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Beschaffung und Produktion Zusammenfassung 2016/2017 ...

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WS 16/17

Zusammenfassung 1. Einführung in die Grundbegriffe 1.1. Begriffe 1.1.1. Definitionen Produktion 

Erzeugung von Ausbringungsgüter (Produkten) aus materiellen und nichtmateriellen Einzelgütern (Produktionsfaktoren  Inputgüter) nach bestimmten technischen Verfahrensweisen = Gütertransformation + Wertschöpfung oder



Gütertransformationsprozess, bei dem durch den Einsatz und die Kombination von Inputgütern (Produktionsfaktoren) i.d.R. höherwertige Outputgüter entstehen  Wertschöpfung

Arbeitssystem 

Ein Arbeitssystem ist die kleinste selbstständig arbeitsfähige Produktiveinheit in einem Produktionssystem, zuständig für einen Arbeitsschritt im Produktionsprozess

Beschaffung 

Im weiteren Sinne: Versorgung mit Produktionsfaktoren (Personal, Kapital, Betriebsmittel und Information)



Im engeren Sinne: Versorgung mit Verbrauchsfaktoren („Material“)

 Material  Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe  (vorproduzierte) Einzelteile  Baugruppen  Handelswaren

Logistik 

Funktionsübergreifende Betrachtung von Materialflüssen mit dem Ziel der Optimierung  Produktions- und Beschaffungsprozesse lösen Materialfluss aus, da Einsatzgüter und Endprodukte  zur richtigen Zeit 1

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WS 16/17  am richtigen Ort  in der richtigen Menge zur Verfügung stehen müssen



Logistische Prozesse  Lagern  Transportieren  Güterumschlag, Handhaben, Verpacken

1.1.2. Produktion als Wertschöpfungsprozess 

Zieldimensionen  Zeit  kurze Durchlaufzeiten, kurze Wertschöpfungsstrecken  Qualität  Kundenzufriedenheit, wenig Ausschuss  Wirtschaftlichkeit  ökonomisches Prinzip, kontinuierliche Verbesserung  Flexibilität  Anpassungsfähigkeit, Innovation, Termintreue

1.2. Typisierung von Produktionssystemen 1.2.1. Output-/ Programmbezogene Produktionstypen Eigenschaften der zu fertigenden Güter 

Art der Güter  materielle Güter  Sachgüterproduktion  immaterielle Güter  Dienstleistungsproduktion



Gestalt der Güter  ungeformte Fließgüter  geformte Fließgüter  Stückgüter



Zusammensetzung der Güter  einteilige Güter  mehrteilige Güter  Montageprozesse



Beweglichkeit der Güter  bewegliche Güter  unbewegliche Güter  Baustellenproduktion

Eigenschaften des vorgesehenen Produktionsprogramms 

Anzahl der Erzeugnisse  Einproduktproduktion 2

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WS 16/17  Mehrproduktproduktion



Anlagengröße  Massenproduktion  Sortenproduktion  Serienproduktion  Einzelproduktion



Beziehung der Produktion zum Absatzmarkt  MTO make to order  auftragsorientierte Produktion  MTS make to stock  prognose-/ markt-/ lagerorientierte Produktion  ATO assemble to order  auftragsorientierte Montage mit lagerorientierten Einzelteilen

1.2.2. Input-/ Einsatzbezogene Produktionstypen Eigenschaften der einfließenden Produktionsfaktoren 

Anteil der Einsatzgüterarten  materialintensive Produktion  anlagenintensive Produktion  arbeits-/ personalintensive Produktion  informationsintensive Produktion



Konstanz der Einsatzgüterqualität  konstante Qualität  werkstoffbedingt wiederholbare Produktion  schwankende Qualität  Partieproduktion

1.2.3. Throughput-/ Prozessbezogene Produktionstypen 1.2.3.1.



Strukturtypen der Produktion

Form der prozessbedingten Materialflüsse  durchgängiger (glatter, linearer) Materialfluss  konvergierender (synthetischer) Materialfluss  divergierender (analytischer) Materialfluss (speziell Kuppelproduktion)  umgruppierender (genereller) Materialfluss



Kontinuität der Materialflüsse  kontinuierlicher Materialfluss (speziell natürliche Fließproduktion)  diskontinuierlicher Materialfluss (z.B. Chargen-/ Batchproduktion) 3

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WS 16/17

Ortsbindung  ungebunden  gebunden  Baustellenproduktion



Anzahl der Arbeitsgänge  einstufige oder mehrstufige Produktion



Veränderbarkeit der Arbeitsgangfolge  Arbeitsplanflexibilität

1.2.3.2.

Organisationstypen der Produktion

Werkstattproduktion Charakteristika 

breites Erzeugungsspektrum, viele vers. Produkte, dynamisch schwankende Nachfrage, kleine Auftragsgrößen („Kleinserienproduktion“)



auf bestimmte Funktionen spezialisierte Produktionsanlagen, relativ teure Arbeitssysteme, die deswegen i.d.R. nur einmal vorhanden sind und so für sämtliche Erzeugnisse zur Verfügung stehen müssen (= Gruppierung nach dem Funktionsprinzip)



auf Grund der Produktionsvielfalt vernetzter Materialfluss zwischen den Werkstätten

Probleme 

Layoutplanung (wegen des unvermeidlichen Materialflusses zwischen den Werkstätten)



Losgrößenplanung (= Bildung der größten Produktions- bzw. Beschaffungsaufträgen zur Einsparung von fix Kosten)



Terminplanung bzw. Ressourceneinsatzplanung für die einzelnen Aufträge



Reihenfolgeplanung (Scheduling)

Fließproduktion Charakteristika 

Zuordnung von Arbeitssystemen zur Produktion eines Produktes (= Objektprinzip)



Massenproduktion, hoher regelmäßiger Bedarf (= stationärer Bedarf)



Anordnung der Arbeitssysteme nach ihrer Stellung im Arbeitsplan



einheitlicher Materialfluss für alle Werkstücke



getaktete Fließproduktion  Arten des Materialflusses: synchron / asynchron

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WS 16/17

Probleme 

Konfigurations-/ Kapazitätsplanung („Progress-Design“)



Leistungsabstimmung  Bestimmung der Taktzeit und der Anzahl von Bearbeitungsstationen  Zuordnung der Arbeitsgänge zu den einzelnen Stationen



Pufferallokation bei asynchronen Materialfluss



Bestandskontrolle bei nicht getakteten Materialfluss



Integrierte Losgrößen- und Reihenfolgeplanung (wegen des stationären Bedarfs)



Level Scheduling und „Car – Sequencing“ (=Einlastungsreihenfolgeplanung zur Auslastungsglättung)

Zentrenproduktion Charakteristika 

Komplettbearbeitung einer Produktionsgruppe innerhalb eines Produktionszentrums, d.h. Materialfluss nur innerhalb einer Insel (= Objektprinzip, aber kein einheitlicher Materialfluss)

Probleme 

Konfigurationsplanung  Identifizierung von Erzeugnisfamilien und entsprechende Ressourcenzuordnung  Kapazitätsplanung



Ressourceneinsatzplanung bei flexiblen Fertigungssystemen  Serienbildung  Systemrüstung

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WS 16/17

1.3. Entscheidungsebenen im Beschaffungs- und Produktionsmanagement



Strategisches Produktionsmanagement  Sicherung des langfristigen Unternehmenserfolgs, d.h. der Wettbewerbsfähigkeit



Taktisches Produktionsmanagement  Schaffung der Erfolgsvoraussetzungen, Lieferantenauswahl, Aufbau der Produktionskapazitäten (Node Design)



Operatives Produktionsmanagement  optimale Nutzung der Produktionskapazitäten, dispositive Entscheidungen

2. Beschaffungsmanagement



Aufgabe  Gestaltung der Beziehungen zwischen  internen Bedarfsträgern  betriebsgerichtete Aufgaben  externen Lieferanten  marktgerichtete Aufgaben



Ziele  langfristig/ strategisch  Beschaffungspolitik  Kostensenkung  Leistungsverbesserung  Autonomieerhaltung  kurzfristig/ operativ  Beschaffungsdispositionen  Beschaffungswirtschaftliches Optimum  alle benötigten Verbrauchsfaktoren sollen in der erforderlichen Menge und Qualität zur richtigen Zeit am richtigen Ort kostenminimal bereitgestellt werden

2.1. Betriebsgerichtete Aufgaben des Beschaffungsmanagement 2.1.1. Klassifikation von Verbrauchsfaktoren (”Material“) 2.1.1.1.

Klassifikation von Verbrauchsfaktoren nach ihrer wertmäßigen

Bedeutung - ABC-Analyse



Klassifikation der zu disponierenden Verbrauchsfaktoren (Materialarten) nach ihrer wertmäßigen Bedeutung

ABC- Analyse 6

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WS 16/17

Vorgehensweise 1) Verbrauchswerte= Preis * Menge 2) Summe der Verbrauchswerte  Gesamtverbrauch 3) Prozentuale Anteile =

𝑉𝑒𝑟𝑏𝑟𝑎𝑢𝑐ℎ𝑠𝑤𝑒𝑟𝑡𝑒 𝐺𝑒𝑠𝑎𝑚𝑡𝑣𝑒𝑟𝑏𝑎𝑢𝑐ℎ

4) Summe der prozentualen Anteile (100%) 5) Tabelle neu ordnen (absteigend) 6) Kumulierten Anteile an Gesamtverbrauch bestimmen 7) Gruppen (A, B, C) bilden



Konzentrationsmessung= Grenzen

Klasse

Sortimentanteil

Wertanteil

A

15- 20 %

70%

B

50%

5- 10%

C

Rest

Rest



Klasseneinteilung  Gruppe A  Güter mit hohem Anteil am gesamten Materialverbrauchswert  Gruppe B  Güter mit mittlerem Anteil am gesamten Materialverbrauchswert  Gruppe C  Güter mit niedrigerem Anteil am gesamten Materialverbrauchswert

2.1.1.2.

Klassifikation von Verbrauchsfaktoren nach ihrem Bedarfsverlauf

Typen von Bedarfsverläufen 

nichtstationär



stationär  unregelmäßig  stark schwankend  sporadisch  regelmäßig  um ein konstantes Niveau  ohne Saisoneinfluss  mit Saisoneinfluss  trendförmig  ohne Saisoneinfluss  mit Saisoneinfluss 7

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RSU/XYZ-Analyse

R/ X – Produkte

Art der Güter

Art der Beschaffung

Güter mit gleich bleibendem

Einsatzsynchron (just - in -

Bedarf bei nur

time – Prinzip)

gelegentlichen

 geringe Lagerkosten

Niveauveränderungen (regelmäßiger Bedarf auf hohem Niveau) S/ Y – Produkte

Güter mit veränderlichem

Vorratshaltung

Bedarf (trendförmig,

 hohe Lagerkosten

saisonal) U/ Z – Produkte

Güter mit sehr

Einzelbeschaffung im

unregelmäßigem Bedarf

Bedarfsfall

(sporadisch)

 geringe Lagerkosten

2.1.2. Materialbereitstellungsprinzipien Art der Beschaffung 

einsatzsynchrone Beschaffung  Just-in-time-Prinzip (R-Produkte)  geringe Lagerkosten  ggf. starke Schwankungen der Bestellmengen und des Kapazitätsbedarfs für die Produktion



Vorratshaltung (S-Produkte)  hohe Lagerkosten  optimale Bestellmengen und gleichbleibende Kapazitätsauslastung erreichbar



Einzelbeschaffung und Bedarfsfall (U-Produkte)  geringe Lagerkosten  u.U. lange Durchlaufzeiten 2.1.3. Materialbedarfsermittlung und Bestellmengenplanung 2.1.3.1.

Materialbedarfsermittlung  Bedarfsprognose („verbrauchsorientierte“

bzw. „vergangenheitsorientierte“) Prognoseverfahren 

Abschätzung künftiger Bedarfsmengen (Prognosewerte) aus n beobachteten Vergangenheitswerten (Zeitreihe / n-Tage-Linie)



Vorgehensweise bei Prognoseverfahren 8

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WS 16/17

1) Untersuchung der charakteristischen Merkmale der Zeitreihen (Typ zuordnen) 2) Auswahl eines Prognosemodells (z.B. Trendgerade) 3) Schätzung des Koeffizienten des Prognosemodells (PM) 4) Laufende Anwendung des PM 5) Beobachtung und Analyse der Prognosegenauigkeit im Zeitablauf Bedarfsprognose bei konstantem Bedarfsniveau Als Prognose zum Zeitpunkt t verwendet man 

Die neuste Beobachtung



einen „gleitenden“ Durchschnitt (erster Ordnung)



einen exponentiell gewichteten Durchschnitt (erster Ordnung)

Exponentielle Glättung erster Ordnung 𝛼 𝑘𝑙𝑒𝑖𝑛

𝛼 𝑔𝑟𝑜ß

Glättungseffekt

groß

klein

Reagibilität (Schwenkung)

klein

groß

Berücksichtigung neuer

schwach

stark

stark

schwach

Zeitreihenwerte Berücksichtigung alter Zeitreihenwerte

Bedarfsprognose bei trendförmigem Bedarfsverlauf Exponentielle Glättung bei Vorliegen eines Trends: Trendkorrektur

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2.1.3.2.

Programmorientierte Materialbedarfsermittlung

(„Materialbedarfsrechnung“)



Ermittlung der Bedarfsmengen für die benötigten Verbrauchsfaktoren („Materialien“) und ihrer Bereitstellungstermine

Daten: 

Hauptproduktionsprogramm (Primärbedarfsmengen



Erzeugniszusammenhang

)

 Gozintograph  Erzeugnisstruktur  Knoten  Erzeugnisse  Pfeile  Direktbedarfskoeffizienten

 Mengenübersichtsstückliste  Auflistung der insg. benötigten Vorproduktmengen Für

Anzahl Mengeneinheiten

Endprodukt

(Verflechtungsbedarfskoeffizient)

P1 B1

2

B2

…= 5

E1

… = 28

E2

…= 20



Baukastenstückliste  Auflistung der direkt eingehenden Vorproduktmengen

Für

Anzahl

Für

Endprodukt

Mengeneinheiten

Baugruppe B1

P1

(Direktbedarfs-

*

Für

*

Baugruppe B2

koeffizient)* 10

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B1

2

B2

2

E1

5

B2

1

E2

4

E2

2

E1

3

E2

2

 Lineares Gleichungssystem für die Bedarfsmengen



Vorlaufzeiten



Entwicklung der Lagerbestände

Materialbedarfsrechnung

Dispositionsstufenverfahren Dispositionsstufennummer 

gibt die Betrachtungsreihenfolge der Erzeugnisse in der Materialbedarfsrechnung vor



stellt sicher, dass der gesamte Nettobedarf sämtlicher (direkt und indirekt) übergeordneter Erzeugnisse zur Ermittlung der Sekundärbedarfsmengen bekannt ist



kann für alle Erzeugnisse k bestimmt werden, wenn die unmittelbar übergeordneten Erzeugnisse von k (Menge Nk ) betrachtet worden sind, und zwar wie folgt:



kann im Gozintograph abgelesen werden  Dispositionsstufennummer 0 = Endprodukt(e)  Dispositionsstufennummer … = Anzahl Kanten/ „Pfeile“ im Gozintograph auf dem längsten Weg zu den Endprodukten

Losgrößen- bzw. Bestellmengenplanung 

Zusammenfassung von terminierten Nettobedarfsmengen für einzelne Erzeugnisse zu einem größeren Produktions- bzw. Beschaffungsauftrag (Los)  um Rüstungsvorgänge bzw. Einzelbestellungen einzusparen  Rüstkosten bzw. bestellfixe Kosten 11

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WS 16/17  Rüstzeiten  unter Inkaufnahme von Lagerkosten durch Vorausproduktion bzw. Vorablieferung



Daten  Bedarfsmenge dt in Periode t  Durchschnittliche Bedarfsmenge = Bedarfsrate D  Bestellfixe bzw. Rüstkosten s [GE pro Bestell-/ Rüstgang]  Lagerkostensatz h [GE pro Mengeneinheit und Zeiteinheit]



Entscheidungsvariable  Losgröße bzw. Bestellmenge q Klassisches Losgrößen- bzw. Bestellmengenmodell



man unterstellt stationären Bedarf, d.h. dt = D für alle t



optimale Bestellmenge qopt = EOQ = „economic order quantity“



optimale Bestellpolitik: Bestelle alle

Perioden die Menge qopt

Annahmen 

Stationärer Bedarf, d.h. dt = D für alle t



Kontinuierliche Zeitachse



Unendlich schneller Lagerzugang, d.h. die Bestell- bzw. Produktionsmenge in Höhe von q trifft sofort ein und ist physisch vorhanden



Zielfunktion  Minimiere die durchschnittlichen Kosten pro Zeiteinheit

Dynamische Bestellmengenplanung Silver-Meal-Verfahren  Optimalitätseigenschaft: Die durchschnittlichen Kosten (pro Zeiteinheit) sind minimal Entscheidungsregel

12

BePro 

WS 16/17

Um fixe Bestell- und Rüstkosten zu sparen: man nehme den Nettobedarf aus Periode t noch mit in die Bestellung bzw. in Los der Periode

auf, solange dadurch die

durchschnittlichen Kosten (geschlüsselt auf die Anzahl Perioden, die das Los dann abdecken) sink en durchschnittliche Kosten pro Periode = = Produktionsperiode t = betrachtete Periode Auflageperiode/

Bedarfsperiode t

Kostenkriterium

Vergleich

…

…

…

Produktionsperiode …

Groff-Verfahren  Optimalitätseigenschaft: |Grenzbestell- bzw. -rüstkosten| = Grenzlagerkosten Entscheidungsregel 

Um fixe Bestell- und Rüstkosten zu sparen: man nehme den Nettobedarf aus Periode t=

+ j noch mit in die Bestellung bzw. ins Los in Periode

auf, solange

dadurch mehr bestellfixe bzw. Rüstkosten eingespart werden können, als man zusätzliche Lagerkosten (durchschnittlich pro Zeiteinheit) in Kauf nehmen muss, solange also: Einsparung an bestellfixen bzw. Rüstkosten ≥ Zunahme an Lagerkosten

 vergrößere das Los in

um den Bedarf

,solange

Erhöhung der Lagerkosten ≤ Verringerung der Rüstkosten pro Zeiteinheit

Auflageperiode

Anzahl zusätzlicher

Kostenkriterium

Vergleichskriterium

…

…

Bedarfsperioden bis t …

…

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2.1.4. Bestellentscheidungen und Bestandsmanagement unter stochastischen Bedingungen Gründe für das Halten von Lagerbeständen 

Vorausproduktion bzw. Vorausbestellung  Zur Umgehung späterer Kapazitätsengpässe bzw. zur Vermeidung der Nutzung teurer Reservekapazitäten (  Beschäftigungsglättung)  Zur Einsparung von Rüstvorgängen bzw. kleinen Einzelbestellungen  aus Kostengründen  wegen knapper Kapazität



Zusatzbestand  Sicherheitsbestand  Zur Sicherstellung eines gewissen Lieferservice angesichts Unsicherheit

Sicherheitsbestände 

Dienen dem Schutz des regulären, geplanten Ablaufs der Wertschöpfungsprozesse gegen stochastische Einflüsse, insbesondere  zur Gewährleistung des Materialnachschubs für nachfolgende Produktionsprozesse  zur Erreichung des angestrebten Serviceniveaus gegenüber den Abnehmers bis zu den Endkunden



Überschuss des verfügbaren Lagerbestands I über die im Risikozeitraum erwartete Bedarfs- bzw. Nachfragemenge Y



Planungsproblem: Festlegung der Höhe und der Verteilung (Allokation) der Sicherheitsbestände in der Supply Chain



Ziel: Bestandsreduktion bei Aufrechterhaltung des angestrebten Serviceniveaus

Bestandsmanagement Service Levels 

𝛼 Servicegrad  gibt die Wahrscheinlichkeit (WSK) dafür an, dass während der Wiederbeschaffungszeit keine Fehlmengen entstehen

...