Teil VI
Grundlagen der Bestandsmanagements
19.1 Modellierung von Supply Chains
Grundbegriffe I
Physischer Bestand: I
p
t
Bestellbestand: I
o
t
Fehlbestand: I
f
t
Fehlmenge: F
Nettobestand: I
n
t
I
n
t
= I
p
t
I
f
t
Disponibler Bestand: I
d
t
I
d
t
= I
n
t
+ I
o
t
Grundbegriffe II
Periode t 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Nachfrage d
t
59 54 50 83 44 57 46 54
Physische r Bestand I
p
t
248 189 135 85 2 0 0 255 201
Bestellbestand I
o
t
0 400 400 400 400 400 0 0
Fehlbe stand I
f
t
0 0 0 0 42 99 0 0
Nettobestand I
n
t
248 189 135 85 2 -42 -99 255 201
Disponibler Bestand I
d
t
248 189 535 485 402 358 301 255 201
Grundbegriffe II
Periode t 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Nachfrage d
t
59 54 50 83 44 57 46 54
Physischer Bestand I
p
t
248 189 135 85 2 0 0 55 1
Bestellbestand I
o
t
0 200 200 200 400 400 200 200
Fehlbestand I
f
t
0 0 0 0 42 99 0 0
Nettobestand I
n
t
248 189 135 85 2 -42 -99 55 1
Disponibler Bestand I
d
t
248 189 335 285 202 358 301 255 201
73
Grundbegriffe IV
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
M
e
n
g
e
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Zeit
Nettobestand
disponibler
Bestand
74
20 Produktbezogene Leistungskriterien eines Lagers
20.1 α-Servicegrad
α-Servicegrad
α
Per
= P {Periodennachfragemenge
physischer Bestand zu Beginn einer Periode}
α
Zyk
= P {Nachfragemenge in der Wiederbeschaffungszeit
physischer Bestand zu Beginn
der Wiederbeschaffungszeit}
Beispiel
Periode Nachfrage
Bestand Bestellung oder Fehlbestand Fehlmenge
(physisch) Wareneingang (Periodenende) (pro Zyklus)
1 50 350
2 58 292
3 44 248
4 59 189
5 54 135
6 50 85
7 83 2
8 44 42
9 57 99 99
10 46 255
11 54 201
12 74 127
13 64 63
14 46 17
15 57 40
16 38 78 78
17 34 288
18 58 230
19 53 177
20 54 123
21 18 105
22 44 61
23 54 7 0 0
24 46 361
25 38 323
26 14 309
27 55 254
28 56 198
29 36 162
30 57 105
31 71 34
32 60 26
33 45 71 71
34 42 287
35 35 252
36 67 185
37 40 145
38 45 100
39 59 41
40 33 8
41 50 42 42
42 67 291
43 16 275
44 46 229
45 32 197
46 40 157
47 77 80
48 51 29
49 28 1 0 0
50 60 341
75
20.2 β-Servicegrad
β-Servicegrad
β = 1
E {Fehlmenge pro Periode }
E {Periodennachfragemenge}
Nachfrage 49.18
Fehlmenge 5.8
β-Servicegrad = 88.21
20.3 γ-Servicegrad
γ-Servicegrad
γ = 1
E {Fehlbestand pro Periode}
E {Periodennachfragemenge}
Nachfrage 49.18
Fehlbe stand 7.96
β-Servicegrad = 83.81
21 Die Kennziffer ’Bestandsreichweite’
Bestandsreichweite
Saisonaler Bestand
Losgr¨oßenbestand
Transportlosgr¨oßenbestand
Transitbestand
Kommissionierbestand
Sicherheitsbestand
SB = v
opt
·σ
Y
76
22 Exkurs: Wahrscheinlichkeitsverteilungen
22.1 Normalverteilung
Normalverteilung
N(µ
Y
, σ
Y
) N(µ
X
= 0, σ
X
= 1)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 5 10 15 20
y
f
Y
(y)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
x
v
φ(x)
P {x v}
Φ
0
(v) =
Z
v
φ(x) · dx = 1 Φ(v)
Φ
1
(v) =
Z
v
(x v) · φ(x) · dx = φ(v) v · Φ
0
(v)
Normalverteilung II: Excel
NORMVERT(x;0;1;FALSCH)-x*(1-NORMVERT(x;0;1;WAHR))
22.2 Gamma-Verteilung
77
Gamma-Verteilung I
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
Dichtefunktion f(x)
0 10 20 30 40 50
Bearbeitungszeit
E{X}=10;V{X}=4
E{X}=10; V{X}=9
E{X}=10;V{X}=16
E{X}=10;V{X}=25
E{X}=10;V{X}=36
E{X}=10;V{X}=49
E{X}=10;V{X}=64
E{X}=10;V{X}=81
Gamma-Verteilung II
k
Y
=
E {Y }
2
Var {Y }
α
Y
=
E {Y }
Var {Y }
G
1
(s) =
k
α
s
k
α
·I [k + 1, s · α] + s · I [k, s ·α]
Gamma-Verteilung III: Excel
GAMMAVERT(x;Parameter k;1/Parameter alpha;WAHR)
78
23 Nachfragemenge im Risikozeitraum
Nachfragemenge im Risikozei traum
f
D
(d)
F
D
(d) = P {D d}
P {D = d, d = d
min
, ..., d
max
}
23.1 Deterministische Wiederbeschaffungszeiten
Deterministische Wiederbeschaffungszeiten
Normalverteilung
D
σ
D
µ
Y
= µ
D
·
σ
Y
= σ
D
·
Deterministische Wiederbeschaffungszeiten
Gamma-Verteilung
D
α
D
k
D
α
Y
= α
D
k
Y
= k
D
·
79
Deterministische Wiederbeschaffungszeiten
Diskrete empirische Verteilung
P
Y
1
= y
k
= P {D = y
k
}
P
Y
= y
k
=
X
x
i
+d
j
=y
k
P
Y
1
= x
i
, D = d
j
2
Deterministische Wiederbeschaffungszeiten
= 1 : 0 y
k
2
P
Y
1
= 0
= 0.1
P
Y
1
= 1
= 0.4
P
Y
1
= 2
= 0.5
Deterministische Wiederbeschaffungszeiten
= 2 : 0 y
k
2 + 2 = 4
P
Y
2
= 0
= P
Y
1
= 0
·P {D = 0}
= 0.1 · 0.1 = 0.01
P
Y
2
= 1
= P
Y
1
= 0
·P {D = 1}
+ P
Y
1
= 1
·P {D = 0}
= 0.1 · 0.4 + 0.4 · 0.1 = 0.08
P
Y
2
= 2
= P
Y
1
= 0
·P {D = 2}
+ P
Y
1
= 1
·P {D = 1}
+ P
Y
1
= 2
·P {D = 0}
= 0.1 · 0.5 + 0.4 · 0.4 + 0.5 · 0.1 = 0.26
P
Y
2
= 3
= P
Y
1
= 1
·P {D = 2}
+ P
Y
1
= 2
·P {D = 1}
= 0.4 · 0.5 + 0.5 · 0.4 = 0.40
P
Y
2
= 4
= P
Y
1
= 2
·P {D = 2}
= 0.5 · 0.5 = 0.25
Deterministische Wiederbeschaffungszeiten
= 3 : 0 y
k
4 + 2 = 6 (I)
80
P
Y
3
= 0
= P
Y
2
= 0
· P {D = 0}
= 0.01 · 0.1 = 0.001
P
Y
3
= 1
= P
Y
2
= 0
· P {D = 1}
+ P
Y
2
= 1
· P {D = 0}
= 0.01 · 0.4 + 0.08 · 0.1 = 0.012
P
Y
3
= 2
= P
Y
2
= 0
· P {D = 2}
+ P
Y
2
= 1
· P {D = 1}
+ P
Y
2
= 2
· P {D = 0}
= 0.01 · 0.5 + 0.08 · 0.4 + 0.26 · 0.1 = 0.063
P
Y
3
= 3
= P
Y
2
= 1
· P {D = 2}
+ P
Y
2
= 2
· P {D = 1}
+ P
Y
2
= 3
· P {D = 0}
= 0.08 · 0.5 + 0.26 · 0.4 + 0.4 · 0.1 = 0.184
Deterministische Wiederbeschaffungszeiten
= 3 : 0 y
k
4 + 2 = 6 (II)
P
Y
3
= 4
= P
Y
2
= 2
·P {D = 2}
+ P
Y
2
= 3
·P {D = 1}
+ P
Y
2
= 4
·P {D = 0}
= 0.26 · 0.5 + 0.4 · 0.4 + 0.25 · 0.1 = 0.315
P
Y
3
= 5
= P
Y
2
= 3
·P {D = 2}
+ P
Y
2
= 4
·P {D = 1}
= 0.4 · 0.5 + 0.25 · 0.4 = 0.300
P
Y
3
= 6
= P
Y
2
= 4
·P {D = 2}
= 0.25 · 0.5 = 0.125
23.2 Stochastische Wiederbeschaffungszeiten
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten I
E {Y } = E {L}· E {D}
Var {Y } = E {L} · Var {D} + Var {L} · E {D}
2
f
Y
(y) =
max
X
=
min
f
Y
(y |L = ) · P {L = }
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten II
F
Y
(y) =
max
X
=
min
y
Z
0
f
Y
(x |L = ) · dx · P {L = }
81
P {Y y} =
max
X
=
min
P {Y y |L = } · P {L = }
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten III
P {L = 2} = 0.4 und P {L = 3} = 0.6
P {Y = 0} = P
Y
2
= 0
· 0.4 + P
Y
3
= 0
· 0.6 = 0.004 + 0.0006 = 0.0046
P {Y = 1} = P
Y
2
= 1
· 0.4 + P
Y
3
= 1
· 0.6 = 0.032 + 0.0072 = 0.0392
P {Y = 2} = P
Y
2
= 2
· 0.4 + P
Y
3
= 2
· 0.6 = 0.104 + 0.0378 = 0.1418
P {Y = 3} = P
Y
2
= 3
· 0.4 + P
Y
3
= 3
· 0.6 = 0.160 + 0.1104 = 0.2704
P {Y = 4} = P
Y
2
= 4
· 0.4 + P
Y
3
= 4
· 0.6 = 0.100 + 0.1890 = 0.2890
P {Y = 5} = P
Y
2
= 5
· 0.4 + P
Y
3
= 5
· 0.6 = 0 + 0.1800 = 0.1800
P {Y = 6} = P
Y
2
= 6
· 0.4 + P
Y
3
= 6
· 0.6 = 0 + 0.0750 = 0.0750
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten IV
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
P
{
L=
}
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
`
`
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten V
82
0.0
0.1
0.2
0.3
P
{
Y
=
y
}
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
yy
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten VI
Deterministische WBZ
Wiederbeschaffungszeit 5 10
Bestellpunkt 521.1 1036.78
Durchschnittlicher Lagerbestand 426.74 442.88
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten VI
Stochastische WBZ
P {L = 5} 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
P {L = 10} 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
Bestellpunkt 1036.78 1016.23 986.43 935.54 804.77 521.10
Lagerbestand 442.88 522.54 593.08 642.89 614.47 426.74
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten VIII
Stochastische WBZ
83
0
100
200
300
400
500
600
700
L
a
g
e
r
b
e
s
t
a
n
d
1.0|0.0 0.8|0.2 0.6|0.4 0.4|0.6 0.2|0.8 0.0|1.0
P{L=10}|P{L=5}
L=10 L=5
stochastische Wiederbeschaffungszeit
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten VIII
Fall 2 Fall 3 Fall 4
P {L = } P {L = } P {L = }
3 0.3 2 0.2548 2 0.35
4 0.4 3 0.2162 3 0.24
5 0.3 4 0.1776 4 0.13
5 0.1390 5 0.05
6 0.1005 6 0.05
7 0.0619 7 0.05
8 0.0500 8 0.05
9 0.05
10 0.02
11 0.01
E{L} 4 4 4
Var{L} 0.60 3.13 5.60
Stochasti sche Wiede rbeschaffungszeiten VII
Fall 1 2 3 4
β 86.6 84.4 81.1 79.9
84