1
Teil I
Einf¨uhrung
1 Ziel der Veranst alt ung
Zielsetzung der Veranstaltung
• Einblick in einige wichtige Fragestellungen der Strukturierung und des Betriebs von
Produktions- und Logistiksystemen
• Darstellung der Bedeutung quantitativer Optimierungsmodelle
• Bedeutung der Ber¨ucksichtigung knapper Kapazit¨aten
• Darstellung tats¨achlich existierender Problemstellungen
• Praktische Anwendungsbeispiele
2 Grundfragen der indust r iellen Produktion
2.1 Begriff und Gegenstand
Begriff und Gegenstand industriellen Produktionswirtschaft
• Fertigungstechnik (Urformen, Umformen, Trennen, F¨ugen, Beschichten etc.),
• Verfahrenstechnik,
• Energietechnik,
• F¨ordertechnik,
• Meßtechnik,
• Regelungstechnik
1
Begriff und Gegenstand industriellen Produktionswirtschaft
• Bearbeitungsvorg¨ange
• Oberfl¨achenbearbeitung
• Montageprozesse
• Techniken der Produktion von Fließg¨utern
• Produktion von Energie
Arbeitssystem
Arbeits-
objekte
Produkte
Menschen
Maschi-
nen
Produktion
=
Transformation
der Arbeitsobjekte
Planungsdaten
Grunddaten
Rückmeldungen
Arbeitssystem
¨
Okonomisch relevante Fragen
• Wieviel kostet die einmalige Umdrehung eines Bohrers?
• Welchen ’Wert’ hat es f¨ur uns, wenn wir in der Lage sind, einen Kunden direkt ab
Lager zu beliefern, anstatt ihn zwei Wochen auf die Lieferung warten zu lassen?
• Welchen Wert hat der Verlust an R¨ustzeit auf einer Maschine?
• Sind diese Werte periodenunabh¨angig oder ver¨andern sie sich von Periode zu Peri-
ode?
• Was sparen wir ein, wenn wir die Fertigungstiefe reduzieren?
2
Merkmale industrieller Unternehmen
• Arbeitsteilung
• Anlagenintensit¨at
• Kapitaleinsatz
2.2 Entscheidungsebenen in der Produktion
Entscheidungen
• Wahl der Produktionsstandorte
• Umstieg auf eine neue automa t isierte Produktionstechnologie mit dem Ziel, Wet-
tbewerbsvorteile zu erzielen
• Abschluß eines Liefervertrages mit einem Zulieferer und Vereinbarung eines pro-
duktionssynchronen Anlieferungsmodus (Just-in-t ime-Prinzip)
• Einplanung von Lagerbest¨anden, um saisonale Nachfrageschwankungen auszugle-
ichen
• Aufstellung des kurzfristigen Produktionsprogramms
• Ermittlung des Materialbedarfs
• Feinterminierung der Arbeitsg¨ange in einer Werkstatt
• Capable to promise
• Steuerung des Tr ansportverkehrs der Fahrzeuge eines fahrerlosen Transportsystems
(FTS)
Entscheidungsebenen
Strategische
Planung
Taktische
Planung
hoch mittel gering
hoch mittel gering
hoch mittel niedrig
kurz mittel lang
Planungshorizont
Aggregationsgrad
Bedeutung für das Gesamtunternehmen
Managementebene
Operative
Planung
3
Teil II
Network Design – Gestaltung des
Logistik systems
3 Standorte ntscheidungen
3.1 R¨aumliche Struktur des L ogistiksystems
Logistiksystem I
RL
RL
LZ
L
ZAL
ZBL
L
L
ZAL
L
RL
ZAL
Logistiksystem II
Werk A
Produk-
tion
Produk-
tion
Werk B
Produk-
tion
Produk-
tion
Zentrallager
RegionallagerRegionallager Regionallager
Nachfrage Nachfrage Nachfrage
Produk-
tion
ATO
Nachfrage
Lieferantenzentrum
Zulieferer
Zulieferer
Zulieferer
Zulieferer
Zulieferer
Zulieferer
4
Nabe/Speiche-System (Hub/Spoke)
Post, DPD, UPS
3.2 Produktionsstandorte
Motive
• Kapazit¨atsbedarf
• Modernisierung
• Produktionsstandorte sollen zusammengelegt werden
• Nachfrageschwerpunkte
• Just-in-Time
• Kostenanstieg im Heimatland
• Handelsbeschr¨ankungen
Zielsetzungen
• Beschaffung
– Transportkosten
– Materialkosten
– L¨ohne
– Beschaffungszeiten (verderbliche G¨uter; Stochastik (Sicherheitsbest¨ande); Fahrzeit
bei Arbeitskr¨aften)
– Beschaffungsgut muß besichtigt werden
5
• Produktion
• Absatz
Typen von Standortproblemen
• unbekannte potentielle Standorte (kontinuierliche Probleme)
• bekannte potentielle Standorte (diskrete Probleme)
4 Standortp lanung unbekannten potentiellen Stan-
dorten
4.1 Steiner-Weber-Problem
Literaturhinweis
Tempelmeier (2018), Aufgabe A1.1
Steiner-Weber-Problem
• I Absatzzentren
• Bedarf des Absatzgebietes i: w
a
i
• Absatztransportkosten: c
a
i
• J Beschaffungszentren
• Beschaffungsmenge: w
b
j
• Beschaffungstransp ortkosten: c
b
j
• Luftlinienentfernungen
6
Koordinatensystem
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Y (Süd-Nord-Richtung)
0 20 40 60 80 100 120 140
X (West-Ost-Richtung)
Nienburg
Diepholz
Minden
Bielefeld
Osnabrueck
Entscheidungsmodell
Zielfunktion
Z(s
x
, s
y
) =
J
X
j=1
c
b
j
· w
b
j
· d
b
j
+
I
X
i=1
c
a
i
· w
a
i
· d
a
i
mit
d
a
i
=
q
(s
x
− x
a
i
)
2
+ (s
y
−y
a
i
)
2
i = 1 , 2, ..., I
d
b
j
=
q
(s
x
− x
b
j
)
2
+ (s
y
− y
b
j
)
2
j = 1, 2, ..., J
Literaturhinweis
Tempelmeier (2018), Aufgabe A1.1
Das folgende Protokoll wurde mit dem Produktions-Management-Trainer erzeugt.
Beispiel II
Zahl der Abnehmer-Standorte... 3
Zahl der Produkte............. 1
Koordinaten der Abnehmer-Standorte:
120.00 51.00 91.00
109.00 111.00 68.00
Koordinaten der Produktionsstaette:
120.00 85.00
Produktmengen:
Produkt 1:
50.00 40.00 64.00
7
Beispiel III
Einheitstransportkosten zwischen Produktionsst¨atte
und Lager: 0.10
Einheitstransportkosten zwischen Lager und
Abnehmer-Standorten: 2.00
Gesamtbedarf: 154.00
Schwerpunkt:
SX= 91.45; SY= 92.12
Entfernungen:
Bedarfsort 1: 33.16
Bedarfsort 2: 44.64
Bedarfsort 3: 24.13
Produktionsst¨atte: 29.42
Gesamt-Transportkosten= 10428.96
Beispiel I V
Iteration 1
SX= 93.91; SY= 87.71
Entfernungen:
Bedarfsort 1: 33.68
Bedarfsort 2: 48.82
Bedarfsort 3: 19.92
Produktionsst¨atte: 26.23
Gesamt-Transportkosten= 10227.34
Beispiel V
Iteration 13
SX= 92.78; SY= 79.54
Entfernungen:
Bedarfsort 1: 40.11
Bedarfsort 2: 52.30
Bedarfsort 3: 11.68
Produktionsst¨atte: 27.76
Gesamt-Transportkosten= 10117.15
4.2 Location-Allocation-Problem
8
Location-Allocation-Problem I
i 1 2 3 4 5 6
x
a
i
51 20 120 91 54 50
y
a
i
111 71 109 68 34 10
w
a
i
25 10 30 30 40 10
Literaturhinweis
Tempelmeier (2018), Aufgabe A1.2
Location-Allocation-Problem IV L¨osung
Beste gefundene Standort-Einzugsbereichs-Struktur
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Y
(
S
ü
d
-
N
o
r
d
-
R
i
c
h
t
u
n
g
)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
X (West-Ost-Richtung)
Fabrik
2
3
4
5
6
7
9