- in der "richtigen" Menge- zur "richtigen" Zeit (Just in Time)- in der "richtigen" Qualität (evtl. auch schlechtere Qualität)- am "richtigen" Ort- zu den "richtigen" Kosten


Dr. Ulrich Hahn





Dr. Ulrich Hahn

B. Beschaffung

Beschaffung - Begriffliche Einordnung (a)

• Materialwirtschaft- Sämtliche Vorgänge innerhalb eines Unternehmens,

die der wirtschaftlichen Bereitstellung von Materialien dienen, mit dem Ziel ein materialwirtschaftliches Optimum zu erreichen

- Materialbereitstellung mit Detailfunktionen:Lagerhaltung und Transport => klassische Materialwirtschaft

- Materialplanung und Disposition => integrierte Materialwirtschaft

• Beschaffung• Logistik



Dr. Ulrich Hahn

B. Beschaffung

Beschaffung - Begriffliche Einordnung (b)

• Materialwirtschaft

• Beschaffung- Sämtliche unternehmens- und marktbezogene Tätigkeiten,

die darauf gerichtet sind einem Unternehmen die benötigten, aber nicht selbst hergestellten Objekte verfügbar zu machen.

• Logistik- Logistik kennzeichnet alle Managementaktivitäten in und zwischen

Unternehmen, die sich auf die Gestaltung des gesamten Material- und Informationsflusses von den Lieferanten in ein Unternehmen hinein, innerhalb eines Unternehmens sowie von Unternehmen zu den Abnehmern beziehen.



Dr. Ulrich Hahn

B. Beschaffung

Beschaffungsobjekte

Beschaffungsobjekte

aperiodischerund einmaliger Bedarf

sowohl periodisch/laufender als auch

aperiodisch/einmaligerBedarf

periodischer und laufenderBedarf

Einsatzstoffe

Zuliefer-teile*

Handels-waren

Dienstlei-stungen

Informa-tionen

Investiti-onsgüter

Rechte

Kapital

Roh-,Hilfs- und Betriebs-

stoffe

Arbeits-kräfte



Dr. Ulrich Hahn

B. Beschaffung

*Zulieferteile (a)

• Teile- Zulieferteile, die aus einem Werkstoff hergestellt sind, ohne Montageinhalt

• Schrauben, Dichtungen, ...

• Baugruppen, Komponenten- Zulieferteile, die zerlegbar oder auch nicht zerlegbar sind

• Kupplungsscheibe, Ölfilter, ...

• Systeme- Zulieferteile, die aus mehreren Baugruppen/Komponenten und/oder Teilen

zusammengesetzt sind und eine Grundfunktion erfüllen• Sitz, Armaturenbrett, ...

• Module



Dr. Ulrich Hahn

B. Beschaffung

Zulieferteile (b)

• Teile• Baugruppen, Komponenten• Systeme

• Module- Zulieferteile, welche montagefertige Einheiten darstellen,

die sich an der Einbaureihenfolge des Herstellers orientieren• Kühlmodul, Front-End, ...

- Module können mit Systemen identisch sein- Zum selben Zeitpunkt einzubauende,

grundverschiedene Systeme können auch ein Modul bilden • Zulieferer ohne bisherige Berührungspunkte

müssen sich dabei abstimmen



Dr. Ulrich Hahn

B. Beschaffung

Aufgaben der Beschaffung

Einkauf Beschaffungslogistik

Beschaffungsmanagement

(Quelle: Schulte)

• Beschaffungsmarktforschung• Preis- und Wertanalyse• Einholen und Auswerten

von Angeboten• Lieferantenauswahl• Preisverhandlungen• Einkaufsabschlüsse• Beschaffungsverwaltung

• Bedarfsermittlung und Disposition• Warenannahme und -prüfung• Lagerhaltung• Lagerverwaltung• Innerbetrieblicher Transport• Planung, Steuerung und Kontrolle

des Material- und Informationsflusses



Dr. Ulrich Hahn

B. Beschaffung

Aufgabe zur Bedarfs- und DistributionsplanungEin Unternehmen stellt nur ein Endprodukt 1 her, in das je eine Einheit der Vorprodukte 2, 3 und 4 eingeht. Alle Produkte können an zwei verschiedenen Standorten A und B produziert werden. Die Lageranfangsbestände sind der folgenden Tabelle zu entnehmen.

300---B

-3001.000500A

4321Produkte

Standorte

Die Endprodukte können noch in derselben Periode ausgeliefert werden, in der sie produziert werden. Hingegen müssen Vorprodukte, die in der Periode t weiterverarbeitet werden, am Ende der Vorperiode t-1 auf Lager liegen (d. h. die Lagerentnahme erfolgt erst in der Produktionsperiode des Endproduktes). Alle Produkte durchlaufen den Produktionsprozess innerhalb einer Periode, wobei die Losgröße jeweils dem Periodenbedarf entspricht. Die Lagerkosten pro Stück und Periode betragen 4 € bei dem Endprodukt 1 und jeweils 1 € bei den Vorprodukten 2, 3 und 4.

Für das Endprodukt 1 liegen zwei Kundenaufträge vor, und zwar sind 750 Einheiten in der Periode 4 vom Standort A und 500 Einheiten in der Periode 3 vom Standort B auszuliefern. Der Produktionsplan soll für die nächsten vier Perioden so aufgestellt werden, dass minimale Lagerbestände entstehen. Kapazitätsrestriktionen können vernachlässigt werden.

a) Nehmen Sie an, dass keine Lagerbestände zwischen den beiden Standorten ausgetauscht werden können. Welcher Nettobedarf ist zu befriedigen und wie entwickeln sich die Lagerbestände der Produkte 1, 2, 3 und 4 an denbeiden Standorten im Verlauf der vier zu betrachtenden Perioden? Welche Lagerkosten entstehen?

b) Nehmen Sie an, dass die am Standort A geführten Lagerbestände aller Produkte auch zur Befriedigung des Bedarfs am Standort B verwendet werden können und umgekehrt. Welcher Nettobedarf ist zu befriedigen und wie entwickeln sichnun die Lagerbestände der Produkte 1, 2, 3 und 4 an den beiden Standorten im Verlauf der vier zu betrachtendenPerioden? Welche Querfrachten sind zwischen beiden Standorten erforderlich? Welche Lagerkosten entstehen?

c) Welche Kosten müssten bekannt sein, damit das obige Produktionsplanungsproblem „optimal“ gelöst werden könnte?


Dr. Ulrich Hahn





Dr. Ulrich Hahn

C. Strategisches Produktionsmanagement

Aufgaben und Ziele des strategischen Produktionsmanagements

Führung

Produktionsmanagement

Planung ControllingOrganisation

Qualität

Strategische Ziele des Produktionsmanagements

Produktivität ZeitKosten

Betrieblicher Transformationsprozess



Dr. Ulrich Hahn


Aufgaben und Ziele des strategischen Produktionsmanagements - Transformationsprozess

Produktionsmanagement

Strategische Ziele des Produktionsmanagements

QualitätProduktivität ZeitKosten

Inpu

t

Materialien

Personal

Ausstattung

Out

put

Fertige GüterProduktionsprozess

TransformationsprozessProduktionssystemInformation

Kapital

Energie

Dienstleistungen

Input-/Outputrelation



Dr. Ulrich Hahn


Teilpläne betrieblicher Leistungserstellung

Produktionsplanung

langfristigeProduktionsplanung

Planung der betrieblichen Leistungserstellung

Personal

Betriebsmittel

Material kurzfristigeProduktionsplanung

Bereitstellungsplanung

Betriebsgrößen-planung Produktionsprogrammplanung

Produktions-durchführungs-

planung

ZeitlicheAblauf-planung

ZeitlicheProduktionsver-teilungsplanung

Auftrags-größen-planung

Produktions-aufteilungs-

planung

strategisch taktisch operativ



Dr. Ulrich Hahn


Entscheidungsfelder des strategischen Produktionsmanagements

• Die strategischen Markt- und Produktionsprogrammentscheidungen

- Breite des Produktionsprogramms- Tiefe des Produktionsprogramms- Produktinnovation

• Die strategischen Produktions- und Verfahrensentscheidungen- Der betriebliche Standort- Strategische Verfahrenswahl

• Die strategischen Produktionsorganisationsentscheidungen- Wahl der Organisationsform



Dr. Ulrich Hahn


Teilpläne betrieblicher Leistungserstellung

Produktionsplanung

langfristigeProduktionsplanung

Planung der betrieblichen Leistungserstellung

Personal

Betriebsmittel

Material

kurzfristigeProduktionsplanung

Bereitstellungsplanung



Dr. Ulrich HahnEinflussfaktoren auf die Festlegung der Breite des Produktionsprogramms (a)

• Gründe für eine Ausweitung des Fertigungsprogramms

• Streben nach Wachstum• Streben nach Risikominimierung• Ausnutzung von produktions- und absatzwirtschaftlichen

Verbindungsbeziehungen• Streben nach gleichmäßiger bzw. Vollauslastung der Kapazitäten• Angebot eines Mindestsortiments• Ausnutzung gesammelter produktionswirtschaftlicher Erfahrungen• Streben nach optimaler Ausnutzung der Absatzwege• Ausnutzung von Einkaufsvorteilen

Gründe für eine Ausweitung des FertigungsprogrammsGründe für eine Ausweitung des Fertigungsprogramms



Dr. Ulrich HahnEinflussfaktoren auf die Festlegung der Breite des Produktionsprogramms (b)

• Gründe für eine Beschränkung des Fertigungsprogramms

• Kostenvorteile bei der Herstellung größerer Serien• Einsparungen an Beschaffungs-, Lagerungs- und Transportkosten• Ausnutzung von Lerneffekten im Produktionsbereich• Vereinfachung der Arbeitsvorbereitung und des Terminwesens• Anwendung besonders rationeller Fertigungsverfahren

und -systeme• Kosten- und Qualitätsvorteile durch den Einsatz von

Spezialmaschinen• Ausnutzung der Kostendegression

durch den Einsatz größerer Betriebsmittel

Gründe für eine Beschränkung des FertigungsprogrammsGründe für eine Beschränkung des Fertigungsprogramms



Dr. Ulrich Hahn


Methodische Unterstützung der strategischen Fertigungsprogrammplanung

Methodische Unterstützung der strategischen Fertigungsprogrammplanung

• Beispiele- Kostenvergleichsrechnung- Johnson-Algorithmus- Branch-and-Bound-Verfahren

• Beispiele- Produktlebenszykluskonzept- Erfahrungskurve- „umgekehrte“ Erfahrungskurve- Portfolio-Analyse- GAP-Analyse- Scoring-Modelle- Prioritätsregeln

heuristische Methoden(= rationale Suchmethoden,

nicht exakte Methoden)(-> überwiegend bei strategischen Entscheidungen)

analytische Methoden(= mathematisch exakte Methoden)



Dr. Ulrich Hahn


Heuristische Methoden zum Treffen von strategischen Markt- und Produktionsprogrammentscheidungen

• Produktlebenszyklus-Konzept

• Annahmen- Produkte unterliegen ähnlich wie Lebewesen

Gesetzmäßigkeiten des „Werdens und Vergehens“- Existenz von Produktlebenszyklen

für verschiedene Branchen empirisch bestätigt- s-förmiger Verlauf

der Lebenszykluskurve und Phaseneinteilung idealtypisch

• Kernaussage- idealtypische Darstellung der Phasen,

die ein Produkt von der Entwicklung bis zum Ausscheiden aus dem Markt durchläuft

Produktlebenszyklus-KonzeptProduktlebenszyklus-Konzept



Dr. Ulrich HahnProduktlebenszyklusmodell (graphisch)

Entstehungs- Marktzykluszyklus

Umsatz

Ein

führ

ung

Wac

hstu

m

Sta

gnat

ion

Rei

fe

Ver

fall

Zeit

Relaunch

Entwicklungs-phase

Gewinn

(Quelle: Balderjahn/Specht)



Dr. Ulrich Hahn


Das Produktlebenszykluskonzept - Phasen (a)

• Einführungsphase- Beginn: Zeitpunkt der Markteinführung- Ende: Erreichen der Gewinnschwelle

• Wachstumsphase- Kennzeichen: steigende Umsatzzuwachsraten- strategische Empfehlung: Massenwerbung- Ende: Wendepunkt der Umsatzkurve bzw. Maximum des Grenzumsatzes

• Reifephase- Verlangsamung des Umsatzwachstums- maximale Deckungsbeiträge- strategische Empfehlung:

Entwicklung von Produktvariationen



Dr. Ulrich HahnDas Produktlebenszykluskonzept - Phasen (b)

• Sättigungsphase (Stagnation)- Stagnation des Umsatzes auf hohem Niveau- Erreichen des absoluten Umsatzmaximums- maximaler Cash Flow- strategische Empfehlung:

Entwicklung von Produktvarianten und Nachfolgeprodukten

• Degenerationsphase (Verfall)- Umsatzrückgang- Existenz zahlreicher Substitutionsprodukte- strategische Empfehlung:

Selektion (Elimination oder Relaunch)



Dr. Ulrich Hahn


Das Produktlebenszykluskonzept - Ziele und Kritik

• strategische Entscheidungsunterstützung- Prognose von Absatzwerten- Ableitung absatzpolitischer Maßnahmen- Unterstützung der Produktionsprogrammplanung

• Kritik- willkürliche Phaseneinteilung- idealtypische Form insbesondere in Degenerationsphase häufig

unzutreffend- Lebenszyklusdauer und Phasenlänge ex ante nicht genau zu bestimmen- Produktpositionierung auf Lebenszykluskurve als Voraussetzung für

Strategieformulierung äußerst schwierig



Dr. Ulrich Hahn


Die Erfahrungskurve

• Kernaussage- Mit jeder Verdoppelung der kumulierten Ausbringungsmenge eines

Produktes sinken die durchschnittlichen Stückkosten potenziell um einen konstanten Prozentsatz von 20-30%.

400

350

300

250

200

150

100

500 40 80 120 160 200

kumulierte Menge

Stückkostenoder Preis



Dr. Ulrich Hahn


Die Erfahrungskurve (b)

• Begründung für den Erfahrungskurveneffekt- Fixkostendegression- Betriebsgrößendegression- Übungsdegression- technischer Fortschritt

• Strategische Entscheidungsunterstützung- langfristige Preispolitik- strategisches Kostenmanagement- beschaffungspolitische Entscheidungen- Dynamisierung von Make-or-Buy-Entscheidungen- Quantifizierung der Auswirkungen von Marktanteilsveränderungen

im Hinblick auf die Kostensituation- Beurteilung der strategischen Ausgangssituation

von First- und Follower-Unternehmen



Dr. Ulrich Hahn


Die Erfahrungskurve (c)

• Begründung für den Erfahrungskurveneffekt• Strategische Entscheidungsunterstützung

• Kritik- nur teilweise empirische Bestätigung des Erfahrungskurvenkonzepts- abnehmende Bedeutung der Economies of Scale- Preis als alleiniges absatzpolitisches Instrument- Missachtung der Auswirkungen von Produkt- bzw. Verfahrensinnovationen



Dr. Ulrich Hahn


Die „umgekehrte“ Erfahrungskurve

• Kernaussage- Mit jeder Verdoppelung der Variantenvielfalt

steigen die Stückkosten um 20-30%- betroffene Kostenpotentiale- Koordinationskosten- Wechselkosten- Logistikkosten

• Kritik- fehlende empirische Überprüfung- mangelnde Präzision der Aussagen



Dr. Ulrich Hahn


Die „umgekehrte“ Erfahrungskurve - graphische Darstellung

10-15%

Kosten-steigerung

20-35%

Stückkosten

Variantenviel-falt

Fabrikanten mit herkömmlichenFertigungstechniken

flexibel automatisierte undsegmentierte Fabriken

100 200

Mit jeder Verdoppelung der Variantenvielfaltsteigen die Kosten um 20-30%



Dr. Ulrich Hahn


Die Portfolio-Analyse

• Zielsetzung- Finanzielle Ausgewogenheit des Produktionsprogramms

• Vorgehensweise der Portfolio-Analyse- Identifizierung relevanter Erfolgsfaktoren- Auswahl von zwei relevanten Erfolgsfaktoren- Aufstellen einer Matrix- Skalieren der Einflussgrößen- Einordnen der Produkte in die Matrix-Felder- Ableiten von Normstrategien

• relevante Erfolgsfaktoren- relativer Marktanteil- Marktwachstum



Dr. Ulrich Hahn


Die Portfolio-Analyse (b)

MarktwachstumProblemprodukte

g547FF

Relativer Marktanteil

Milchkühe

Nachwuchs Stars

hoch

hoch

niedrig

niedrig



Dr. Ulrich Hahn


Die Portfolio-Analyse (c)

• Nachwuchs-Produkte (question marks)- niedriger relativer Marktanteil, hohes Marktwachstum- negative Cash Flow-Bilanz- Normstrategie: Selektion

• Stars- hoher relativer Marktanteil, hohes Marktwachstum- ausgeglichene Cash Flow-Situation- Normstrategie: Wachstumsstrategien

• Milchkühe (cash cows)• Problemprodukte (poor dogs)



Dr. Ulrich Hahn


Die Portfolio-Analyse (d)

• Nachwuchs-Produkte (question marks)• Stars

• Milchkühe (cash cows)- hoher relativer Marktanteil, niedriges Marktwachstum- positive Cash Flow-Bilanz- Normstrategie: Gewinnstrategie

• Problemprodukte (poor dogs)- niedriger relativer Marktanteil, niedriges Marktwachstum- ausgeglichene Cash Flow-Situation- Normstrategie: Desinvestitionsstrategie



Dr. Ulrich Hahn


Die Portfolio-Analyse (d)

Blusen

Mäntel

Röcke

Hemden

Hosen

30

15

0

0 1 10

Mar

ktw

achs

tum

in %

Blusen

Mäntel

Röcke

Hemden

Hosen

30

15

0

0 1 10

Mar

ktw

achs

tum

in %

Relativer Marktanteil Relativer Marktanteil

Ist t + 24 Monate

• Kritik- Gefahr von Fehleinschätzungen bei schematischer Anwendung der Normstrategien- relativer Marktanteil und Marktwachstum sind nur bezüglich eines unterstellten

Marktes ermittelbar- Kritik an der Auswahl der Erfolgsfaktoren „relativer Marktanteil“ und „Marktwachstum“



Dr. Ulrich Hahn


Die GAP-Analyse (a)

strategischeLücke

operativeLücke

SOLL-Vorgabe(Ziellinie)

Basisgeschäft(WIRD)

potentiellesBasisgeschäft

(KANN)

Zeit

Zielgröße(z.B. Umsatz, Gewinn,

Rentabilität)



Dr. Ulrich Hahn


Die GAP-Analyse (b)

• Intention- Aufdeckung von Abweichungen zwischen der erwünschten und der

aufgrund der gegenwärtigen unternehmerischen Aktivitäten erwarteten Entwicklung

- Aufzeigen des operativen und strategischen Handlungsbedarfs

• Vorgehen- Gegenüberstellung einer Zielprojektion und einer Entwicklungsprognose, die

eine Fortsetzung der bisherigen Unternehmungspolitik unterstellt(Extrapolation von Gegenwartswerten)

• strategische Lücke• operative Lücke• Kritik



Dr. Ulrich Hahn


Die GAP-Analyse (c)

• Intention• Vorgehen

• strategische Lücke- Unterschiedsbetrag zwischen der strategischen Soll-Vorgabe und der

bestmöglichen Entwicklung des Basisgeschäfts unter bestmöglicher Ausnutzung aller operativen Optimierungsmöglichkeiten

• operative Lücke- Differenz zwischen der Weiterführung der bisherigen Aktivitäten ohne

Veränderungen und der mit operativen Maßnahmen optimierten potentiellen Entwicklung des Basisgeschäfts

• Kritik- keine inhaltlichen Anhaltspunkte zur operativen und strategischen Planung,

d. h. zur Schließung der Lücke



Dr. Ulrich Hahn


Standortwahl

Ebenen oder Teilgebiete der Standortplanung

• Volkswirtschaftliche Standortplanung- Optimierung der Ansiedlung von Unternehmen im Raum

(Raumwirtschaftsplanung)

• Betriebswirtschaftliche Standortplanung- Bestimmung des hinsichtlich einer oder mehrerer

Zielgrößen optimalen Standortes für eine Betriebsstätte- International, national, lokal

• Innerbetriebliche Standortplanung- Layoutplanung- Bestimmung der Standorte einzelner Betriebsmittel im Unternehmen



Dr. Ulrich Hahn


Standortwahl

Standortfaktoren

sozio-kulturelleFaktorenKostenseite

Standortfaktoren

Absatzhilfen

Absatzpotential

Absatzseite



Dr. Ulrich Hahn


Standortwahl - Kostenseitige Standortfaktoren

• Material• Arbeit• Abgaben• Energie• Verkehr• Dienstleistungen• Umweltschutzvorschriften• Auflagen• Gewerbeflächen



Dr. Ulrich Hahn


Standortwahl - Absatzseitige Standortfaktoren

• Absatzpotential- Kaufkraft- Konkurrenz/Wettbewerb- Agglomeration

• Absatzhilfen- staatliche Absatzhilfen- Servicefreundlichkeit und Planungssicherheit der Behörden- Werbeagenturen- Ausstellungen- Messen



Dr. Ulrich Hahn


Standortwahl - Soziokulturelle Faktoren

• erwartete Einstellung der Bevölkerung zur Wirtschaft

• Freizeitwert

• Sozialstruktur der Bevölkerung

• kulturelles Angebot

• Betriebsnutzungszeit



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Scoring-Modell zur Unterstützung der Standortwahl

Arbeitsschritte:

• Potenzielle Standorte ermitteln• Standortfaktoren bestimmen• Gewichtung der Kriterien bestimmen• Einheitliche Skalierung für die Bewertung der Kriterien festlegen• Mögliche Standorte bestimmen• Je Standort die Punktwerte für die Kriterien bestimmen• Gewichtete Punktwerte je Standort errechnen

- Z.B. Aufaddieren der Punkte je Kriterium- Ggf. Verfahren zur Bewertung von KO-Kriterien berücksichtigen- Ggf. Verfahren zur Bewertung von nicht erfüllten Kriterien berücksichtigen

• Optimaler Standort = höchste Punktzahl



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Scoringtabelle

Bewertungsfaktor

Gewichtung Gesamt-KO-Kriterium wertung

Option Wertung Punkte Wertung Punkte Wertung Punkte Wertung Punkte Wertung Punkte Punkte



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Scoring-Modell für die Standortwahl - Vorgehensweise

• Situation- n potentielle Standorte Si (i = 1, ..., n) mit m Standortfaktoren SFj (j = 1, ..., m) - für den Entscheidungsträger hat jeder Standortfaktor ein bestimmtes, vor der

Analyse festzulegendes Gewicht gj

- wir definieren eine (i.d.R. diskrete) Bewertungsskala für die Standorte, die von Null Punkten (= ungenügende Eignung) bis 10 Punkten (hervorragende Eignung) reicht.

• rij ist dann der (ungewogene) Punktwert, den der i-te Standort bei der Beurteilung des j-ten Standortfaktors im Rahmen der Analyse erhält. Multipliziert mit dem Gewicht gj des Standortfaktors j ergibt sich der gewogene Punktwert Rij

Rij = rij * gj

• Die Bewertungsziffer Zi (Z = Zielkriterium) des Standortes i ist das Resultat einer Verknüpfung der einzelnen Rij.



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Scoring-Modell für die Standortwahl - Vorgehensweise

• Die Bewertungsziffer Zi des Standortes i ist das Resultat einer Verknüpfung der einzelnen Rij

• Aus der Vielzahl möglicher Verfahrensregeln seien im folgenden beispielhaft zwei Regeln angewandt:

- Die Additionsregel mit Mindestanforderung- Die Minimumregel

• Beide Regeln setzen voraus, dass die Standortfaktoren unabhängig voneinander bewertet werden können. Nur in diesem Fall sind die Operationen Addition und Minimumbildung sinnvoll.

• Falls ein potentieller Standort bei einem Standortfaktor eine ungenügende Eignung aufweist (Rij = 0), schlägt diese Bewertung in beiden Regeln durch und die Gesamtbewertungsziffer Zi wird ebenfalls Null. Dadurch können zwingende Mindestanforderungen (KO-Kriterien) berücksichtigt werden. Die Minimierungsregel ist geprägt durch das Vorsichtsprinzip, einen Standort insgesamt nur so hoch zu bewerten, wie beim ungünstigsten Standortfaktor.



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Scoring-Modell - Beispiel Standortanalyse (-> vereinfachte Variante aus der Maschinenbaubranche)

Gewichtung:Standortfaktoren:

g4 = 0,14. Infrastruktur

g3 = 0,33. Arbeitskräftebeschaffung

g2 = 0,22. Verkehrslage des Grundstücks

g1 = 0,41. Grundstück

Mindestanforderungen an den Standort:1. Mindestgröße des Grundstücks 5.000 m2

2. Die nächste Autobahnauffahrt darf höchstens 10 km vom Grundstück entfernt liegen. 3. Auf dem Arbeitsmarkt dürfen höchstens drei bedeutende andere Unternehmen Konkurrenz stehen.4. Die Miete für angemessenen Wohnraum der Belegschaft darf 8 €/m² nicht übersteigen.

Vier Standorte in drei Städten stehen zur Auswahl. Die Standorte I und II liegen in derselben Stadt. In der folgenden Tabelle sind die Daten des Problems wiedergegeben:

61128000IV

4335000III

81810000II

8117000I

4Miete/Wohnraum

[€/ m2]

3Konkurrenzfirmen

Arbeitsmarkt

2Autobahnentfernung

[km]

1Grundstücksgröße

[m2]

Standortfaktoren



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Scoring-Modell - Beispiel Standortanalyse

• Kritik am Scoring-Modell- ...

5,3180,442,170,002,87IV

3,0170,770,311,680,41III

4,2140,112,170,421,64II

7,4260,112,172,0103,28I

ge-wogen

unge-wogen

ge-wogen

unge-wogen

ge-wogen

unge-wogen

ge-wogen

unge-wogen

4321Standort-

faktor

Standort

∑j

ijr ∑j

ijR

Ergebnisse nach:

- Additionsregel: Z1 = 7,4 Z2 = 4,2 Z3 = 3,0 Z4 = 0,0

- Minimumregel: Z1 = 0,1 Z2 = 0,1 Z3 = 0,3 Z4 = 0,0



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Kostenvergleichsrechnung

Beispiel:

35

20

30

11

Variable Kosten[€/Stück]

550000200000D

350000150000C

400000100000B

360000250000A

Gesamtkosten (Jahresproduktion:

10000 Stück)

Fixe Kosten[€/Jahr]

Standort

Kritik:



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Fallbeispiel I zur StandortwahlEine Brauerei plant eine weitere Produktionsstätte an einem neuen Standort zu eröffnen. In die engere Auswahl kommen drei mögliche Brauereistandorte: Aachen (A), Bochum (B) und Coesfeld (C). Die Kostensituation der Standorte stellt sich wie folgt dar:

Standort Lohnkosten (€/Jahr)

Transportkosten (€/Jahr)

Braukosten (€/Liter)

Pachtkosten (€/Jahr)

Energiekosten (€/Liter)

A 100.000 50.000 4,50 50.000 1,50

B 240.000 90.000 1,50 80.000 1,00

C 250.000 100.000 0,30 200.000 0,20

Der Bürgermeister von Coesfeld kann sich „seine Stadt“ im Jahre 2000 als „Bierstadt“ vorstellen und genehmigt der „Do-Bier AG“den Bau einer Brauerei nur dann, wenn mindestens 110.000 Liter Bier pro Jahr gebraut werden. Der Bürgermeister von Bochum möchte hingegen nicht, dass Bochum in Zukunft als „Bierstadt“ in Konkurrenz zu Dortmund tritt und begrenzt daher das jährliche Bierbrauvolumen auf 110.000 Liter. Für den Standort Aachen gibt es keine derartigen Restriktionen.

a) Erarbeiten Sie zur Unterstützung der Geschäftsleitung eine entscheidungsbezogene Präsentation. (d.h. mathematische und graphische Aufbereitung des Datenmaterials. Berücksichtigen Sie bei der graphischenLösung ein Brauvolumen von maximal 130.000 l/Jahr)

b) Es stellt sich heraus, dass mit einer Biernachfrage von 105.000 l/Jahr zu rechnen ist. Welcher Standort ist unterdieser Prämisse zu wählen und wie viel Bier wird gebraut? Begründen Sie Ihre Empfehlung.

c) Im Verlauf der Projektvorbereitungen ändern sich die Prämissen: Die Braukosten lassen sich am Standort A auf 1,00 €/Liter senken. Berücksichtigen Sie diese Informationen in Ihren Empfehlungen und ermitteln Sie welcherStandort in Abhängigkeit von dem jährlichen Brauvolumen jetzt der kostengünstigste ist.



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Fallbeispiel II zur StandortwahlEin Unternehmen steht vor der Aufgabe, eine betriebliche Standortentscheidung zu fällen. Dies soll auf der Grundlage eines Scoring-Modells geschehen. Ein interdisziplinäres Team ermittelte folgende relevante Standortfaktoren:

Servicefreundlichkeit der zuständigen Behörden vor Ort7

Existenz von Arbeitskräften6

Kaufkraft der Bewohner5

Anbindung an Autobahnen bzw. Fernstraßen4

Erweiterungsmöglichkeiten des Betriebsgrundstücks3

Konkurrenzsituation vor Ort (z. B. Anzahl der Konkurrenzunternehmen)2

Akzeptanz in der Bevölkerung1

Bezeichnung des StandortfaktorsNr.

Das Team ordnete den verschiedenen Standorten A, B, C und D hinsichtlich der Standortfaktoren Punktwerte von 0 (= nicht erfüllt) bis 5 (= gut bzw. gut erfüllt) zu. Die Bedeutung eines Standortfaktors in Relation zu allen anderen wurde durch eine Gewichtung bestimmt.

3240324D

4344233C

3435213B

3423412A

7(5%)

6(15%)

5(10%)

4(20%)

3(20%)

2(25%)

1(5%)

Faktor(Gewicht)

Standort



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Fallbeispiel II zur Standortwahl (b)

a) Treffen Sie eine Standortentscheidung auf Grundlage der Additionsregel mit Mindestanforderung. Welcher Standort ist optimal?

b) Durch Ausbau des öffentlichen Verkehrsnetzes erhält Standort D eine gute Verkehrsanbindung. Dies veranlasst die Teammitglieder, ihre Einschätzung des Standortes D zu ändern, der nunmehr für diesen Standortfaktor den Punktwert “5” erhält. Wie lautet der optimale Standort?

c) Eine ergänzend durchgeführte Analyse liefert folgende Kapitalwerte der Standortinvestitionen:

4.0734.2604.8903.536Kapitalwert (in Tausend €)

DCBAStandort

Welcher Standort ist zu wählen, wenn Nutzenwerte und Kapitalwerte gleichzeitig Berücksichtigung finden sollen und die Unternehmensleitung mindestens 2,8 Nutzenpunkte und 4 Mio. € Kapitalwert fordert?



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Strategische Markt- und Produktionsprogramm-entscheidungen: Prozesstypen der Fertigung (Fertigungsprogrammtypen)

Zunehmende Variantenvielfalt

immaterielle Produktematerielle Produkte

eine Produktart(Einprodukt-Fertigung)

mehrere Produkte(Mehrproduktfertigung)

Produktionsprogramme

Massenprodukte(Massenfertigung)

Sortenprodukt(Sortenfertigung)

Serienprodukt(Serienfertigung)

Einzelprodukt(Einzelfertigung)

(Quelle: Jehle)



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Fertigungsverfahren

• einstufig (1 Arbeitsplatz) / mehrstufig (mehrere Produktionsstufen, z. B. Reifenmontage + Lackiererei)

- mehrstufig divergierend (R1 = Rohstoff 1; X1 = Produkt 1)

- mehrstufig durchgängig mehrstufig konvergierend

• kontinuierlich / diskontinuierlich

• manuell / mechanisiert (Steuerung: Mensch) / automatisiert (Steuerung: Maschine)

• computergestützt (z.B. CIM) / nicht computergestützt



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Fertigungsverfahren - CIM



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Fertigungsverfahren - CIM

(Quelle: Scheer)



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Organisationstypen der Fertigung

Halle (Linie)

Produkt

• Werkbankfertigung- Produktionsprozesse laufen an einem Arbeitsplatz ab

• Baustellenfertigung- Betriebsmittel werden zur Baustelle gebracht (z.B. bei Brücken)

• Werkstattfertigung- Verrichtungszentralisation

• Fließfertigung- Objektzentralisation



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Organisationstypen der Fertigung (b)

• Gruppenfertigung- Synthese aus Werkstatt- und Fließfertigung- Beispiel - Fertigungsinsel


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D. Operatives Produktionsmanagement

Aufgaben der Arbeitsvorbereitung (AV)

• Allgemeine Arbeitsvorbereitung

• Festlegung des Fertigungsprogramms

• Einrichtung und Erhaltung der Produktionskapazitäten

• Gestaltung der Produktionsorganisation

• Spezielle Arbeitsvorbereitung

• Erstellung von Unterlagen

• Gestaltung der Auftragsprogramme

• Steuerung des Produktionsfaktoreinsatzes

• Überwachung der Produktionsaktivitäten

(Quelle: Jehle)



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Erscheinungsformen von Losen (i.w.S.)

Unternehmensbereiche

Beschaffung Fertigung Absatz

Bestelllose Fertigungslose

Herstellungslose verschiedenartiger

Güter nacheinander

bei wechselnder Fertigung

Chargen

Gleichzeitige Produktion von Gütern

bei Chargenfertigung

Transportlose

Chargenweise Beförderung der Objekte

Werkstattlose

Zusammenfassung von

Fertigungs-und

Transportlos

Absatzlose

Kundenaufträge

OptimaleBestellmenge

OptimaleLosgröße

OptimaleLosgröße



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Modell der optimalen Losgröße

Größe eines Loses = Zahl der von einer Sorte nacheinander ohne Unterbrechung des Fertigungsprozesses hergestellten Mengeneinheiten

Kostenarten zur Bestimmung der optimalen Losgröße:

• Kosten des Sortenwechsels

• Umrüstkosten• Kosten des

Produktionsausfalls• Anlaufkosten

• Lager- und Zinskosten der Fertigungserzeugnisse

• Lagermaterialkosten• Lagerraumkosten• Lagerpersonalkosten• Lager-Gemeinkosten

ZielOptimieren (Minimieren) der beeinflussbaren Kosten (d.h. Sortenwechsel- und Lagerhaltungskosten)

ZielOptimieren (Minimieren) der beeinflussbaren Kosten (d.h. Sortenwechsel- und Lagerhaltungskosten)



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Kostenverläufe in Abhängigkeit von der Losgröße

Kosten

Losgröße x



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Optimale Bestellmenge und optimale Losgröße

Symbol

optimale Bestellmenge

optimale Losgröße

Einheit

M Gesamtbedarf der Periode T Gesamtabsatz der Periode T Mengeneinheit

w0 Einstandspreis übrige Stückherstellkosten Geldeinheit

f bestellmengenfixe Kosten losfixe Kosten Geldeinheit

l Lagerkostensatz Prozent

p Finanzierung-/Zinskostensatz Prozent

n Bestellhäufigkeit Auflagenhäufigkeit: Zahl der Lose pro Jahr

x Bestellmenge Losgröße Mengeneinheit

k Stückkosten der bestellten Güter

Stückkosten einer Sorte Geldeinheit

tL Lagerdauer einer Bestellmenge Lagerdauer eines Loses Zeiteinheit



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Herleitung der Formel zur optimalen Losgröße



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Implizite Prämissen bei der Ermittlung der optimalen Losgröße

• Gesamtabsatz der Produktsorte in der Periode T ist gegebenund stimmt mit Produktionsmenge überein

• Der Absatz und damit der Abgang vom Fertigwarenlagererfolgt kontinuierlich und in gleichen Raten

• Es ist eine ausreichende Produktionskapazität vorhanden;Lagerungs- und Finanzrestriktionen bestehen nicht

• Die Wiederauffüllung des Lagers nach der Entnahme der letzten Einheit erfolgt ohne Verzögerung (time lag)(= total-momentane-Produktion; zeitpunktgeballte Produktion)

• Die Produktsorte ist unbegrenzt lagerbar• Einstufige Produktion• Ganzzahligkeitsbedingung wird vernachlässigt• Alle übrigen Stückherstellkosten sind konstant• Umrüstkosten sind unabhängig von der Reihenfolge• Keine Interdependenzen zwischen den Produktsorten eines

Mehrproduktbetriebes



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Aufgabe zur optimalen Losgröße

Der Bestand eines Fertigwarenlagers nimmt kontinuierlich und in gleichen Raten ab.

- Der Gesamtabgang pro Jahr beträgt 5.000 Stück. - Bei der Umstellung der Produktionsanlage auf die Produktsorte fallen losfixe

Kosten in Höhe von 100 € an, die Kosten für die Lagerung und Kapitalbindung werden zusammengefasst mit einem Prozentsatz von 10% angegeben.

- Der Wert einer gelagerten Fertigwareneinheit beträgt 4.000 €.

-> Die entscheidungsrelevanten Gesamtkosten sind zu minimieren.

-> Welches ist die unter diesen Umständen optimale Losgröße?



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Zusatzaufgabe zur optimalen Losgröße

• Apple plant im kommenden Jahr einen Absatz von 1.000.000 Stück des neu entwickelten iPod femto.

- Für jede Umrüstung der Fertigungsanlagen kalkuliert die Produktion 50.000 USD.

- Die Finanzierungskosten werden intern mit 15% veranschlagt.- Die tatsächlichen Herstellkosten der Geräte betragen 25 USD/Stück.- Erfahrungswerte des Controlling ergeben Lagerhaltungskosten

von 2,50 USD/Stück.

-> Sie sind Jungcontroller in der Fertigung und sollen einen Vorschlag für das kostengünstigste Fertigungslos erarbeiten.



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Erweiterung des Modells der optimalen Losgröße:-> Berücksichtigung der Produktionszeit

offeneProduktion

Lagerzugang sofortnach Produktion

geschlosseneProduktion

Los vor Lagerzugangkomplett zu fertigen

KontinuierlicherProduktionsausstoß

Mischformen



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Erweiterung zum Modell der optimalen Losgröße:Notwendige Modifikation der klassischen Formel

GA = Absatzgeschwindigkeit [ME/ZE]GP = Produktionsgeschwindigkeit [ME/ZE)

Geschlossene Produktion:

)1(*)(*

**200

0

.

P

Aopt

GGplw

FMx++

=

Offene Produktion:

)1(*)(*

**200

0

.

P

Aopt

GGplw

FMx−+

=



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Aufgabe zur Losgrößenplanung unter Berücksichtigung von offener und geschlossener Produktion

Gegeben seien folgende Daten:• Zinssatz p.a.: 10 %• Losgrößenfixe Sortenwechselkosten: 100 €• Mengenmäßiger Umsatz in der Planungsperiode: 50 ME• Wert einer lagernden Mengeneinheit: 1.250 €/ME• Absatzgeschwindigkeit: 1 ME/ZE• Produktionsgeschwindigkeit: 5 ME/ZE

Beantworten Sie die folgenden Fragen unter Vernachlässigung der Ganzzahligkeitsbedingung.a) Ermitteln Sie die optimale Losgröße des Produktes unter der Annahme der zeitpunktgeballten

Produktion. Welche Anzahl Lose werden pro Jahr aufgelegt und wie hoch sind die entscheidungsrelevanten Gesamtkosten pro Jahr?

b)Ermitteln Sie die optimale Losgröße für den Fall eines kontinuierlichen Produktionsausstoßes unter Zugrundelegen der Prämisse „offene Produktion“. Welche Anzahl Lose werden pro Jahr aufgelegt und wie hoch sind die entscheidungsrelevanten Gesamtkosten pro Jahr?

c) Ermitteln Sie die optimale Losgröße für den Fall eines kontinuierlichen Produktionsausstoßes unter Zugrundelegen der Prämisse „geschlossene Produktion“. Welche Anzahl Lose werden pro Jahr aufgelegt und wie hoch sind die entscheidungsrelevanten Gesamtkosten pro Jahr?

d)Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse aus a), b) und c).



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Aufgabe zur Kombination von optimaler Losgrößenplanung und Break-Even-Analyse

Der Seniorchef eines Einproduktunternehmens überlegt, welches von zwei verfügbaren Verfahren für die Produktion des Produktes eingesetzt werden soll. Gleichzeitig möchte er die Losgrößenwahl nicht mehr dem Juniorchef überlassen, so dass er die Verfahrenswahl und die Losgrößenplanung dem Praktikanten M. Konrads anvertraut. Dieser schlägt vor, zunächst mit Hilfe der Break-Even-Analyse das kostengünstigste Verfahren zu bestimmen und anschließend für dieses Verfahren die optimale Losgröße zu ermitteln. Letztere möchte er mit Hilfe der Andler’schen Losgrößenformel berechnen. Im Unternehmen ist man allseits begeistert. Herr Konrads verarbeitet in seiner Berechnung folgende Daten:

• Zinssatz p. a.: 10 %• Produktionsmenge: 500.000 ME/Periode• Herstellkosten pro Stück: 1,20 € (Verfahren 1) 1,15 € (Verfahren 2)• Fixkosten pro Periode: 124.000 € (Verfahren 1) 148.000 € (Verfahren 2)• Auflagenfixe Kosten: 500 € (Verfahren 1) 800 € (Verfahren 2)

a) Zu welchem Ergebnis kommt Herr Konrads bei Anwendung der Break-Even-Analyse?

b) Wären Sie anders vorgegangen? Wenn ja, wie?

c) Leider vergaß man Herrn Konrads mitzuteilen, dass nicht beliebige Losgrößen realisierbar sind. Die Fertigung und die Transporte erfolgen palettenweise (je 10.000 ME). Wie ändern sich die Ergebnisse aus b)?

d) Ermitteln Sie die Produktionsmenge, bei der beide Verfahren zu gleichen Kosten führen.



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Aufgabe zur operativen Programmplanung(„Column Minima Procedure“ =Spalten-Minimum-Verfahren)

• Die prognostizierten Absatzmengen eines Unternehmens der nächsten sechs Perioden betragen: 60, 90, 100, 140, 130, 80 ME (Absatzszenario A). - In jeder Periode können bei normaler Kapazität 100 ME gefertigt werden. Durch Überstunden

lässt sich die Periodenkapazität um 10 ME unter Inkaufnahme von 2,5 €/ME Mehrkosten erhöhen.

- Die Lagerung einer ME über eine Periode verursacht Kosten von 1 €/Periode.- Fehlmengen schlagen in jeder Periode mit Kosten in Höhe von 10 €/ME zu Buche, werden

allerdings vorgemerkt und nachgeliefert. Eventuelle Goodwill-Verluste sind in den Fehlmengenkosten enthalten.

a) Bestimmen Sie den kostenminimalen Produktionsplan (Plan I).

b) Es kommt ein weiterer Produktionsplan (Plan II) in Betracht: 100, 100, 105, 110, 110, 75 ME.Außerdem ist damit zu rechnen, dass mehr oder minder starke Prognosefehler auftreten. Es könnten sich z. B. folgende zu produzierende Mengen ergeben: Absatzszenario B (Abweichung ± 10 %): 54, 95, 108, 132, 137, 74 ME. -> Welche Kosten verursachen die Produktionspläne I und II unter

Berücksichtigung der Absatzszenarien A und B?



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Zeitliche Ablaufplanung (Reihenfolgeplanung)

• Aufgaben- Bestimmung der Bearbeitungsreihenfolge von Aufträgen

(betriebswirtschaftliche Planung, nicht politische Planung)

• Ziele (mehr- oder multidimensionale Zielfunktion)- Maximierung der Kapazitätsauslastung- Minimierung der Durchlaufzeiten- Minimierung der Zwischenlagerkosten- Minimierung der Terminabweichungen

M

xn = Auftrag I, II = Fertigungsstufen (FS)



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Zeitliche Ablaufplanung (Reihenfolgeplanung):Entscheidungshilfen bei der Bestimmung der optimalen Reihenfolge

• analytische Modelle- Johnson-Algorithmus - Branch-and-Bound-Verfahren

• heuristische Modelle = Prioritätsregeln (Kritik: nur suboptimale Lösungen)

- KOZ-Regel - Kürzeste Operationszeit• zuerst der Auftrag mit der kürzesten Produktionszeit

- GRB-Regel - Größte Restbearbeitungszeit• zuerst der Auftrag mit der größten noch verbleibenden

Bearbeitungszeit auf allen noch benötigten Maschinen- SZ-Regel - Schlupf-Zeit

• zuerst der Auftrag mit der kleinsten Differenz zwischen Liefertermin und der verbleibenden Bearbeitungszeit (d.h. sein Schlupf)



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Reihenfolgeplanung - Rechenbeispiel Johnson-Algorithmus

SortenFertigungszeit

in ZE FS IFertigungszeit

in ZE FS IIA 2 3B 7 1C 4 6

• 1. Schritt - Bestimmung der Produktsorte mit der niedrigsten Bearbeitungszeit

in einer Fertigungsstufe (FS)=> Sorte B aus Fertigungsstufe II mit 1 ZE (Zeiteinheiten)

• 2. Schritt- Einordnung der Sorte B an die letzte Stelle der Bearbeitungsreihenfolge

• 3. Schritt- Einordnung von Sorte A an die erste Stelle der Bearbeitungsreihenfolge

(nächst niedrigste Bearbeitungszeit in einer Fertigungsstufe => Sorte A aus Fertigungsstufe I mit 2 ZE)



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Reihenfolgeplanung - Rechenbeispiel (b)

Index der Reihenfolge Sorte

Fertigungszeit in ZE FSI

Fertigungszeit in ZE FSII

1. A 2 32. C 4 63. B 7 1

• Optimale Reihenfolge

• 4. Schritt- Berechnung der Durchlaufzeiten von Sorte A

ZEttT IIAIAA 532 =+=+=

tIA = Bearbeitungszeit von Sorte A auf Fertigungsstufe ItIIA = Bearbeitungszeit von Sorte A auf Fertigungsstufe II



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Reihenfolgeplanung - Rechenbeispiel (c)

• 5. Schritt- Berechnung der Durchlaufzeit von Sorte C

• 6. Schritt- Berechnung der Durchlaufzeit von Sorte B

IICICIAAC tttTT ++= );(max

ZETC 126)42;5(max =++=

IIBIBICIACB ttttTT +++= );(max

ZETB 141)742;12(max =+++=



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Aufgabe zum Johnson-Algorithmus

23H

19G

52F

1118E

46D

61C

1314B

184A

Fertigungsstufe IIFertigungsstufe ISorte

• Gegeben ist ein zweistufiger Mehrproduktbetrieb. Sämtliche Produktsorten müssen zuerst die Stufe I, danach die Stufe II durchlaufen.

- Die Bearbeitungszeiten der Sorten sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:

• Ermitteln Sie die Bearbeitungsreihenfolge und die dazugehörigen Durchlaufzeiten mit Hilfe des Johnson-Algorithmus!



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Aufgabe I zur Reihenfolgeplanung

• In einem zweistufigen Mehrproduktbetrieb ist die Reihenfolgeplanung durchzuführen. Dies wird erstmals dem neuen Praktikanten M. Konrads überlassen.

- Zur Planung erhält er die folgenden Bearbeitungszeiten der Produkte in den Fertigungsstufen I und II:

a) M. Konrads unterstellt, dass alle Produkte die Fertigungsstufen in der gleichen Reihenfolge (I-II) durchlaufen.

- Welche Bearbeitungsreihenfolge ermittelt er, wenn er zur Reihenfolgeplanung die Kürzeste Operationszeitregel (KOZ-Regel) verwendet?

b) Nachdem M. Konrads sein Ergebnis dem Produktionsleiter vorstellt, klärt dieser ihn darüber auf, dass die Produkte B, D und E aus technologischen Gründen zuerst die Fertigungsstufe II durchlaufen müssen, bevor sie in der Fertigungsstufe I bearbeitet werden können.

- Zu welcher Bearbeitungsreihenfolge kommt Konrads , wenn er wiederum die KOZ-Regel verwendet?

Fertigungsstufe

Produkt

I II

A 10 2

B 5 13

C 9 10

D 4 14

E 12 6

F 8 5



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Aufgabe II zur Reihenfolgeplanung

• Drei Aufträge (A, B und C) müssen in unterschiedlichen Reihenfolgen auf drei Maschinen (I, II und III) bearbeitet werden.- Die Bearbeitungszeiten, Maschinenfolgen und geplanten Liefertermine stellen sich

wie folgt dar:

a) Planen Sie die Maschinenbelegung mit Hilfe der Schlupfzeitregel.Stellen Sie die Lösung in Form eines fertigungsstufenbezogenen Balkendiagramms dar.

b) Wie hoch ist, unter Zugrundelegung des Reihenfolgeplans aus a), die Lieferterminabweichung des Auftrags A?

105II-I-III301510C

60I-III-II202015B

90I-II-III201015A

IIIIII

Geplanter

Liefertermin (ZE)

Maschinen-

folge

Bearbeitungszeit (ZE) auf MaschineAuftrag



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Anhang

Auswahl möglicher Klausurfragen

1. Beschreiben Sie den Zielkonflikt zwischen Ökonomen und Informatikern bzw. Ingenieuren. 2. Erläutern Sie die Produktionsfunktion vom Typ A.3. Beschreiben Sie die Produktionsfunktion von Typ B.4. Grenzen Sie die Produktionsfunktion vom Typ A zur Produktionsfunktion vom Typ B ab.5. Systematisieren Sie die vier Arten von Faktorbeziehungen.6. Erstellen Sie eine Systematik der Produktionsfaktoren.7. Nennen und erläutern Sie die Ergiebigkeitskomponenten der menschlichen Arbeit.8. Beschreiben Sie die Ergiebigkeitskomponenten von Betriebsmitteln.9. Systematisieren Sie die Instandhaltungsstrategien.10. Differenzieren Sie die verschiedenen Arten von Verschleißerscheinungen.11. Erläutern Sie die erfolgswirtschaftlichen Wirkungen des Anlagenverschleißes. 12. Nennen und erläutern Sie die Ergiebigkeitsfaktoren von Werkstoffen.13. Beschreiben Sie die Aufgaben der Beschaffung untergliedert in Einkauf und Beschaffungslogistik.14. Beschreiben Sie die Entscheidungsfelder des strategischen Produktionsmanagements.15. Erläutern Sie die Unterschiede zwischen analytischen und heuristischen Methoden.16. Beschreiben Sie die Teilgebiete der Standortplanung.17. Nennen und beschreiben Sie Gründe für die Ausweitung des Fertigungsprogramms.18. Beschreiben Sie die Gründe, die gegen die Ausweitung des Fertigungsprogramms sprechen. 19. Systematisieren Sie die Standortfaktoren und nennen Sie Beispiele hierfür. 20. Beschreiben Sie die Vorgehensweise des Scoring-Modells.21. Systematisieren Sie die unterschiedlichen Fertigungsverfahren.22. Erläutern Sie das CIM-Konzept.23. Systematisieren und erläutern Sie die Aufgaben der Arbeitsvorbereitung. 24. Beschreiben Sie die zur Bestimmung der optimalen Losgröße relevanten Kostenarten.25. Erläutern Sie im Zusammenhang mit dem Modell zur optimalen Losgröße die Unterschiede zwischen

geschlossener und offener Produktion. 26. Alle in der Vorlesung gerechneten Beispielaufgaben können auch in veränderter Form als

Klausuraufgaben vorkommen!

56_Skript Operations Management SS09

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