Supply Chain Management und Produktion I + II
(Modul Prod uction Management)
Horst Tempelmeier, Johannes Antweiler
WS 2017/2018, V.19.9.2017
2 Konzept der Veranstaltung
Konzept der Veranstaltung
Konstituierende Sitzung, Einf¨uhru ng in OPL, 24 Themensitzungen, eine Sitzung f¨ur offene
Fragen, Klausurtermin (28 Termine im Plenum)
Die Studierenden bilden Arbeitsgruppen (28 Termine der Arbeitsgruppen).
Pro Woche vier Sitzungen, davon 2x90 Minuten Pr
¨
asenzzeit (Plenum)
Plenum: Hier werden die zuletzt erarbeiteten Theme n vorgestellt und diskutiert.
Außerdem wird die bis zur n
¨
achsten Sitzung zu bearbeitende Aufgabenstellung be-
sprochen; 90 Minuten
Selbstlernphase: Hier wird de r Stoff im stillen K
¨
ammerlein gelesen, erarbeitet etc.
Gruppen sitzung: Zeit zur Be arbeitung der Hausaufgaben und Vorbereitung der
Pr
¨
asentationen; 90 Minuten
Die Hausaufgaben sind je Arbeitsgruppe in Form einer Powerpoint-Pr
¨
asentation (Datei-
name: Sitzungii-Gruppejj.pptx, Beispiel: Sitzung01-Gruppe05.pptx) jeweils
bis zum Vortag der Sitzung um 12 Uhr per Mail an
SCMP-I@wiso.uni-koeln.de
einzureichen. Diese Pr
¨
asentationen werden d ann im Plenum vorgestellt. Die Pr
¨
asenta-
tionen m¨ussen neu erstellt worden sein. Zur Herstellung de r Pr
¨
asentationen kann auf
Bitmaps zur¨uckgegriffen werden, die in Ilias bereitsgestellt werden. Kopien aus vor-
angegangenen Semestern sind nicht zul
¨
assig.
Die Qualit
¨
at der Pr
¨
asentationen wird bewertet und dient als Grundlage f ¨ur die Vergabe
von Zusatzpunkten, die bei der Bewertung der Klausur ber¨u cksichtigt werden. F¨ur die
aktive Mitarbeit in der Veranstaltung und die einge reichten Pr
¨
asentationen k
¨
onnen bis zu
sechs Zusatzpun kte f¨ur die Abschlussklausur erworben werden.
Zusatzpunkte werden nur an die Teilnehmer/innen vergeben, die sich in der Veranstal-
tung aktiv an Vortr
¨
agen und Diskussionen beteiligen. Nur f¨ur diese Teilnehm er/innen
werden dann je vollst
¨
andig b earbeiteter un d fristgerecht abgegebener Hausaufgabe 0,5
Zusatzpunkte vergeben.
Nicht rechtzeitig abgegebene Hausaufgabe n k
¨
onnen nicht f ¨ur die Zusatzpunkte gewertet
werden. Das Titelblatt der Pr
¨
asentation muss mindestens das Sitzungsthema und die
Namen der Gruppenmitglieder enthalten. (Hinweis: Bitte geben Sie auf keinen Fall
zus
¨
atzlich Pr¨ufu ngs- oder Matrikelnummer mit an!) Alle eingereichten Pr
¨
asentationen
werden in d er Veranstaltung zentral bereitgestellt.
Grundannahmen:
Die Arbeitsbelastung der Studierenden soll sich gegen ¨uber der herk
¨
ommlichen Lehrmeth-
ode (Vorlesung mit
¨
Ubung) nicht erh
¨
ohen.
Stoffinhalt und -umfang
¨
andern sich nicht.
Ablauf:
Am Ende jed er Sitzung erhalten die Studierenden Hausaufgaben (Lesen, Stoff erar-
beiten, numerische Beispiele l
¨
osen, Inte rnet-Recherche), die bis zum n
¨
achsten Termin
in der Selbstlernphase un d der Gruppensitzung bearbeitet werden m¨ussen
Konzept der Veranstaltung 3
W
¨
ahrend einer Plenums-Sitzung:
Zusammenfassung der Aufgabenstellung der aktuellen Sitzung (aktuelles Lernziel)
(5 min)
Pr
¨
asentation der Ergebnisse, Diskussion von Fragen (80 min)
Erl
¨
auterung der Aufgabenstellung f¨ur die n
¨
achste Sitzung (n
¨
achstes Lernziel) (5 min)
In einem Ilias-Forum k
¨
onnen Fragen diskutiert werden.
Literatur, Informationsquellen, Software
Die folgenden Qu ellen (B ¨ucher, Zeitschriftenaufs
¨
atze, Internet) bilden die Grundlage der Ver-
anstaltung:
Ar nold, D., H. Isermann, A. Kuhn, H. Tempelmeier, and K. Furmans (Eds.) (2008). Handbuch
Logistik (3. ed.)., Berlin. Springer.
G¨unther, H.-O. and H. Temp elmeier (2016a). Produktion und Logistik Supply Chain und
Operations Management (12. ed.). Norderstedt: Books on Demand.
G¨unther, H.-O. and H. Tempelmeier (2016b).
¨
Ubungsbuch Produktion und Logistik (9. ed.).
Berlin: Springer.
Gujjula, R., S. Werk, and H.-O. G ¨unther (2 011). A heuristic based on Vogel’s approximation
method for sequencing mixed-model assembly lines. Inter national Jour nal of Production
Research 49, 6451 6468.
Hax, A. and D. Candea (1984). Production and Inventory Management. London: Prentice-Hall.
Helber, S. (201 4). Operations Management Tutorial. Leipzig: Stefan Helber.
Hoitsch, H.-J. (19 93). Produktionswirtschaft (2. e d.). M¨unchen: Vahlen.
K¨upper, H.-U. and S. Helber (2004). Ablauforganisation in Produktion und Logistik (3. ed.).
Stuttgart: Sch
¨
affer-Poeschel.
Silver, E., D. F. Pyke, and R. Peterson (1998). Inventory Management and Production Planning
and Scheduling (3. ed.). New York: Wiley.
Stevenson, W. (2008). Production/Operations Management (10. ed.). McGraw-Hill.
Tempelmeier, H. (2015). Bestandsmanagement in Supply Chains (5. ed.). Norderstedt: Books
on Demand.
Tempelmeier, H. (2016). Supply Chain Management un d Produktion
¨
Ubungsbuch und Mini-
Fallstudien (5. ed.). Norderstedt: Books on Demand.
Tempelmeier, H. (2017a). Produktionsplanung in Supply Chains (5. ed.). Norderstedt: Books-
on-Demand.
Tempelmeier, H. (2017b). Begleitmaterial zu SCMP I+II. K
¨
oln: SCMP, www.produktion-und-
logistik.de Inverted Classroom.
Tempelmeier, H. an d H. Kuhn (1993). Flexible Fertigungssysteme E ntscheidungsun-
terst¨utzung f¨ur Konfiguration und Betrieb. Berlin : Springer.
Internet:
www.produktion-und-logistik.de
www.advanced-planning.eu
4
Termine 5
Termin ¨ubersicht Plenum
jeweils in 101 H
¨
orsaal XXV (Gutenberg HS)
08.15 bis 9.45 Uhr (Di/Mi)
10.10.2017 Konstituierende Sitzung
11.10.2017 Einf¨uhrun g OPL
17.10.2017 Thema 1
18.10.2017 Thema 2
24.10.2017 Thema 3
25.10.2017 Thema 4
07.11.2017 Thema 5
08.11.2017 Thema 6
14.11.2017 Thema 7
15.11.2017 Thema 8
21.11.2017 Thema 9
22.11.2017 Thema 10
28.11.2017 Thema 11
29.11.2017 Thema 12
05.12.2017 Thema 13
06.12.2017 Thema 14
12.12.2017 Thema 15
13.12.2017 Thema 16
19.12.2017 Thema 17
20.12.2017 Thema 18
09.01.2018 Thema 19
10.01.2018 Thema 20
16.01.2018 Thema 21
17.01.2018 Thema 22
23.01.2018 Thema 23
24.01.2018 Thema 24
30.01.2018 offene Fragen
19.2.2018 Klausur (8:45 in Aula 1)
27.3.2018 Klausur (8:45 in Aula 1)
6 Termine
Termin ¨ubersicht Gruppenarbeiten
jeweils in Fachbibliothek SCM Raum 0.65
16:00 bis 17:30 Uhr (Mo/Di)
09.10.2017 entf
¨
allt
10.10.2017 Einarbeitung OPL
16.10.2017 Vorbereitung Thema 1
17.10.2017 Vorbereitung Thema 2
23.10.2017 Vorbereitung Thema 3
24.10.2017 Vorbereitung Thema 4
30.10.2017 Nachbereitung Modellierung/OPL + Vorbereitung Thema 5
06.11.2017 Vorbereitung Thema 5
07.11.2017 Vorbereitung Thema 6
13.11.2017 Vorbereitung Thema 7
14.11.2017 Vorbereitung Thema 8
20.11.2017 Vorbereitung Thema 9
21.11.2017 Vorbereitung Thema 10
27.11.2017 Vorbereitung Thema 11
28.11.2017 Vorbereitung Thema 12
04.12.2017 Vorbereitung Thema 13
05.12.2017 Vorbereitung Thema 14
11.12.2017 Vorbereitung Thema 15
12.12.2017 Vorbereitung Thema 16
18.12.2017 Vorbereitung Thema 17
19.01.2018 Vorbereitung Thema 18
08.01.2018 Vorbereitung Thema 19
09.01.2018 Vorbereitung Thema 20
15.01.2018 Vorbereitung Thema 21
16.01.2018 Vorbereitung Thema 22
22.01.2018 Vorbereitung Thema 23
23.01.2018 Vorbereitung Thema 24
29.01.2018 Klausurvorbereitung
30.01.2018 Klausurvorbereitung
Sitzung 1 7
Sitzung 1
Thema: Grundfragen der industriellen Produktion, Entscheidungsebenen
Lernziele
Einf¨uhrun g in die Grundbegriffe der industriellen Produktionswirtschaft
Wertsch
¨
opfung, Arbeitssystem, Struktur eines Produktionssystems
Merkmale der industriellen Produktion: Arbeitsteilung, Anlagenintensit
¨
at, Kapitaleinsatz
Entscheidungsebenen, Beispiele f¨ur Entscheidungen
Struktur eines kapazit
¨
atsorientierten Planungssystems
Kontinuierliche Standortplanung, Steiner-Weber-Modell (ein Standort)
Location-Allocation-P roblem (Erweiterung des Steiner-Weber-Modells auf mehrere Stan-
dorte)
Hausaufgaben
Problemstellung 1: Grundfragen der industriellen Produktion
Aufgaben
Literatur:
Hoitsch (1993), Abschn. 1.2.1, 2.1.1, in Ilias als PDF verf¨ugbar
L esen Sie die einleitend en Erl
¨
auterungen zu den Eigenschaften der industriellen
Produktion.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’Produktion u nd Logistik’, S. 1–3
L esen und zusammenfassen
Diskussionspunkte
Wertsch
¨
opfungsprozeß
Industrielle Produktion, Sachg ¨uterproduktion
Arbeitsteilung, Anlagenintensit
¨
at, Kapitaleinsatz, Bedeutun g der Instandhaltung
Arbeitssysteme
Produktionssystem, Organisationstypen der Produktion
Kombination von Produktionsfaktoren
Bewertung der eingesetzen Mengen von Produktionsfaktoren, Faktorpreise
Entscheidungsorientier ung der Produktionswirtschaft, Operations Research, IT
8 Sitzung 1
Problemstellung 2: Planungsstruktur
Aufgaben
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’Produktion u nd Logistik’ Aufgabe A2.1 En tscheidungsebenen
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, K apitel 3
Stellen Sie die Unterscheide zwischen strategischer, taktischer und operativer Pla-
nung da r.
Nennen Sie Beispiele f ¨ur typische strategische Entscheidungen.
Nennen Sie Beispiele f ¨ur typische taktische Entscheidungen.
Nennen Sie Beispiele f¨ur operative Entscheidungen (Zielsetzung, En tschei-
dungsvariablen, Nebenbedingu ngen).
Diskussionspunkte
Strategische Planung, Taktische Planung, Operative Planung
Struktur der operativen Planung
Problemstellung 3: Allgemeines zur Standortplanung, Standortplanung in der Ebene
Aufgaben
Literatur:
Ar nold et al. (2008), S. 94–97, in Ilias als PDF verf¨ugbar
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 6.2
Stellen Sie die G rundla gen der betrieblichen Standortplanung zusammenfassend
dar.
Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 6.1
Erl
¨
autern Sie die Struktur eines Logistik-Netzwerks.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’ Aufgabe A1.1: Steiner-Weber-Mode ll
Erkl
¨
aren Sie das Modell (Annahmen, Zielfunktion, m
¨
ogliche Anwendung sf
¨
alle)
Erl
¨
autern Sie folgend e Forme l:
d
a
i
=
(s
x
x
a
i
)
2
+ (s
y
y
a
i
)
2
i = 1, 2, .. . , I
Sitzung 1 9
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’ Aufgabe A1.2: Location-Allocation-Modell
Erkl
¨
aren Sie das Modell (Annahmen, Unterschied zum Steiner-Weber-Modell)
Rechnen Sie d ie Kosten der Startl
¨
osung nach.
Diskussionspunkte
Elemente eines Logistik-Netzwerks, Supply Chain, Supply Network
R
¨
aumliche Struktur eines Logistiksystems
Standortfaktoren (in den Bereichen B eschaffung, Produktion, Absatz)
Annahmen des Steiner-Weber-Modells
Warum wird im Steiner-Weber-Modell ein iteratives Verfahren eingesetzt?
Das iterative Verfahren ver
¨
andert in jeder Iteration die x und die yKoordinate
des gesuchten Standortes. Wie kann man Bergen, S een, verbotene (rechteckige)
Fl
¨
achen ber¨u cksichtigen?
10 Sitzung 2
Sitzung 2
Thema: Diskrete Standortprobleme
Lernziele
Standortplanung mit gegeben er Menge potientieller Standorte
Mathema tisches Modell, OPL-Version
Modellerweiterungen
Hausaufgaben
Problemstellung 4: Standortmodell: Simple Plant Location Model
Aufgaben
Literatur:
OPL-Anleitung in Ilias
Installieren Sie OPL auf Ihrem (Windows-)Rechner und mache n Sie sich mit d er
Nutzung von OPL vertraut, falls dies noch nicht geschehen ist.
Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 6.3
Erl
¨
autern Sie das M odell STANDORT; erkl
¨
aren Sie jede einzelne Formel
Erg
¨
anzen Sie das Modell um die Nebenbedingungen:
x
ij
d
j
· γ
i
(i = 1, 2, .. . , I; j = 1, 2, . . . , J)
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’ Aufgabe A1.3: Standortplanung bei gegebenen
potentiellen Standorten
Imp lementieren Sie das Mo dell in OPL und spielen Sie mit den Daten. Variieren
Sie die Fixkosten.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’Produktion u nd Logistik’, Abschnitt 13.1
Erl
¨
autern Sie das Klassische Transportmodell und erkl
¨
aren Sie die Nord-West-
Eckenregel zur einfachen heuristischen Bestimmung einer L
¨
osung.
Diskussionspunkte
Was kann man sich konkret unter einem Absatzzentrum vorstellen?
Welchen Einfluß haben die Fixkosten auf die Anzahl genutzter Standorte?
Sitzung 2 11
F¨ugen Sie eine Bedingun g in das Modell ein, nach der exakt zwei Standorte genutzt
werden sollen.
Wie sieht die optimale L
¨
osung aus, wenn alle potentiellen Standorte unbegren zte
Kapazit
¨
aten haben?
Wie kann m an aus dem Standortmodell ein klassisches Transportmodell erzeugen?
L
¨
osung des klassischen Transportproblems mit der Nord-West-Ecken-Rege l
Problemstellung 5: Standortmodell: Simple Plant Location Model mit Single Sourcing
Aufgaben
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A1.5: Standortplanung bei gegebenen
potentiellen Standorten , Single-Sourcing
Erweitern Sie das obige OPL-Mode ll um die Single-Sourcing-Bedingung und ver-
gleichen Sie d ie optimalen L
¨
osungen.
Diskussionspunkte
Nennen Sie Gr¨unde f ¨ur die Single-Sourcing-Bedingung .
Welchen Einfluß hat die Single-Sourcing-Bedingung auf die Kosten der optimalen
L
¨
osung? Begr¨unden Sie Ihre Antwort mit allgemeinen Argumenten aus der mathe-
matischen Optimierung.
Problemstellung 6: Standortplanung f¨ur Auslieferungsl
¨
ager
Aufgaben
Literatur:
Helber (2014), Abschnitt 13.3, S. 248
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online)
Erl
¨
autern Sie das Modell zur Standortplanung von Auslieferungslagern (anhand
des Beispiels aus Helber (2014))
12 Sitzung 3
Sitzung 3
Thema: Lagrange-Heuristik zur L
¨
osung des Simple Plant Location Problems
Lernziele
Grunds
¨
atzliches L
¨
osungskonzept zur L
¨
osung mathematischer Optimierungsprobleme ver-
stehen
Hausaufgaben
Problemstellung 7: Lagrange-Heuristik
Aufgaben
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’
Suchen Sie Informationen zum kontinuierlichen (fractional) Knapsack-Problem (Ruck-
sackproblem) und erl
¨
autern sie das L
¨
osungsverfahren.
(http://www.advanced-planning.de/advancedplanning-191a.html)
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A1.4: Standortplanung bei gegebenen
potentiellen Standorten , Lagrange-Heuristik
Erl
¨
autern Sie die Vorgehen sweise Schritt f¨ur Schritt
Schreiben Sie das bin
¨
are Knapsack-Modell zur Auswahl der zu errichtenden Stan-
dorte auf und erl
¨
autern Sie die einzelnen Komponenten des Modells.
Diskussionspunkte
Welchen Einfluß hat die Ver
¨
anderung des Lagrange-Multiplikators auf die L
¨
osung?
Was tun Sie, wenn ein Abnehmerstand ort zuviel geliefert bekommt?
Wie unte rscheidet sich das kontinuierliche Knapsackproblem vom bin
¨
aren Knap-
sackproblem?
Sitzung 4 13
Sitzung 4
Thema: Produktionssegmente, Layoutplanung, Fließproduktion
Hausaufgaben
Problemstellung 8: Produktionssegmente und Layoutplanung
Aufgaben
Fabrikplanung, Node Design
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-130.html)
L esen und zusammenfassen
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A2.1: Fabrikplanung
L esen und zusammenfassen
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A2.2: Organ isationsformen
der Produktion
L esen und zusammenfassen
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A2.3: Werkstattproduktion
versus Fließprodu ktion
L esen und zusammenfassen
Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 7.2
Helber (2014), Abschnitt 14.1
Erkl
¨
aren Sie das quadratische Z uordnungsmodell zur L ayoutplanung.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A2.4: Layoutplanung,
Zweieraustauschverfahren
Erkl
¨
aren Sie die Zwischenschritte
Diskussionspunkte
Welche Beziehunge n bestehen zwischen Produktvielfalt und Produktionsmenge
14 Sitzung 4
Vor- und Nachteile der Wer kstattproduktion
Ziele der Layoutplanung (Transportkosten, Transportleistung, Transportentfernung,
Standortwechselkosten, Zwischenlagerkosten)
Welche Daten werden f¨ur die L ayoutplanung ben
¨
otigt?
Erl
¨
autern Sie die Berechnung der Transportkosten zwischen zwei An ordnungsob-
jekten im quadratischen Zuordnungsmod ell
Warum ist das Zweieraustauschverfahren nur ein heuristisches Verfahren?
Problemstellung 9: Fließproduktion, Einflußfaktoren
Aufgaben
Design von Fließproduktionssystemen
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-132.html)
Beschreiben Sie die wesentlichen Merkmale eines Fließ produktionssystems.
Einflußgr
¨
oßen der Leistung eines Fließproduktionssystems
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-477.html)
Beschreiben Sie die wichtigsten Einflußgr
¨
oßen des Outputs eines Fließproduk-
tionssystems.
Virtuelle Fabrikbesichtigungen (Virtual Factory Tours)
Suchen Sie im Internet (z. B. Youtube) nach virtuellen Fabrikbesichtigungen (Fac-
tory Tours), in denen Fließproduktionssysteme gezeigt werden. Beschreiben Sie
die charakteristischen Merkmale dieser Systeme.
Diskussionspunkte
Nennen Sie Beispiele f¨ur Fließproduktionssysteme
Vor- und Nachteile der Fließproduktion
Erl
¨
autern Sie den Begriff Verf¨ugbarkeit.
Stellen Sie den Zusammenhang zwischen M T T R, MT T F und der Verf ¨ugba rbeit
graphisch dar.
Sitzung 5 15
Sitzung 5
Thema: Konfiguration von Fl ießproduktionssystemen (deterministische Bedin-
gungen)
Lernziele
Problem der Fließbandabstimmung
Verfahrensablauf
Mathema tisches Optimierungsmodell
Heuristisches L
¨
osungsverfahren
Hausaufgaben
Problemstellung 10: Fließban dabstimmung, Assembly-line balancing
Aufgaben
Fließbandabstimmung, Modellierung
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-160.html)
Erl
¨
autern Sie das Simple Assembly Line Balancing Problem. Welche Daten sind
gegeben? Wor¨uber wird entschieden? An welcher Stelle in der Produktionsplanung
tritt dieses Problem auf? Erkl
¨
aren Sie die mathematischen Modelle SALBP-1 und
SALBP-2 und vergleichen Sie die se.
Imp lementieren Sie das Modell SALBP-2 in OPL.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A3.1: Bin
¨
ares Optimierungsmodell
zur Leistungsabstimmung
Erkl
¨
aren Sie die Vorg
¨
anger-Na chfolger-Beziehungen. Schreiben Sie die Unglei-
chung f¨ur die Arbeitselemente 2 und 3 im Voranggraphen aus Bild A.6. auf.
Fließbandabstimmung, Heuristisches Verfahren
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A3.2: Fließbandabstimmung mit einem
heur istischen Priorit
¨
atsregelverfahren
Erl
¨
autern Sie die Vorgehen sweise zur L
¨
osung der Aufgabe.
F inden Sie mit OPL f¨ur dieses Beispiel die minimalen Taktzeiten, die bei M =
{6, 7, 8} Stationen erreichbar sind und erkl
¨
aren Sie ihre Vorgehensweise.
16 Sitzung 5
Diskussionspunkte
Einbettung der Fließbandabstimmung in den Proz der Fabrikplanung
Vergleich der Annahmen des SALBP-1 und des SALBP-2
Zielsetzungen
Komplexit
¨
at des Problems
Beziehungen zwischen Taktzeit und Stationsanzahl
Minimale Taktzeit
Stationszeit
Prior it
¨
atsregelverfahren, prinzieller Ablauf
Sitzung 6 17
Sitzung 6
Thema: Konfiguration von Fließproduktionssystemen (stochastische Bedingun-
gen)
Lernziele
Einfluß der Stochastik auf die Leistung ein es Fließ produktionssystems
Relevante Wahrscheinlichkeitsverteilungen
Systeme mit unbegrenzten Puffern
Hausaufgaben
Problemstellung 11: Fließproduktionssysteme unter stochastischen Bedingungen
Aufgaben
Einflußgr
¨
oßen der Leistung eines Fließproduktionssystems
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-165.html)
Wovon h
¨
angen d ie Auslastungsanteile einer Station (Leerzeit, . . . ) ab?
Stochastische Bearbeitung szeiten: Gamma-Verteilung
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-477.html)
Erzeuge n Sie e ine Dichtefunktion der Gamma-Verteilung mit Excel.
Erkl
¨
aren Sie den Einfluß der M TTR auf die Produktionsrate ein es Fließproduktions-
systems bei unterschiedlichen Verf¨ugbarkeiten anhand einer Graphik.
Systeme mit begrenzten Puffern und begrenzter Anzahl von Werkst¨ucktr
¨
agern
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-487.html)
Warum folgt die Produktionsrate einem umgekehrten U’?
Diskussionspunkte
Exponentialverteilung
Gammaverteilung, Sch
¨
atzung der Parameter
Mittelwert, Var ianz, Variationskoeffizient
Einfluß des Produktmix auf die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Bearbeitungszeiten
an einer Station
Einfluß von St
¨
orun gen (Verf ¨ugbarkeit) auf die Leistung eines Fließproduktionssys-
tems
18 Sitzung 6
Problemstellung 12: Fließproduktionssysteme mit unbegrenzten Puffern
Aufgaben
Installieren Sie die kostenlose Software ’Queueing Calculator’ auf Ihrem Windows
10 Rechner und nutzen Sie dieses Programm f¨ur die Berechnungen in den folgen-
den Aufgaben. (Alternativ k
¨
onnen die Berechnun gen auch mit dem Produktions-
Manag ement-Trainer ausgef¨uhrt werden.)
Warteschlangenmodelle
(http://www.advanced-planning.de/advancedplanning-126.htm)
Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 7.3.2
Wie derholen Sie die Vorgehe nsweise der exakten Dekomposition eines Fließpro-
duktionssystems mit exponentialverteilten Bea rbeitungszeiten
Fließprod uktionssysteme mit unbegrenzten Puffern
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-485.html)
Beschreiben Sie d ie Vorgehen sweise der approximativen Dekomposition eines
Fließprod uktionssystems mit allgemein verteilten Bearbeitungszeiten
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A3.4: Stochastische Bearbeitungszeiten,
Handarbeitspl
¨
atze
Imp lementieren Sie die im
¨
Ubungsbuch angegeben en Form eln in Excel un d repro-
duzieren Sie die Berechnungen.
Diskussionspunkte
Typen von Warteschlangenmodellen, M/M/1-Modell, . . .
Warum kann man ein Fließproduktionssystem mit unbegrenzten Puffern und expo-
nentialverteilten Bearbeitung szeiten exakt dekomponieren?
Warum kann man ein Fließproduktionssystem mit unbegrenzten Puffern und a llg e-
mein verteilten Bearbeitungszeiten nur approximativ analysieren? Warum f¨uhrt die
Dekomposition nicht zu einer exakten Aussage?
Wie groß ist der Variationskoeffizient einer exponentialver teilten Zufallsvariablen?
Was versteht man unter Simulation?
Warum simuliert man nicht einfach ein Fließproduktionssystem und verzichtet auf
analytische Berechnungen?
Sitzung 7 19
Sitzung 7
Thema: Completion-Time-Konzept; Leistungsanalyse von Fließproduktionssys-
temen mit begrenzten Puffern
Lernziele
Methoden zur Leistungsanalyse f¨ur verschiedene Systemstrukturen
Zusammenhang zwischen Optimierun g und Le istungsanalyse
Analyse vo n 2-Stationen-Systemen als Werkzeug zur Zerlegung l
¨
angerer Systeme
Approximationsformeln f ¨ur große Systeme
Hausaufgaben
Problemstellung 13: Completion-Time Konzept
Aufgaben
Beschreibung des Completion-Time Konzepts
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-485a.html)
Erl
¨
autern Sie die Annahmen und die Vorgehensweise des Completion-Time
Konzepts.
Z eichnen Sie eine Graphik, die den Zusammenhang zwischen MTTR und MTTF
bei gegeben er Ve rf ¨ugbarkeit wiedergibt und interpretieren Sie die Graphik.
Diskussionspunkte
MTTR, MTTF, Verf¨ugbarkeit
Problemstellung 14: Approximationsformeln f ¨ur große Systeme mit beschr
¨
ankten Puffern
Aufgaben
Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online)
Stellen Sie die Approximationsformel von Blumenfeld dar und erkl
¨
aren Sie die
Wirkung der Einflußgr
¨
oßen der Produktionsrate. Unter welchen Voraussetzungen
kann man d iese Approximation anwenden?
20 Sitzung 7
Problemstellung 15: 2-Stationen-Systeme
Aufgaben
Analyse eines 2-Stationen-Systems mit begrenzten Puffern (unendliche Ankunft-
srate)
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-478.html)
Erl
¨
autern Sie das M arkov-Modell
Betrachten Sie zwei Stationen mit identischen Bearbeitungsraten µ
1
= µ
2
=
0.8 sowie der Puffergr
¨
oße 0. Wie viele Zust
¨
ande gibt es? Stellen Sie das
Gleichungssystem auf und bestimmen Sie die station
¨
aren Zustandswahrschein-
lichkeiten.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A3.7: Zwei-Stationen-Modell mit
beschr
¨
ankten Puffern (endliche Ankunftsrate; erste Station niemals leer)
¨
Uberpr¨ufen Sie die einzelnen Rechenschritte.
Z eigen Sie den Ein fluß der Puffergr
¨
oßen auf den Output des Zwei-Stationen-
Systems anhand einer Graph ik.
Diskussionspunkte
Zeigen Sie den Einfluß d er Pu ffergr
¨
oßen au f die Leistung des Zwei-Stationen-Systems
Zeigen Sie den Einfluß der Puffergr
¨
oßen auf die G r
¨
oße des Gleichungssystems.
Sitzung 7 21
Problemstellung 16: Modellierung eines 2-Stationen-Systems mit einem Warteschlan gen-
modell
Aufgaben
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A3.9: Zwei-Stationen-Modell
mit beschr
¨
ankten Puffern, M/M/1/N-Model
Bearbeiten Sie die Aufgabenteile (a) und (b)
Diskussionspunkte
Ankunftsrate, Bedienrate
Einfluß der Begrenzung der Kunden im Warteschlange nsystem
Einfluß der Ver
¨
anderung der Ankunftsrate und der Bedienrate auf den Outpu t des
Systems.
22 Sitzung 8
Sitzung 8
Thema: Leistungsanalyse von großen Fließproduktionssystemen
Lernziele
Dekompositionskonzept theoretisch verstehen und praktisch anwenden
Hausaufgaben
Problemstellung 17: Analyse eines lange n Fließproduktionssystems mit exponentialverteil-
ten Bearbeitungszeiten
Aufgaben
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-479.html)
Erkl
¨
aren Sie die Logik des Dekompositionskonzeptes f¨ur den Fall, daß die Subsys-
teme mit M/M/1-Warteschlangenmodellen analysiert werden k
¨
onnen.
Betrachten Sie ein Fließproduktionssystem mit 4 Stationen, exponentialverteilten
Bearbeitungszeiten mit dem Mittelwert b
m
= 1 (m = 1, 2, 3, 4) und keinen
Pufferpl
¨
atzen (d. h. Puffergr
¨
oßen sind 0 ).
Erkl
¨
aren Sie die Formeln aus dem Internet zur Bestimmung der Produktionsrate
des Systems anhand der folgenden Berechnungen.
Iteration 1
Vorw
¨
artsrechnung ..............
Berechnung der Zugangsraten bei gegebenen Bedienraten
Subsystem [1,2]
Station 1 ist niemals unbesch
¨
aftigt!
Bedienrate der Upstream-Station M
u
(1, 2): µ
u
(1, 2) = 1.0000
Subsystem [2,3]
Berechne Produktionsrate X(1, 2)
µ
u
(1, 2) = 1.0000, µ
d
(1, 2) = 1.0000
X(1, 2) = 1.0000 · (1 0.3333) = 0.6667
1
µ
u
(2, 3)
=
1
1.0000
+
1
0.6667
1
1
= 1.5000
Bedienrate der Upstream-Station M
u
(2, 3): µ
u
(2, 3) = 0.6667
Subsystem [3,4]
Berechne Produktionsrate X(2, 3)
µ
u
(2, 3) = 0.6667, µ
d
(2, 3) = 1.0000
X(2, 3) = 1.0000 · (1 0.4737) = 0.5263
1
µ
u
(3, 4)
=
1
1.0000
+
1
0.5263
1
1
= 1.9000
Bedienrate der Upstream-Station M
u
(3, 4): µ
u
(3, 4) = 0.5263
Sitzung 8 23
Iteration 1
R¨uckw
¨
artsrechnung ..............
Berechnung der Bedienraten bei gegebenen Zugangsraten
Subsystem [3,4]
Station 4 ist niemals blockiert!
Bedienrate der Downstream-Station M
d
(3, 4): µ
d
(3, 4) = 1.0000
Subsystem [2,3]
Berechne Produktionsrate X(3, 4)
µ
u
(3, 4) = 0.5263, µ
d
(3, 4) = 1.0000
X(3, 4) = 1.0000 · (1 0.5545) = 0.4455
1
µ
d
(2, 3)
=
1
1
+
1
0.4455
1
0.5263
= 1.3448
Bedienrate der Downstream-Station M
d
(2, 3): µ
d
(2, 3) = 0.7436
Subsystem [1,2]
Berechne Produktionsrate X(2, 3)
µ
u
(2, 3) = 0.6667, µ
d
(2, 3) = 0.7436
X(2, 3) = 0.7436 · (1 0.3703) = 0.4682
1
µ
d
(1, 2)
=
1
1.0000
+
1
0.4682
1
0.6667
= 1.6357
Bedienrate der Downstream-Station M
d
(1, 2): µ
d
(1, 2) = 0.6113
Eine andere Berechnungsweise, die zu denselben Ergebnisse f¨uhrt, findet sich in
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’ Aufgabe A3.10: Fließproduktionssystem mit
beschr
¨
ankten Puffer, Dekomposition
Rechnen Sie die Zahlen f¨ur Subsystem (2,3) in der R ¨uckw
¨
artsrechnung de r Itera-
tion 1 Schritt f¨ur Schritt nach.
Diskussionspunkte
Analyse eines Subsystems
Parameter eines Subsystems
Erfassung der Interdependenzen zwischen den Subsystemen in den Dekomposi-
tionsgleichungen
Quantifizierung von Starving- und Blocking-Wahrscheinlichkeiten
Quantifizierung von Starving- und Blocking-Zeiten
24 Sitzung 9
Sitzung 9
Thema: Pufferoptimierung
Lernziele
Bedeutung von Puffern in stochastischen Fließproduktionssystemen
Zusammenhang zwischen der Pufferoptimierun g und der Leistungsanalyse eines Fließpro-
duktionssystems.
Grundkonzepte zur Bestimmung der optimalen Puffergr
¨
oßen
Beziehungen zwischen Pufferanzahl und Pufferverteilung
Hausaufgaben
Problemstellung 18: Einflußgr
¨
oßen de r Puffer
Aufgaben
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A3.11: Einfluß der Variabilit
¨
at der
Bearbeitungszeiten auf die ben
¨
otigten Puffer
Erkl
¨
aren Sie die Graphik.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A3.15: Pufferoptimierung
Erl
¨
autern Sie den Zusammenhang zwischen Pufferanzahl und Produktionsrate.
(http://www.pom-consult.de/FlowEval/PufferOptTheorie.Htm)
Z usammenfassen
(http://www.pom-consult.de/FlowEval/ExNet1.Htm)
Sehen Sie sich den Film an. Achten Sie auf die Da ten. Wie unterscheiden diese
sich von den Annahmen , die wir bisher getroffen haben.
Literatur:
Vorlesungsbeilagen, Abschnitt 15.4
Erl
¨
autern Sie das Primalproblem und das Dualproblem. Nennen Sie f¨ur beide Prob-
lemstellungen jeweils eine praktische Anwendungssituation.
Sitzung 9 25
Literatur:
Vorlesungsbeilagen, Abschnitt 15.5
Beschreiben Sie das Gradientenverfahren zur L
¨
osung des Dualproblems.
Imp lementieren S ie die Berechnung der projizierten Gradienten in MS-Excel und
zeigen Sie, daß die Addition eines Vielfachen dieses Vektors zum Vektor der Puffer
keine Ver
¨
anderung der Gesamtanzahl der Puffer verursacht.
Diskussionspunkte
Dualproblem, Primalproblem
Isoquanten bei zwei Puffern (drei Stationen)
26 Sitzung 10
Sitzung 10
Thema: Zentrenproduktion, Produktionsinseln
Lernziele
Merkmale eines Prod uktionszentrums
Probleme bei de r Strukturierung von Produktionsinseln
Analyse vo n Produktionsinseln
Optimierungsprobleme
Hausaufgaben
Problemstellung 19: Produktionsinseln
Aufgaben
Literatur:
Inter netsuche
Suchen Sie im Inte rnet nach dem S tichwort Modulare Mo ntage’ (wird derzeit von
Audi propagiert) und beschreiben Sie die Arbeitsweise einer Pro duktionsinsel in
diesem Konzept und die smarte’ Steuerung des M aterialflusses.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A4.3: Leistung sanalyse einer
Produktionsinsel
Erkl
¨
aren Sie die in der Aufgabe darg estellte Vorge hensweise.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A4.5: Konfigurierung einer
Produktionsinsel
Erkl
¨
aren Sie das Verfahren von Askin. Er l
¨
autern Sie d as mathematische Optimie-
rung smodell.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A4.6: Vergleich zwischen
Werkstattproduktion und Inselproduktion
Erkl
¨
aren Sie die in der Aufgabe dargestellte Vorgehensweise. Welche Ann ahmen
bez¨uglich der Bearbeitungszeiten werden getroffen.
Diskussionspunkte
Begriffe Gruppentechnologie’, ’Modulare Montage’
Produktfamilien, Maschinengrup pen
Sitzung 10 27
Optimierungsans
¨
atze zur Bildung von Produktionsinseln
Warteschlangennetzwerk; wie bildet man den Materialfluß zwischen d en Maschinen
ab?
Losgr
¨
oßen bei Inselproduktion
Durchlaufzeiten bei Inselp roduktion
Lagerbestand bei Inselproduktion
28 Sitzung 11
Sitzung 11
Thema: Leistungsanalyse und Optimierung von Flexiblen Fertigun g ssystemen
Lernziele
Begriff des Flexiblen Fertigungssystems (FFS)
Methoden zur analytischen Leistungsanalyse eines FFS
Geschlossenes Warteschlangenmodell, Mittelwert-Analye
Hausaufgaben
Problemstellung 20: Leistungsanalyse eines F lexiblen Fertigungssystem
Aufgaben
Flexible Fertigungssysteme (Begriff, Design-Probleme)
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-133.html)
Beschreiben Sie die Merkmale eines Flexiblen Fertigungssystems.
Stellen Sie die Bestandteile eines Bearbeitungszentrums dar.
(http://www.produktion-und-logistik.de)
Suchen Sie im Internet nach Bildern und Filmen von Flexiblen Fertigungssystemen.
Identifizieren Sie die Komponenten eines FFS.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’Produktion u nd Logistik’, Aufgabe C7.7: Konfigurieru ng eines Flexiblen
Fertigungssystems (Datenaufbereitung und statische Analyse)
Erl
¨
autern Sie die Berechnungen.
Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 7.4.1.
Erl
¨
autern Sie die Annahmen un d das Verfahren der Mittelwertanalyse (Mea n-
Value-A nalysis) zur B estimmung der Leistungskenngr
¨
oßen eines Flexiblen Ferti-
gungssystems (bzw. eines geschlossenen Warteschlangennetzwerks).
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A4.1: Konfigurierung eines
Flexiblen Fertigungssystems, Frage b)
Reproduzieren Sie die Be rechnungen der MVA f¨ur das Beispiel in MS-Excel.
Sitzung 11 29
Diskussionspunkte
Nennen Sie Ursachen der Flexibilit
¨
at eines FFS
Erl
¨
autern Sie die Vorgehe nsweise der Mittelwertanalyse
Erl
¨
autern Sie den Unterschied zwischen der mittleren Warteschlan genl
¨
ange bei An-
kunft eines Kunden (arrival-instant) und der mittleren Warteschlangen l
¨
ange im Zeit-
ablauf (time-average)
Vergleich Statische Analyse und Mittelwert-Analyse: Unterschiede, Aussagef
¨
ahigkeit
Problemstellung 21: Geschlossenes Warteschlangennetzwerk mit einem zentralen Server
Aufgaben
Beschreiben Sie ein geschlossenes Warteschlangennetzwerk. Gehen Sie auf den
Fluß de r ’Kunden’ in dem Netzwerk ein . Welche Daten werden zur Analyse eines
Flexiblen Fertigungssystem mit einem solchen Netzwerk ben
¨
otigt?
Problemstellung 22: Modulare Montage a nstatt Fließproduktion
Aufgaben
Unter ’http://blog.audi.de/2016/1 1/23/modulare-montage-statt-fliessband/’ find en
Sie einen Blog-Beitrag der Audi AG, in dem unter der Bezeichnung Modulare Mon-
tage’ beschrieben wird, wie in der Automobilmontage die lineare Fließproduktion
durch eine Inselproduktion ersetzt werden k
¨
onnte. Dieses Konzept ist derzeit noch
in der Pla nung.
Bevor man diese Idee in der Praxis umsetzt, ist eine genaue Analyse der Funk-
tionsf
¨
ahuigkeit erforderlich.
Skizzieren Sie ein offenes Warteschlangennetzwerk, mit dem dieses Ferti-
gungskonzept analysiert werden kann.
30 Sitzung 12
Sitzung 12
Thema: Leistungsanalyse und Optimierung von Flexiblen Fertigun g ssystemen
Lernziele
Analyse vo n Flexiblen Fertigungssystemen
Optimierungsprobleme
LP-Ans
¨
atze zur Optimierung von FFS m it unbegrenzter Anzahl von Paletten
Hausaufgaben
Problemstellung 23: Ressourcen- und Arbeitsplanoptimier ung
Aufgaben
Literatur:
Tempelmeier and Kuhn (1993), Ab schnitt 421.
Modell von Secco-Suardo: Arbeitsplanoptimierung bei unbegrenzter Anzahl Paletten
f¨ur ein Flexibles Fertigungssystem
Erl
¨
autern Sie das M odell und implementieren Sie es in OPL.
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A4.2: Ressourcen- und Arbeitsplanoptimierung
f¨ur ein Flexibles Fertigungssystem
Erl
¨
autern Sie das M odell und implementieren Sie es in OPL. Zeigen Sie die Unter-
schiede zum Modell von Secco-Suardo auf.
Diskussionspunkte
Annahmen der LP-Modelle
Zusammenhang mit der statischen Analyse
Problemstellung 24: Kapazit
¨
atoptimierung
Aufgaben
Literatur:
Tempelmeier and Kuhn (1993), Ab schnitt 43.
Erl
¨
autern Sie das Modell CA-VS von Vinod und Solberg. Zeigen Sie anhand
eines numerischen Beispiels mit Hilfe der Mittelwertanalyse, daß die Produktions-
rate X(S, N ) bei gegebener Anzahl von Servern bzw. Maschinen eine nichtlineare
Funktion der Anzahl Paletten (N) ist.
Sitzung 13 31
Sitzung 13
Thema: Operative Produktionsplanung und -steuerung
Lernziele
Entscheidungsebenen der operativen Produktionsplanung und -steuerung, Beispiele f ¨ur
Entscheidungen, Daten
Supply Chain Optimierung, Einf¨u hrung in die Planungsstruktur
Planungsebenen eines kapazit
¨
atsorientierten Produktionsplanungssystems
Probleme und L
¨
osungsans
¨
atze der aggregierten Gesamtplanung
Hausaufgaben
Problemstellung 25: Planungsstruktur, Lineare Optimierungsmodelle
Aufgaben
1. Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Teil D, E inleitung
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Teil F, S. 315–319
Fassen Sie die Aufgaben der operativen Produktionspla nung zusammen. Erl
¨
autern
Sie die Bilder F.5., F.6. und F.7. Ordnen Sie Ihnen bekannte Planungsmodelle
einzelnen Ausschnitten in Bild F.5 bzw. F.7 zu.
2. Literatur:
¨
Ubungsbuch ’Produktion u nd Logistik’, Aufgabe A2.1 Entscheidungsebenen
Nennen Sie mindestens f¨unf Beispiele f¨ur operative Entscheidungen (Zielsetzung,
Entscheidungsvariablen, Neben bedingungen, Planungshorizont)
3. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Te il A, S. 1–7
Stellen Sie die Struktur eines hierarchischen Systems zur kapazit
¨
atsorientierten
Produktionsplanun g dar.
32 Sitzung 13
Diskussionspunkte
Planungsstruktur
Kapazit
¨
atsorientierte Planung
Besch
¨
aftigungsgl
¨
attung (Aggregierte Gesamtplanung), Hauptproduktionsprogramm-
planung
Planungsstruktur bei mehreren Prod uktionsstandorten
Synchronisation (Chase-Strategy), Em anzipation (Level-Strategy)
Lineare Optimierung, Grundstruktur eines LP-Modells, Zielfunktion, Nebenbedin-
gungen, L
¨
osungsraum, L
¨
osungsmethode
Anwendung von OPL
Problemstellung 26: Aggregierte Gesamtplanung
Aufgaben
1. Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 25.4
Das Beispiel stammt aus Silver et al. (1998)
Erl
¨
autern Sie das Problem der Besch
¨
aftigungsgl
¨
attung (aggregierte Gesamtpla-
nung) anhand des Beispiels. Wie kann man in der graphischen Darstellung den
Lagerbestand erfassen? Wie kann man eine Restriktion bzgl. des maximalen
Lagerbestands ber¨ucksichtigen? Kritisieren Sie die se graphisch-tabellarische
Vorgehensweise aus
¨
okonomischer Sicht.
2. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitte B.1.1, B.1.2, B.1.3, B.1.4
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B1.3: Master Planning, eine Fabrik,
eine Produktionsstufe, Lagerbestand, Mindestproduktionsmengen, Fremdbezug
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 26, Abschnitt 27
Erl
¨
autern Sie die M odellvarianten un d implementieren Sie es in OPL. L
¨
osen Sie alle
Modellvarianten. Messen Sie den Einfluß der Option Mindest-Produktionsmen ge”
auf die Rechenzeit.
Diskussionspunkte
Zielsetzung, Variablen und Annahmen des Entscheidungsmo dells
Einfluß der
¨
Uberstunde nkosten und Lagerkosten auf die Struktur der optimalen L
¨
o-
sung
¨
Uberpr¨ufung der Zul
¨
assigkeit einer L
¨
osung
Warum werden Losgr
¨
oßen in der aggregierten Gesamtplanung vernachl
¨
assigt? Hin-
weis: Datengenauigkeit
Einfluß von Bin
¨
arvariablen auf die Rechenzeit
Sitzung 14 33
Sitzung 14
Thema: Aggregierte Gesamtplanung, Hauptproduktionsprogrammplanung
Lernziele
Erweiterung der Modelle aus Sitzung 13, OPL-Version
Mehrere Fabriken mit identischem Produktionsprogramm, einstufige Produktion
Mehrere Fabriken, mehrstufige Probleme
Lieferanten
Rough-Cut Capacity Plan ning (RCC P, RCCC)
Hauptpro duktionsprogrammplanung, Sales and Operations Planning
Hausaufgaben
Problemstellung 27: Aggregierte Gesamtplanung
Aufgaben
1. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitte 27 32
Erl
¨
autern Sie die einzelnen Modelle.
2. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B1.4: LP-Modell zum Master Planning,
zwei Fa briken, Transporte
Imp lementieren Sie das Modell in OPLund experimentieren Sie mit den Daten.
3. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B1.5: LP-Modell zum Master Planning,
zwei Produktionsstufen
Imp lementieren Sie das Modell in OPLund experimentieren Sie mit den Daten.
Diskussionspunkte
Struktur der Modelle, L
¨
osungsverfahren
34 Sitzung 14
Problemstellung 28: Hauptproduktionsprogrammplanung
Aufgaben
1. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitte 10.2, 10.3
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 33
Erl
¨
autern Sie den Zusammenhang b zw. den konzeptionellen Unterschied zwischen
Aggregierter Gesamtplanung und Hauptproduktionsprogrammplanung und stellen
Sie beide Planungsstufen einander gegen¨uber. Kriterien: L
¨
ange des Planungshori-
zonts, Periodenl
¨
ange, Aggregationsgrad des Daten, etc.
Warum wird in ma nchen Advanced-Planning Systemen auf diese Trennung ver-
zichtet?
2. Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 10.3
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 34
Imp lementieren Sie das Modell HPPLAN.
3. SAP Hilfe
(http://help.sap.com/scm)
Suchen nach dem S tichwort SNP und versuchen Sie, etwas ¨uber die betrachtete
Problemstruktur herauszufinden.
Diskussionspunkte
Modellannahmen des Modells HPPLAN
Wie berechnet man das K apazit
¨
atsbedarfsprofil?
Unterschied zwischen globalen Belastungsfaktoren und Kapazit
¨
atsbedarfsprofil
Zusammenhang zwischen Aggregrierter Planung und Hauptproduktionsprogramm-
planung
K
¨
onnte man das Modell zur aggregierten Gesamtplanung (mehrstufige Struktur)
auch zur Hauptproduktionsprogrammplanung einsetzen?
Sollte man Losgr
¨
oßen ber¨ucksichtigen oder nicht?
Sitzung 15 35
Sitzung 15
Thema: Operative Planung bei Werkstattproduktion
Lernziele
Die Grundmodelle zur Losgr
¨
oßenplanung bei Werkstattproduktion (sog. Makroperioden -
modelle) werden ¨uberwiegend in der Vorlesun g SCMP III betrachtet. Daher behandeln
wir hier nur noch die Terminplanung und die Ablaufplanung bei Werkstattproduktion.
MPM-Netzplante chnik ohne Kap azit
¨
atsbeschr
¨
ankungen
Resource-constrained project scheduling problem (RCPSP)
Modellstruktur des RCPSP und L
¨
osungsm
¨
oglichkeiten
Hausaufgaben
Problemstellung 29: Durchlaufterminierung: MPM-Netzplante chnik mit unbegrenzten
Ressourcen
Aufgaben
1. Ressourceneinsatzplanung
Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt D, Einleitung
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 35
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-140.html)
Beschreiben Sie den Zusammenha ng zwischen Losgr
¨
oßenplanung und Termin-
planung. Erl
¨
autern Sie den Zusammenhang zwischen der Erzeugnis- und
Prozeßstruktur (aus der Losgr
¨
oßenplanung) und dem bei der Terminplanung ver-
wendeten Netzplan.
2. Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 11.1.4.2
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 36
Erkl
¨
aren Sie Berechnun gsformeln der MPM-Netzplantechnik. Ber¨ucksichtigen Sie
auch Mindestabst
¨
ande zwischen d em Ende eines Vorgangs un d dem Start eines
Nachfolgers. Wann sind Mindestabst
¨
ande sinnvoll?
3. Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B4.2: Terminplanung,
¨uberlappte Pro duktion
F ¨uhren Sie die Berechnungen f¨ur das Beispiel durch und erl
¨
autern Sie den E ffekte
der ¨uberla ppten Produktion.
36 Sitzung 15
Diskussionspunkte
Wo kommen die in der Termin planung verwendeten Daten her?
Zusammenhang zwischen Losgr
¨
oßenplanung und Terminplanung
Rechenregeln der Projektplanung (Netzplantechnik) bei unbeschr
¨
ankten Kapazit
¨
aten
Welche logistischen Auswirkungen kan n die ¨ube rlappte Produktion (offene Produk-
tweitergabe, lot streaming) haben?
Was kann man mit der Pufferzeit anfangen?
Problemstellung 30: RCPSP
Aufgaben
1. Terminpla nung, Projektplanung
Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 11.1.4.1
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 37
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-151.html)
Erkl
¨
aren Sie die Zielfunktion und die Neb enbedingungen des Mod ells R CPSP.
2. Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B4.3: Kapazit
¨
atsorientierte
Terminplanung (RCPSP), Exakte L
¨
osung, OPL-Modell
Imp lementieren Sie das Modell in OPL und experimentieren Sie mit den Daten.
3. Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B4.4: Kapazit
¨
atsorientierte
Terminplanung (RCPSP), Priorit
¨
atsregelverfahren
Erl
¨
autern Sie die einzelnen Schritte de s Verfahrens. Rechnen Sie das Beispiel
nach und zeigen Sie anhand einer
¨
Ubersicht (z. B. Excel-Tabelle), wie der der Pla-
nungsstand Schritt f¨ur Schritt aktualisiert wird.
Diskussionspunkte
Ablauf des Priorit
¨
atsregelverfahrens
Auswahlkriterien im Priorit
¨
atsregelverfahren
Problemkomplexit
¨
at in der Praxis
Wann ist die Minimierung der Zykluszeit (makespan) ein sinnvolles Ziel?
Sitzung 16 37
Sitzung 16
Thema: Ablaufplanung bei einer Maschine und bei Reihenproduktion
Lernziele
¨
Ubersicht ¨ub er Ablaufplanung sprobleme bei einer Maschine und ¨uber Methoden zu ihrer
L
¨
osung
Hausaufgaben
Problemstellung 31: Modelle zur Ablaufplanung
Aufgaben
1. Merkmale von Ablaufplanungsproblemen
Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 38.2
Hax and Candea (1984), Ab schnitt 5.2.1
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-152a.html)
Klassifizieren Sie Ablaufplanungspro bleme und stellen Sie alles strukturiert dar.
Diskussionspunkte
Typen und Merkmale von A blaufplanungsproblemen
Zielsetzungen , Zielbeziehungen
Little’s Gesetz
38 Sitzung 16
Problemstellung 32: Ein-Maschinen-Probleme
Aufgaben
1. KOZ-Regel
Anzahl Auftr
¨
age: P Auftr
¨
age
Auftragsankunft: statisch
Ziel: minimiere mittlere Durchlaufzeit
Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 39.1
Hax and Candea (1984), Ab schnitt 5.5.2.1, S. 277–279
oder K¨upper and Helber (2004), S. 218–219
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-457.html)
Z eigen S ie, warum die KOZ-Regel die mittlere D urchlaufzeit minimiert.
2. Liefertermin-Regel
Anzahl Auftr
¨
age: P Auftr
¨
age
Auftragsankunft: statisch
Ziel: minimiere maximale Versp
¨
atung
Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 39.2
Hax and Candea (1984), Ab schnitt 5.5.2.1, S. 279
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-457.html)
Erkl
¨
aren.
3. Verfahren von Hodgson (Moore)
Anzahl Auftr
¨
age: P Auftr
¨
age
Auftragsankunft: statisch
Ziel: minimiere Anzahl versp
¨
ateter Auftr
¨
age
Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 39.2
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-457.html)
Erl
¨
autern Sie das Ve rfahren Schritt f¨ur Schritt.
Sitzung 16 39
4. Verdr
¨
angung eines begonnenen Auftrags
Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 39.3: Verdr
¨
angung
Z eigen S ie den Einfluß der Verdr
¨
angung (Preemption)
5. Reihenfolgeabh
¨
angige R¨ustzeiten, Modellierung als Traveling-Salesman-Problem
Anzahl Auftr
¨
age: P Auftr
¨
age
Auftragsankunft: statisch
Ziel: minimiere Summe der Umr ¨ustzeiten
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B4.5: Ablaufplanung an einer Maschine bei
reihenfolgeabh
¨
angige n Umr¨u stzeiten
Erl
¨
autern Sie die Vorgehen sweise.
Diskussionspunkte
Methoden zur L
¨
osung von Ein-Maschinen-Problemen
Problemstellung 33: Flow-Shop-Probleme
Aufgaben
1. N Auftr
¨
age, 2 Maschinen
Anzahl Auftr
¨
age: P Auftr
¨
age
Anzahl Maschinen: 2
Auftragsankunft: statisch
Ziel: minimiere Zykluszeit
Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B4.6: Ablaufplanung bei zweistufiger
Produktion: Johnson-Verfahren
Erl
¨
autern Sie das Johnson-Verfahren.
2. N Auftr
¨
age, M Maschinen
Anzahl Auftr
¨
age: P Auftr
¨
age
Anzahl Maschinen: M
Auftragsankunft: statisch
Ziel: minimiere Zykluszeit
40 Sitzung 16
Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 40.2
Erl
¨
autern Sie das Ve rfahren von Nawaz, Enscore und Ham (NEH-Heuristik)
Diskussionspunkte
Zykluszeit
L
¨
osung von Flow-Shop-Problemen mit unterschiedlich vielen Produktionsstufen
Sitzung 17 41
Sitzung 17
Thema: Ablaufpanung f ¨ur Werkstattproduktion und Karmarkar’s Modell
Lernziele
Job-Shop-Probleme
Zusammenhang zwischen Losgr
¨
oße und D urchlaufzeit unter stochastischen Bedingun-
gen
dynamische Auftragsank¨unfte
Hausaufgaben
Problemstellung 34: Job-Shop-Probleme
Aufgaben
1. Einf¨uhrung
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-152.html)
Allg emeine Einf¨uhrung zum Thema Ablaufplanung lesen.
2. Job-Shop-Probleme
Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 41
K¨upper and Helber (2004), Abschnitt 6.4.2.3.
Erl
¨
autern Sie die Auswirkungen der Priorit
¨
atsregeln auf die Zielgr
¨
oßen.
Diskussionspunkte
Komplexit
¨
at von Job-Shop-Problemen
Prior it
¨
atsregeln
Problemstellung 35: Der Zusammenhang zwischen Losgr
¨
oße und Durchlaufzeit
Aufgaben
1. Das Modell von Karmarkar
Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 42
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-karmarkar.html)
(http://www.advanced-planning.de/ORTeil9/index.html)
42 Sitzung 17
Erl
¨
autern Sie das M odell von Karmarkar f¨ur eine Maschine. Beschreiben Sie
genau die zugrundeliegenden Annahmen und nehmen Sie kritisch Stellung.
Diskussionspunkte
Wie ist der Ablauf der Bearbeitung an einer Maschine? Ankunft eines Werkst¨ucks ...
Wie ist der Ablauf im M/M/1-Warteschlangenm odell?
Kritik an Ka rmarkar’s Modell (Stimmen Modellannahmen mit Realit
¨
at ¨uberein?)
Kann man das M/M/1-Modell auch bei mehreren Produktarten anwenden?
Kann man das M/M/1-Modell auch im Job-Shop an wenden?
Sitzung 18 43
Sitzung 18
Thema: Modelle zur Losgr
¨
oßen- und Reihenfolgeplanung I
Lernziele
Das statische Losgr
¨
oßenm odell ELSP (Economic Lot Scheduling Problem)
Einfluß der Losgr
¨
oßen und R eihenfolgen auf die Zul
¨
assigkeit eines Produktionsplans
CLSP-Re chentests
Hausaufgaben
Problemstellung 36: ELSP
Aufgaben
1. Das Problem der Zul
¨
assigkeit isoliert berechne ter Losgr
¨
oßen
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-383.html)
L esen und zusammenfassen
2. Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B2.1: Statische Mehrprodukt-
losgr
¨
oßenplanung, gemein samer Produktionszyklus
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-383.html)
Erl
¨
autern Sie die Berechnungen f¨ur das ELSP mit gemeinsamem Zyklus (common
cycle, rotation schedule ). Berechnen Sie e ine einfache unte re Schranke f¨ur die
minimalen Ko sten, indem Sie f¨ur jedes Produkt das klassische Lo sgr
¨
oßenproblem
l
¨
osen und die Kosten summieren. Anm .: Die L
¨
osung muß nicht unbedingt zul
¨
assig
sein. Wie kann man die Zul
¨
assigkeit feststellen?
Diskussionspunkte
Zul
¨
assigkeit (Kapazit
¨
at, Synchronisierung der Produkte)
Durchschnittliche R¨ustzeit pro Periode
Station
¨
are versus dynamische Losgr
¨
oßenm odelle
Makroper iodenmo delle versus Mikroperiodenmodelle
44 Sitzung 18
Problemstellung 37: Das Capacitated Lotsizing P roblem’ (CLSP)
Aufgaben
1. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 44
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-389.html)
Stellen Sie das CLSP dar und erl
¨
autern Sie die einzelnen Bestandteile des Modells.
Das CLSP ist ein Makroperiod enmodell. Erl
¨
autern Sie die Annahmen des CLSP
bez¨uglich der Abbildung der R¨ustvorg
¨
ange. Wann werden R¨u stkosten (und
gegebenenfalls R¨ustzeiten) berechnet?
Beschreiben Sie eine Situation, in der das CLSP R¨ustkosten oder R ¨ustzeiten
ber¨ucksichtigt, obwohl in der Realit
¨
at nicht ger¨ustet werden muß .
Vergleichen Sie die Standard-Formulierung des CLSP (Modell CLSP) mit der
Standort-Modell-
¨
aquivalenten Formulierung (Modell CLSP
SPL
). Erkl
¨
aren Sie die
unterschiedlichen Bedeutu ngen der Var iablen beider Modelle.
Nehmen Sie folgende Situation an: Die N achfragemenge d
15
= 100 des Produkts
1 in Periode 5 wird durch d ie Prod uktionsmengen q
11
= 60 und q
13
= 40 ged eckt.
Bestimmen Sie der entsprechenden Werte der Produktionsvariablen δ
k
aus dem
Modell CSLP
SPL
.
Lassen S ie jetzt die Ganzzahligkeitsbedingung f¨ur γ
11
in Nebenbedingung (B.75)
des Modells CLSP
SPL
fallen (LP-Relaxation). Bestimmen Sie den Wert f¨ur γ
11
. Ver-
gleichen Sie diesen Wert mit dem Wert, der sich aus der Neb enbedingung (B.57)
ergibt, wenn man dort die Konstante M = 1000 verwendet.
2. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1
Erweitern Sie das CLSP f¨ur den Fall mehrerer paralleler Maschinen
3. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1
Imp lementieren Sie das Mod ell CLSP und das Modell CLSP
SPL
in OPL und l
¨
osen
Sie das Beispiel aus Tempelmeier (2017a), S. 70.
Diskussionspunkte
Makroper ioden-Modelle (big-bucket Mod elle)
Standortmodell (LP-Relaxation)
Sitzung 19 45
Sitzung 19
Thema: Modelle zur Losgr
¨
oßen- und Reihenfolgeplanung II
Lernziele
Losgr
¨
oßenplanung mit R ¨ustzustands ¨ubertragung: CLSP-L
Parallele Maschinen
Reihenfolgeabh
¨
angige R¨ustzeiten
Hausaufgaben
Problemstellung 38: CLSP-L: Losgr
¨
oßenm odell mit
¨
Ubertragung des R¨ustzustands
Aufgaben
1. Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 44.1
Erl
¨
autern Sie die Situationen, in denen ein R¨ustzustand von einer Periode ¨uber-
tragen werde n kann.
2. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1
(http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-409.html)
Konstruieren Sie ein Beispiel, in dem das Modell CLSP keine zul
¨
assige L
¨
osung
findet, obwohl bei
¨
Ubertragung des R¨ustzustands eine solche existiert. Stelle n Sie
die L
¨
osung mit einem Gantt-Diagramm dar.
3. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1.1
Erl
¨
autern Sie da s Modell CLSP-L
SPL
. Gehen Sie auf die Unterscheidung zwischen
R¨ustvorg
¨
angen und R¨ustzust
¨
anden ein. Erkl
¨
aren Sie jede einzelne Nebenbedin-
gung. Zeigen Sie die Unterschiede zum Modell CLS P
SPL
auf.
¨
Ubertragen Sie die Erweiterungen f¨ur die R¨ustzustands¨ubertragung auf das Modell
CLSP.
4. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1.1
Imp lementieren Sie das Modell CLSP-L
SPL
(d. h. die Standortformulierung des
CLSP mit R ¨ustzustands ¨ubertragung) in OPL und l
¨
osen Sie das Beispie l aus
Tempelmeier (2017 a), S. 70.
Vergleichen Sie die L
¨
osung mit der obigen L
¨
osung des Modells CL SP.
46 Sitzung 19
5. Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 44.2
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B3.8: Dynamische Losgr
¨
oßenplanung,
¨
Ubertragung des R¨ustzustands (Mod ell CLSP-L)
Imp lementieren Sie das Modell CLSP-L in OPL, l
¨
osen Sie die Beispiela ufgabe,
experimentieren Sie mit d en Daten und erfassen Sie die Rechenzeiten.
Problemstellung 39: CLSP-L: Parallele Ma schinen
Aufgaben
1. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1.2
Erl
¨
autern Sie anhand des Modells CLSP-L-PM
SPL
den Ein fluß der Verf¨ugbarkeit
von parallelen Maschinen, die alterna tiv zur Produ ktion eines Produ kts eingesetzt
werden k
¨
onnen, auf die Struktur eines Produktionsplans (insbes. die Zuordnung
der Produkte zu den Maschinen).
Diskussionspunkte
R¨ustzustands¨ubertragung
Parallele Maschinen
Verteilung der Produktionsmengen auf die Maschinen
Problemstellung 40: CLSP-L: Reihenfolgeabh
¨
angige R¨ustvorg
¨
ange
Aufgaben
1. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1.2
Erl
¨
autern Sie das M odells CLSP-L-SD
SPL
.
2. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1.2
Imp lementieren Sie das Modell CLSP-L-SD
SPL
in OPL und experimentieren Sie mit
den Daten.
Diskussionspunkte
Reihenfolgeabh
¨
angigkeit der R¨ustzeiten, Beispiele
Sitzung 20 47
Sitzung 20
Thema: Modelle zur Losgr
¨
oßen- und Reihenfolgeplanung III
Lernziele
Losgr
¨
oßenplanung
Mikroperiodenmodelle
Hausaufgaben
Problemstellung 41: PLSP
Aufgaben
1. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.2.1
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B2.3: Dynamische Losgr
¨
oßen-
planung, Modell PLSP
Erl
¨
autern Sie detailliert das Modell PLSP. Implementieren Sie das Modell in OPL
und experimentieren Sie mit den Daten.
2. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.2.1
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B2.4: Losgr
¨
oßenplanung mit
dem Modell PLSP, parallele Maschinen
Erg
¨
anzen Sie das Modell PLSP um die M
¨
oglichkeit, pa rallele Maschine zu erfassen.
Erg
¨
anzen Sie das obige Modell e ntsprechend.
3. Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.2.1, S. 89 91
Erg
¨
anzen Sie das Mod ell PLSP um die M
¨
oglichkeit, re ihenfolgeabh
¨
angige R¨ust-
zeiten zu ber¨ucksichtigen.
Diskussionspunkte
Annahmen des PLSP
Unterscheidung zwischen Mikroperioden und Makrope rioden
L
¨
ange einer Mikroperiode
Anzahl R¨ustvorg
¨
ange pro Mikroperiode
48 Sitzung 21
Sitzung 21
Thema: Dynamische stochastische Losgr
¨
oßenplanung
Lernziele
Servicegrade unter dynamischen Bedingungen
Reaktionsstrategien
Modell mit Feh lbestandskosten
Hausaufgaben
Problemstellung 42: Datensituation
Aufgaben
Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt D.3
Stellen Sie die Annahme n und die Daten in einem dynamischen Losgr
¨
oßenm odell
mit stochastischer Nachfrage dar.
Diskussionspunkte
Daten bei stochastischer dynamischer Nachfrage
Prognosewerte
Problemstellung 43: Servicegrade unter dyna mischen Bedingungen
Aufgaben
Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt D.2, S. 287–291
Erl
¨
autern Sie die verschieden en Varianten des α- und des β-Servicegrades
Diskussionspunkte
Servicegrade
Sitzung 21 49
Problemstellung 44: Reaktionsstrategien
Aufgaben
Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt D.2, S. 292–295
Erl
¨
autern Sie die verschieden en Reaktionsstrategien
Diskussionspunkte
Vor- und Nachteile der Strategien
Problemstellung 45: Verlustfunktion 1. Ordnung; Fehlmenge
Aufgaben
Literatur:
Lehrbuch ’Bestandsmanagement’, Anhang 1
Imp lementieren Sie die First-Order Loss Function f¨ur n ormalverteilte Nachfrage in
MS-Excel.
Problemstellung 46: Static Uncertainty Strategy mit Fehlbestandskosten
Aufgaben
Literatur:
Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt D.3.1.1.1
Erl
¨
autern Sie das M odell und d ie Vorgehensweise zu seiner L
¨
osung
Rechnen Sie die Werte 297.31 und 420 .02 aus Tabelle D.3 im
Lehrbuch ’Produktionsplanung’ nach.
Diskussionspunkte
Berechnung der kumulierten Produktionsmengen
Berechnung der Kosten
50 Sitzung 22
Sitzung 22
Thema: Ablaufplanung bei getakteter Fließproduktion, Instandhaltungsplanung
Lernziele
Mixed-model assembly line sequencing
Probleme Instandhaltungsplanung, insbes. optimales Instandhaltungsintervall
Hausaufgaben
Problemstellung 47: MMS
Aufgaben
1. Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 12.1
¨
Ubungsbuch ’Produktion u nd Logistik’, Aufgabe E12.1
Erkl
¨
aren Sie die Vogel’sche Approximationsmethode anhand eines Beispiels.
2. Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 10.2.3.2
Erl
¨
autern Sie d as Mixed-Model Sequencing Problem. Wann f¨uhrt Abschwimmen
eines Werkers zu Problemen?
3. Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 10.2.3.3
Gujjula et al. (2011)
Erl
¨
autern Sie das heuristische Verfahren zur L
¨
osung des Modells MMS.
Diskussionspunkte
Abschwimmen, Aufholen, Springerein satz
Instandhaltungstrategien
Optimierungsproblem: Optimales Instandhaltungsintervall
Problemstellung 48: Vorbeugende Instandhaltung : Optimales Instandhaltungsintervall
Aufgaben
1. Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe A5.1: Vorbeugende Instandhaltung
Erl
¨
autern Sie den Ansatz zur Bestimmung des optimalen Instandhaltungsintervalls.
Sitzung 22 51
Diskussionspunkte
Verf¨ug barkeit
Lebensdauer, Restlebensdauer
Instandhaltungsstrategien
Vorbeugende Instandhaltung, Bestimmung des optimalen Instandhaltungsintervalls
Erwartete Anzahl Ausf
¨
alle pro Periode
52 Sitzung 23
Sitzung 23
Thema: Ressourceneinsatzplanung f ¨ur Flexible Fertigungssysteme
Lernziele
Serienbildung
Systemr¨ustung
Hausaufgaben
Problemstellung 49: Serienbildung
Aufgaben
1. Literatur:
Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, A bschnitt 11.3.1
Erl
¨
autern Sie das Problem der Serienbild ung.
2. Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 47.1
Erl
¨
autern Sie das M odell SEF zur Serienbildung
3. Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 47.2
Erl
¨
autern Sie das M odell und d en L
¨
osungsansatz von Hwang
Diskussionspunkte
Serienbildung
Wann ist ein Se rienbildung no twendig.
Systemr¨ustung
Problemstellung 50: Systemr¨ustung
Aufgaben
1. Literatur:
Tempelmeier and Kuhn (1993), Ab schnitt 532
Erl
¨
autern und kritisieren Sie das Modell AGMA-KUS1.
Erl
¨
autern und kritisieren Sie das Modell AGMA-KUS2.
Erl
¨
autern und kritisieren Sie das Modell AGMA-KU.
Sitzung 24 53
Sitzung 24
Thema: Qualit
¨
atskontrolle
Lernziele
Begriff der Qualit
¨
at
Statistische Qualit
¨
atskontrolle
Abnahmepr¨ufung, Prozeßkontrolle
Bestimmung der Kontrollparameter
Hausaufgaben
Problemstellung 51: Formen der Qualit
¨
atskontrolle
Aufgaben
1. Arten der Qualit
¨
atskontrolle
Erzeuge n Sie e ine graphische
¨
Ubersicht ¨uber die Arten der Qualit
¨
atskontrolle.
Problemstellung 52: Abnahmepr¨ufung (Losweise Kontrolle, acceptance sampling)
Aufgaben
1. Literatur:
Stevenson (2008), Kapitel 9
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B7.1: Abnahmepr ¨ufung, Bestimmung
der Pr¨ufplanparameter
Erl
¨
autern Sie die Vorgehensweise de r Abnahmepr¨ufung. Gehen Sie dabei wie folgt
vor
1. Erl
¨
autern Sie den Begriff ’Operationscharakteristik-Kurve’ (OC-Kurve). Wie
sieht eine ideale OC-Kurve aus?
2. Zeichnen Sie eine O C-Kurve in MS-Excel, indem Sie die Annahmegrenze
c = 0 setzen.
Hinweis:
(a) Nehmen Sie erst einen Stichprobenumfang n = 5 an und variieren Sie
diesen sp
¨
ater.
(b) λ = n · p
(p = Anteil fehlerhafter Teile in der Grundgesamtheit, die x-Variable der
OC-Kurve)
(c) Berechnen sie in E xcel: Annahmewahrscheinlichkeit P
a
= P{X c|p}
= POISSON(c;λ; WAHR)
(d) Variieren Sie jetzt n und c derart, daß die resultierende OC-Kurve
m
¨
oglichst nah an den beiden in der Aufgabe genannten Punkten liegt.
(e) Wiederholen Sie dasselbe mit der Binomialverteilung.
54 Sitzung 24
2. Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 50.2
L esen und Zusammenfassen
Diskussionspunkte
Produzentenrisiko, Abnehmerrisiko
Parameter eines Pr¨ufplans
Operationscharakteristik
Problemstellung 53: Prozeßkontrolle
Aufgaben
1. Literatur:
Begleitmaterial zu SCMP I+II (Online), Abschnitt 50.3
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B7.2: Prozeßkontrolle: ¯x-Karte,
bekannte Prozeßparameter
L esen und zusammenfassen
2. Literatur:
¨
Ubungsbuch ’SCM und P roduktion’, Aufgabe B7.3: Prozeßkontrolle: ¯x-Karte,
unbekannte Prozeßparameter
L esen und zusammenfassen
Diskussionspunkte
Kontrollkarten
Bestimmung der Kontrollgrenzen