16 Transport- und Tourenplanung
16.1 Transportplanung
Transportproblem
Bad Hersfeld
Leipzig
Magdeburg
Schwerin
Osnabrück
Transportplanung
Entscheidungsproblem
Finde kostenmininimale Transpor tmengen
unter Ber¨ucksichtigung beschr¨ankter Kapazit¨aten der Produktionssatten und unter Beachtung
gegebener Nachfragemengen
Transportplanung
Klassisches Transportmodell
Minimiere Z =
I
X
i=1
J
X
j=1
c
ij
· x
ij
u. B. d. R.
Nachfragerestriktionen
I
X
i=1
x
ij
= d
j
j = 1, 2 , ..., J
Angebotsrestriktionen
J
X
j=1
x
ij
= b
i
i = 1, 2, ..., I
x
ij
0 i = 1, 2, ..., I; j = 1, 2, ..., J
91
16.2 Tourenplanung
Tourenplanung
Kundenstandorte
11
19
7
23
11
14
16
6
17
28
6
30
8
7
17
16
10
21
28
23
41
9
3
25
15
D
5
21
29
9
27
9
13
7
16
10
10
23
14
5
18
15
11
26
19
10
8
15
19
12
15
Tourenplanung
Problem
Kapazit¨a ts beschr¨ankungen
Gewicht
Volumen
Zeit
Zwei Teilprobleme
Zuordnung der Kunden zu Touren
Rundreisen (Travelling-Salesman-Problem, TSP)
Tourenplanung
Entscheidungsproblem
Finde kostenminimale Zuordnungen von von Kundenauftr¨agen zu Touren und Belieferungsreihen-
folgen der Kunden innerhalb der Touren
unter Ber¨ucksichtigung von gegebenen Fahrzeuggr¨oßen, Zeitfenstern, etc.
92
Tourenplanung
Saving-Verfahren
1
2
3
0
1
2
3
0
s
ij
= d
i0
+ d
0j
d
ij
alle i, j
Tourenplanung
Saving-Verfahren
Start
1
4
6
2
7
5
30
Iteration 1
1
4
6
2
7
5
30
Iteration 2
1
4
6
2
7
5
30
Iteration 3
1
4
6
2
7
5
30
Tourenplanung
Saving-Verfahren
Iteration 4
1
4
6
2
7
5
30
Iteration 5
1
4
6
2
7
5
30
Tourenplanung
Modell
Minimiere Z =
L
X
l=1
M
X
m=1
d
lm
·x
lm
u. B. d. R.
L
X
l=1
w
l
·x
lm
b
m
m = 1, 2, . . . , M
M
X
m=1
x
lm
= 1 l = 1, 2, . . . , L
93
Tourenplanung
x
lm
{0, 1} l = 1, 2, . . . , L; m = 1, 2, . . . , M
b
m
Kapazit¨at des Fahrzeugs m
L Anzahl der Abnehmer
M Anzahl der Fahrzeuge
w
l
Gewicht (Volumen usw.) der Sendung ur Abnehmer l
x
lm
=
(
1 wenn Abnehmerstandort l d em Fahrzeug m zugeordnet wird
0 sonst
Tourenplanung
osung des Gruppierungsproblems
1
2
0
Tourenplanung
Berechnung der Umwegkosten
d
lm
=
c
0l
+ c
lm
+ c
m0
c
0m
+ c
m0
=
c
0l
+ c
lm
c
0m
Tourenplanung
osung des Gruppierungsproblems
94
11
19
7
23
11
14
16
6
17
28
6
30
8
7
17
16
10
21
28
23
41
9
3
25
15
D
5
21
29
9
27
9
13
7
16
10
10
23
14
5
18
15
11
26
19
10
8
15
19
12
15
Tourenplanung
osung der Traveling-Salesman-Probleme
11
19
7
23
11
14
16
6
17
28
6
30
8
7
17
16
10
21
28
23
41
9
3
25
15
D
5
21
29
9
27
9
13
7
16
10
10
23
14
5
18
15
11
26
19
10
8
15
19
12
15
95
Teil V I
Planungs- und Koordinationssysteme
17 Supply Chain Management
Supply Chain Management Kerngedanke
Gesamtoptimum ist besse r als die Summe der Einzeloptima
Systemweite Sichtweise und Optimierung
Supply Chain Management Typische Fragestellungen
Bullwhip-Effekt
Prognoseverfahren: Ver¨ander ung des Sicherheitsbestands
Losbildung
Nachfrageverhalten bei erwarteten Rabattaktionen
Supply Chain Management Typische Fragestellungen
Verz¨ogerung der Variantenbildung
Endprodukt A = Basismodul + anderspezifisches Einzelteil
Zentrale Montage und Lager ung des anderspezifischen Pr odukts A
SB
1
= v ·
N
X
n=1
σ
n
Zentrale Lagerung des Ba sismoduls und regionale Montage des anderspezis chen Einzelteils
SB
2
= v ·
v
u
u
t
N
X
n=1
σ
2
n
96
Supply Chain Management Sp¨ate Variantenbildung
σ
A
= 3, σ
E
= 4
Fr¨uhe Variantenbildung in der Fabrik:
SB = v · σ
A
+ v · σ
E
= v · 3 + v · 4 = v · 7
Sp¨ate Variantenbildung im Regionallager:
SB = v ·
p
σ
2
A
+ σ
2
E
= v ·
3
2
+ 4
2
= v · 5
Supply Chain Management Typische Fragestellungen
Abstimmung von Lieferrhythmen
Vertragsdesign
Mehrstufige Sicherheitsbestandsoptimierung
18 Produktionsplanun gs- und -steuerungssysteme
18.1 Einf¨uhrung
CIM
Computer Integrated Manufacturing
PPS
Produktions-
planung
und
-steuerung
CAD
Konzipierung
Gestaltung
Detaillierung
CAQ
Qualitäts-
sicherung
CAM
Bearbeitung
Transport
Lagerung
CAP
Arbeitsplanung
NC-Programmierung
AP
Advanced
Planning
Planungskonzepte
vollst¨andiges PPS-System
partielle osungen (z. B. zur Produktionssteuerung)
18.2 Push-Prinzip
97
MRP-Sukzessivplanungskonzept
Hauptproduktionsprogrammplanung
Mengenplanung
Terminplanung
Produktionssteuerung
MRP-Sukzessivplanungskonzept
Erzeugnis ...
Materialbedarfsrechnung
Losgrößenrechnung
Erzeugnis k+1
Materialbedarfsrechnung
Losgrößenrechnung
Hauptproduktions-
programmplanung
Mengenplanung
Terminplanung
Produktionssteuerung
Erzeugnis k
Materialbedarfsrechnung
Losgrößenrechnung
Durchlaufterminierung
Kapazitätsbelastungsausgleich
MRP-Sukzessivplanungskonzept
Kritik
keine mittelfristige Pro grammplanung
Produktion paßt sich der Nachfrage an
Losgr¨oßenplanung
Mehrstufigkeit der Erzeugnisstruktur wird vernachl¨a ssigt ( mehrstufige Losgoßenpla nung)
Unsicherheit der Nachfrage und der Produktionsqua lit¨at wird vernachl¨assigt ( stochastische
Losgr¨oßenplanung)
Durchlaufzeiten
. . . angen von der Kapazit¨atsbelastung ab
. . . sind das Ergebnis der Planung
. . . werden aber als Datum vorgegeben
keine Ber¨ucksichtigung der Kapazit¨aten
98
Kapazit¨atsorientiertes PPS
Bau-
stellen-
produktion
Werkstatt-
produktion
Zentren-
produktion
Fließ-
produktion
JIT-
Produktion
...
Vernetzte Produktionssegmente
Kapazitätsorientiertes PPS-System
Segment-spezifische
Feinplanung und
-steuerung
Aggregierte Gesamtplanung
Kapazitiertes
Hauptproduktions-
programm
Detaillierte Losgrößen-
und Ressourcenein-
satzplanung
Planungssystem f¨ur Supply Networks
Standortübergreifende Produktions-,
Beschaffungs- und Transportplanung
Kapazit¨atsorientiertes Planungssystem f¨ur Supply Networks
Deterministische Sicht
Bau-
stellen-
produktion
Werkstatt-
produktion
Zentren-
produktion
Fließ-
produktion
JIT-
Produktion
...
Produktionssegmente (Standort 1)
Kapazitätsorientierte Planung (Standort 1)
Bau-
stellen-
produktion
Werkstatt-
produktion
Zentren-
produktion
Fließ-
produktion
JIT-
Produktion
...
Produktionssegmente (Standort N)
Kapazitätsorientierte Planung (Standort N)
...
Lieferungen Lieferungen Kunden
Standortü
(Supply Network Planning, Master Planning, Enterprise Planning)
Beschaffungs- und Transportplanung
aggregiert
detailliert
Distribution
Lieferanten
Beschaffung
Stochastische Sicht
Pufferungsmechanismen, Sicherheitsbestände, Sicherheitszeiten
Unterstützende Module:
Nachfrageprognose, Verfügbarkeitsprüfung (Available-to-promise), Warn-Monitor
Supply Network
99
18.3 Pull-Prinzip
Pull-Prinzip
Produktionsplan nur f¨ur die letzte Stufe
Produktion auf Abruf
Kontinuierlicher Materialfluß durch kleine Losgr¨oßen
Verk¨urzung der ustzeiten
Training von R¨ustteams
usten parallel zur Produktion
ustzeitoptimale Reihenfolgen
Null-Fehler-Produktion
Vorbeugende Instandhaltung
Kanban-System
Aufträge
Bestand
Plantafel mit Karten
Rohmateriallager Fertigproduktlager
CONWIP-System
1
Aufträge
M
Rohmateriallager Fertigproduktlager
100
Flexible Werker
1
Aufträge
M
Rohmateriallager Fertigproduktlager
Bucket brigade
1
Aufträge
M
Rohmateriallager Fertigproduktlager
Pull-Prinzip
Voraussetzungen
Kleine Losgr¨oßen, gleichm¨aßige Arbeitsinhalte
Einhaltung der Plan-Pro duk tionsmenge, auch bei St¨orungen
Materialflußorientiertes Layout
Weitergabe fehlerfreier Produkte
Keine Verz¨ogerungen durch Transporte
101
19 Advanced Planning Systems
APS
SC-PartnerAdvanced Planning System
Algorithmen/
Optimierungs-
verfahren
Supply Network Planning
(Aggregierte Gesamtplanung,
Hauptproduktions-
programmplanung)
Production Planning/
Detailed Scheduling
(Ressourceneinsatzplanung)
Warnungen/Alerts
Interaktive
Planänderungen
Planungsmodule unterstützende Module kollaborative Module
Network Design
(Systemplanung, Standortplanung)
Transaktionsorientiertes PPS/ERP-System
Materialbedarfsrechnung (MRP)
OLTP-System
Capable to Promise
(Verfügbarkeitsprüfung:
Kapazität)
Distribution Planning
(Liefermengenzuordnung)
Transportation
Plannning/Vehicle
Routing
(Auslieferungsplanung)
Demand Planning
(Prognoseverfahren, Sicherheitsbestand)
Available to Promise
(Verfügbarkeitsprüfung:
Bestand)
Collaborative Forecasting
(Prognosen)
Collaborative Replenishment
(Beschaffung)
Vendor-Managed Inventory
(Bestandsmanagement)
OLTP-System APS PPS-/ERP-System
(Sicherheitsbestand)
(Losgrößen, MRP)
Benutzerober߬ache eines APS (mySAP SCM)
102