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Supply Chain Management und Produktion I + II (Modul Production Management) Horst Tempelmeier, Johannes Antweiler WS 2018/2019, V.3.9.2018

Supply Chain Management und Produktion I + II (Modul ...II/... · Die Qualitat der Pr¨ asentationen wird bewertet und dient als Grundlage fu¨r die¨ Vergabe von Zusatzpunkten, die

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Supply Chain Management und Produktion I + II

(Modul Production Management)

Horst Tempelmeier, Johannes Antweiler

WS 2018/2019, V.3.9.2018

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2 Konzept der Veranstaltung

Konzept der Veranstaltung

• Konstituierende Sitzung, Einfuhrung in OPL, 24 Themensitzungen, eine Sitzung fur offene

Fragen, Klausurtermin (28 Termine im Plenum)

• Die Studierenden bilden Arbeitsgruppen (28 Termine der Arbeitsgruppen).

• Pro Woche vier Sitzungen, davon 2x90 Minuten Prasenzzeit (Plenum)

– Plenum: Hier werden die zuletzt erarbeiteten Themen vorgestellt und diskutiert.

Außerdem wird die bis zur nachsten Sitzung zu bearbeitende Aufgabenstellung be-

sprochen; 90 Minuten

– Selbstlernphase: Hier wird der Stoff im stillen Kammerlein gelesen, erarbeitet etc.

– Gruppensitzung: Zeit zur Bearbeitung der Hausaufgaben und Vorbereitung der

Prasentationen; 90 Minuten

Die Hausaufgaben sind je Arbeitsgruppe in Form einer Powerpoint-Prasentation (Datei-

name: Sitzungii-Gruppejj.pptx, Beispiel: Sitzung01-Gruppe05.pptx) jeweils

bis zum Vortag der Sitzung um 12 Uhr per Mail an

[email protected]

einzureichen. Diese Prasentationen werden dann im Plenum vorgestellt. Die Prasenta-

tionen mussen neu erstellt worden sein. Zur Herstellung der Prasentationen kann auf

Bitmaps zuruckgegriffen werden, die in Ilias bereitsgestellt werden. Kopien aus vor-

angegangenen Semestern sind nicht zulassig.

Die Qualitat der Prasentationen wird bewertet und dient als Grundlage fur die Vergabe

von Zusatzpunkten, die bei der Bewertung der Klausur berucksichtigt werden. Fur die

aktive Mitarbeit in der Veranstaltung und die eingereichten Prasentationen konnen bis zu

sechs Zusatzpunkte fur die Abschlussklausur erworben werden.

Zusatzpunkte werden nur an die Teilnehmer/innen vergeben, die sich in der Veranstal-

tung aktiv an Vortragen und Diskussionen beteiligen. Nur fur diese Teilnehmer/innen

werden dann je vollstandig bearbeiteter und fristgerecht abgegebener Hausaufgabe 0,5

Zusatzpunkte vergeben.

Nicht rechtzeitig abgegebene Hausaufgaben konnen nicht fur die Zusatzpunkte gewertet

werden. Das Titelblatt der Prasentation muss mindestens das Sitzungsthema und die

Namen der Gruppenmitglieder enthalten. (Hinweis: Bitte geben Sie auf keinen Fall

zusatzlich Prufungs- oder Matrikelnummer mit an!) Alle eingereichten Prasentationen

werden in der Veranstaltung zentral bereitgestellt.

Grundannahmen:

• Die Arbeitsbelastung der Studierenden soll sich gegenuber der herkommlichen Lehrmeth-

ode (Vorlesung mit Ubung) nicht erhohen.

• Stoffinhalt und -umfang andern sich nicht.

Ablauf:

• Am Ende jeder Sitzung erhalten die Studierenden Hausaufgaben (Lesen, Stoff erar-

beiten, numerische Beispiele losen, Internet-Recherche), die bis zum nachsten Termin

– in der Selbstlernphase und der Gruppensitzung – bearbeitet werden mussen

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Konzept der Veranstaltung 3

• Wahrend einer Plenums-Sitzung:

– Zusammenfassung der Aufgabenstellung der aktuellen Sitzung (aktuelles Lernziel)

(5 min)

– Prasentation der Ergebnisse, Diskussion von Fragen (80 min)

– Erlauterung der Aufgabenstellung fur die nachste Sitzung (nachstes Lernziel) (5 min)

• In einem Ilias-Forum konnen Fragen diskutiert werden.

• Begleitmaterial zur Vorlesung

Zur Vorbereitung der einzelnen Sitzungen stehen Vorlesungsunterlagen zur Verfugung.

Hierbei handelt es sich eine erweiterte Fassung der Folien, die fruher in der Frotalvor-

lesung verwendet wurden.

Diese Unterlagen konnen im Sekratariat des SCMP kauflich erworben werden (ca. 300

S.).

Sie sind auch im Internet – getrennt nach Sitzungen – zu finden unter

http:

http://www.produktion-und-logistik.de/invertedclassroom.html.

Bei der Erzeugung der Prasentationen soll dieses Begleitmaterial genutzt werden.

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Literatur, Informationsquellen, Software

Die folgenden Quellen (Bucher, Zeitschriftenaufsatze, Internet) bilden die Grundlage der Ver-

anstaltung:

Arnold, D., H. Isermann, A. Kuhn, H. Tempelmeier, and K. Furmans (Eds.) (2008). Handbuch

Logistik (3. ed.)., Berlin. Springer.

Gunther, H.-O. and H. Tempelmeier (2016a). Produktion und Logistik – Supply Chain und

Operations Management (12. ed.). Norderstedt: Books on Demand.

Gunther, H.-O. and H. Tempelmeier (2016b). Ubungsbuch Produktion und Logistik (9. ed.).

Berlin: Springer.

Gujjula, R., S. Werk, and H.-O. Gunther (2011). A heuristic based on Vogel’s approximation

method for sequencing mixed-model assembly lines. International Journal of Production

Research 49, 6451 – 6468.

Hax, A. and D. Candea (1984). Production and Inventory Management. London: Prentice-Hall.

Helber, S. (2014). Operations Management Tutorial. Leipzig: Stefan Helber.

Hoitsch, H.-J. (1993). Produktionswirtschaft (2. ed.). Munchen: Vahlen.

Kupper, H.-U. and S. Helber (2004). Ablauforganisation in Produktion und Logistik (3. ed.).

Stuttgart: Schaffer-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. (2017). Produktionsplanung in Supply Chains (5. ed.). Norderstedt: Books-

on-Demand.

Tempelmeier, H. (2018a). Supply Chain Management und Produktion – Ubungen und Mini-

Fallstudien (6. ed.). Norderstedt: Books on Demand.

Tempelmeier, H. (2018b). Begleitmaterial zu SCMP I+II. Koln: SCMP, www.produktion-und-

logistik.de → Inverted Classroom.

Tempelmeier, H. and H. Kuhn (1993). Flexible Fertigungssysteme – Entscheidungsun-

terstutzung fur Konfiguration und Betrieb. Berlin: Springer.

Internet:

www.produktion-und-logistik.de

www.advanced-planning.eu

4

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Termine 5

Terminubersicht Plenum

jeweils in 101 Horsaal XXV (Gutenberg HS)

08.15 bis 9.45 Uhr (Di/Mi)

09.10.2018 konstituierende Sitzung

10.10.2018 Einfuhrung OPL

16.10.2018 Thema 01

17.10.2018 Thema 02

23.10.2018 Thema 03

24.10.2018 Thema 04

30.10.2018 Thema 05

31.10.2018 Thema 06

06.11.2018 Thema 07

07.11.2018 Thema 08

13.11.2018 Thema 09

14.11.2018 Thema 10

20.11.2018 Thema 11

21.11.2018 Thema 12

27.11.2018 Thema 13

28.11.2018 Thema 14

04.12.2018 Thema 15

05.12.2018 Thema 16

11.12.2018 Thema 17

12.12.2018 Thema 18

18.12.2018 Thema 19

19.12.2018 Thema 20

08.01.2019 Thema 21

09.01.2019 Thema 22

15.01.2019 Thema 23

16.01.2019 Thema 24

22.01.2019 Klausurvorbereitung

23.01.2019 offene Fragen

29.01.2019 Klausurvorbereitung

30.01.2019 Klausurvorbereitung

06.02.2019 Klausur (15:00 in HS 1)

29.03.2019 Klausur (8:45 in Aula 1)

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6 Termine

Terminubersicht Gruppenarbeiten

jeweils in Fachbibliothek SCM Raum 0.65

16:00 bis 17:30 Uhr (Mo/Di)

09.10.2018 Einarbeitung OPL

15.10.2018 Vorbereitung Thema 01

16.10.2018 Vorbereitung Thema 02

22.10.2018 Vorbereitung Thema 03

23.10.2018 Vorbereitung Thema 04

29.10.2018 Vorbereitung Thema 05

30.10.2018 Vorbereitung Thema 06

05.11.2018 Vorbereitung Thema 07

06.11.2018 Vorbereitung Thema 08

12.11.2018 Vorbereitung Thema 09

13.11.2018 Vorbereitung Thema 10

19.11.2018 Vorbereitung Thema 11

20.11.2018 Vorbereitung Thema 12

27.11.2018 Vorbereitung Thema 13

26.11.2018 Vorbereitung Thema 14

03.12.2018 Vorbereitung Thema 15

04.12.2018 Vorbereitung Thema 16

10.12.2018 Vorbereitung Thema 17

11.12.2018 Vorbereitung Thema 18

17.12.2018 Vorbereitung Thema 19

18.12.2018 Vorbereitung Thema 20

07.01.2019 Vorbereitung Thema 21

08.01.2019 Vorbereitung Thema 22

14.01.2019 Vorbereitung Thema 23

15.01.2019 Vorbereitung Thema 24

21.01.2019 Klausurvorbereitung

22.01.2019 Klausurvorbereitung

28.01.2019 Klausurvorbereitung

29.01.2019 Klausurvorbereitung

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Sitzung 1 7

Sitzung 1

Thema: Grundfragen der industriellen Produktion, Entscheidungsebenen

Lernziele

• Einfuhrung in die Grundbegriffe der industriellen Produktionswirtschaft

• Wertschopfung, Arbeitssystem, Struktur eines Produktionssystems

• Merkmale der industriellen Produktion: Arbeitsteilung, Anlagenintensitat, Kapitaleinsatz

• Entscheidungsebenen, Beispiele fur Entscheidungen

• Struktur eines kapazitatsorientierten Planungssystems

• Kontinuierliche Standortplanung, Steiner-Weber-Modell (ein Standort)

• Location-Allocation-Problem (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 verfugbar

⊠ Lesen Sie die einleitenden Erlauterungen zu den Eigenschaften der industriellen

Produktion.

• Literatur:

– Ubungsbuch ’Produktion und Logistik’, S. 1–3

⊠ Lesen und zusammenfassen

Diskussionspunkte

• Wertschopfungsprozeß

• Industrielle Produktion, Sachguterproduktion

• Arbeitsteilung, Anlagenintensitat, Kapitaleinsatz, Bedeutung der Instandhaltung

• Arbeitssysteme

• Produktionssystem, Organisationstypen der Produktion

• Kombination von Produktionsfaktoren

• Bewertung der eingesetzen Mengen von Produktionsfaktoren, Faktorpreise

• Entscheidungsorientierung der Produktionswirtschaft, Operations Research, IT

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8 Sitzung 1

Problemstellung 2: Planungsstruktur

Aufgaben

• Literatur:

– Ubungsbuch ’Produktion und Logistik’ – Aufgabe A2.1 Entscheidungsebenen

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Kapitel 3

⊠ Stellen Sie die Unterscheide zwischen strategischer, taktischer und operativer Pla-

nung dar.

⊠ Nennen Sie Beispiele fur typische strategische Entscheidungen.

⊠ Nennen Sie Beispiele fur typische taktische Entscheidungen.

⊠ Nennen Sie Beispiele fur operative Entscheidungen (Zielsetzung, Entschei-

dungsvariablen, Nebenbedingungen).

Diskussionspunkte

• Strategische Planung, Taktische Planung, Operative Planung

• Struktur der operativen Planung

Problemstellung 3: Allgemeines zur Standortplanung, Standortplanung in der Ebene

Aufgaben

• Literatur:

– Arnold et al. (2008), S. 94–97, in Ilias als PDF verfugbar

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 6.2

⊠ Stellen Sie die Grundlagen der betrieblichen Standortplanung zusammenfassend

dar.

• Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 6.1

⊠ Erlautern Sie die Struktur eines Logistik-Netzwerks.

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’ – Aufgabe A1.1: Steiner-Weber-Modell

⊠ Erklaren Sie das Modell (Annahmen, Zielfunktion, mogliche Anwendungsfalle)

⊠ Erlautern Sie folgende Formel:

dai =√

(sx − xai )2 + (sy − yai )

2 i = 1, 2, . . . , I

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Sitzung 1 9

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’ – Aufgabe A1.2: Location-Allocation-Modell

⊠ Erklaren Sie das Modell (Annahmen, Unterschied zum Steiner-Weber-Modell) und

beschreiben Sie die Losungsmethode.

⊠ Rechnen Sie die Kosten der Startlosung nach.

Diskussionspunkte

• Elemente eines Logistik-Netzwerks, Supply Chain, Supply Network

• Raumliche Struktur eines Logistiksystems

• Standortfaktoren (in den Bereichen Beschaffung, Produktion, Absatz)

• Annahmen des Steiner-Weber-Modells

• Warum wird im Steiner-Weber-Modell ein iteratives Verfahren eingesetzt?

• Das iterative Verfahren verandert in jeder Iteration die x− und die y−Koordinate

des gesuchten Standortes. Wie kann man Berge, Seen, verbotene (rechteckige)

Flachen berucksichtigen?

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10 Sitzung 2

Sitzung 2

Thema: Diskrete Standortprobleme

Lernziele

• Standortplanung mit gegebener Menge potientieller Standorte

• Mathematisches Modell, OPL-Version

• Modellerweiterungen

Hausaufgaben

Problemstellung 4: Standortmodell: Simple Plant Location Problem (SPLP)

Aufgaben

• Literatur:

OPL-Anleitung in Ilias

⊠ Installieren Sie OPL auf Ihrem (Windows-)Rechner und machen Sie sich mit der

Nutzung von OPL vertraut, falls dies noch nicht geschehen ist.

• Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 6.3

⊠ Erlautern Sie das Modell STANDORT; erklaren Sie jede einzelne Formel

⊠ Erganzen Sie das Modell um die Nebenbedingungen:

xij ≤ dj · γi (i = 1, 2, . . . , I; j = 1, 2, . . . , J)

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’ – Aufgabe A1.3: Standortplanung bei gegebenen

potentiellen Standorten

⊠ Implementieren Sie das Modell in OPL und spielen Sie mit den Daten. Variieren

Sie die Fixkosten.

• Literatur:

– Ubungsbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 13.1

⊠ Erlautern Sie das Klassische Transportmodell und erklaren Sie die Nord-West-

Eckenregel zur einfachen heuristischen Bestimmung einer Losung.

Diskussionspunkte

• Was kann man sich konkret unter einem Absatzzentrum vorstellen?

• Welchen Einfluß haben die Fixkosten auf die Anzahl genutzter Standorte?

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Sitzung 2 11

• Fugen Sie eine Bedingung in das Modell ein, nach der exakt zwei Standorte genutzt

werden sollen.

• Wie sieht die optimale Losung aus, wenn alle potentiellen Standorte unbegrenzte

Kapazitaten haben?

• Wie kann man aus dem Standortmodell ein klassisches Transportmodell erzeugen?

• Losung des klassischen Transportproblems mit der Nord-West-Ecken-Regel

Problemstellung 5: Standortmodell: SPLP mit Single Sourcing

Aufgaben

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A1.5: Standortplanung bei gegebenen

potentiellen Standorten, Single-Sourcing

⊠ Erweitern Sie das obige OPL-Modell um die Single-Sourcing-Bedingung und ver-

gleichen Sie die optimalen Losungen.

Diskussionspunkte

• Nennen Sie Grunde fur die Single-Sourcing-Bedingung.

• Welchen Einfluß hat die Single-Sourcing-Bedingung auf die Kosten der optimalen

Losung? Begrunden Sie Ihre Antwort mit allgemeinen Argumenten aus der mathe-

matischen Optimierung.

Problemstellung 6: Standortplanung fur Auslieferungslager

Aufgaben

• Literatur:

– Helber (2014), Abschnitt 13.3, S. 248

⊠ Erlautern Sie das Modell zur Standortplanung von Auslieferungslagern (anhand

des Beispiels aus Helber (2014))

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12 Sitzung 3

Sitzung 3

Thema: Lagrange-Heuristik zur Losung des SPLP

Lernziele

• Grundsatzliches Losungskonzept zur Losung mathematischer Optimierungsprobleme ver-

stehen

Hausaufgaben

Problemstellung 7: Lagrange-Heuristik

Aufgaben

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’

Suchen Sie Informationen zum kontinuierlichen (fractional) Knapsack-Problem (Ruck-

sackproblem) und erlautern sie das Losungsverfahren.

– (http://www.advanced-planning.de/advancedplanning-191a.html)

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A1.4: Diskrete Standortplanung, SPLP,

Lagrange-Heuristik

⊠ Erlautern Sie die Vorgehensweise Schritt fur Schritt

⊠ Schreiben Sie das binare Knapsack-Modell zur Auswahl der zu errichtenden Stand-

orte auf und erlautern Sie das Modell.

Diskussionspunkte

• Welchen Einfluß hat die Veranderung des Lagrange-Multiplikators auf die Losung?

• Was tun Sie, wenn ein Abnehmerstandort zuviel geliefert bekommt?

• Wie unterscheidet sich das kontinuierliche Knapsackproblem vom binaren Knap-

sackproblem?

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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)

⊠ Lesen und zusammenfassen

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A2.1: Fabrikplanung

⊠ Lesen und zusammenfassen

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A2.2: Organisationsformen

der Produktion

⊠ Lesen und zusammenfassen

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A2.3: Werkstattproduktion

versus Fließproduktion

⊠ Lesen und zusammenfassen

• Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 7.2

– Helber (2014), Abschnitt 14.1

⊠ Erklaren Sie das quadratische Zuordnungsmodell zur Layoutplanung.

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A2.4: Layoutplanung,

Zweieraustauschverfahren

⊠ Erklaren Sie die Zwischenschritte

Diskussionspunkte

• Welche Beziehungen bestehen zwischen Produktvielfalt und Produktionsmenge

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14 Sitzung 4

• Vor- und Nachteile der Werkstattproduktion

• Ziele der Layoutplanung (Transportkosten, Transportleistung, Transportentfernung,

Standortwechselkosten, Zwischenlagerkosten)

• Welche Daten werden fur die Layoutplanung benotigt?

• Erlautern Sie die Berechnung der Transportkosten zwischen zwei Anordnungsob-

jekten im quadratischen Zuordnungsmodell

• 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 Fließproduktionssystems.

• Einflußgroßen der Leistung eines Fließproduktionssystems

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-477.html)

⊠ Beschreiben Sie die wichtigsten Einflußgroßen des Outputs eines Fließproduk-

tionssystems.

⊠ Erlautern Sie den Begriff Verfugbarkeit. Stellen Sie den Zusammenhang zwischen

MTTR, MTTF und der Verfugbarbeit graphisch dar.

• 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 fur Fließproduktionssysteme

• Vor- und Nachteile der Fließproduktion

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Sitzung 5 15

Sitzung 5

Thema: Konfiguration von Fließproduktionssystemen (deterministische Bedin-gungen)

Lernziele

• Problem der Fließbandabstimmung

• Verfahrensablauf

• Mathematisches Optimierungsmodell

• Heuristisches Losungsverfahren

Hausaufgaben

Problemstellung 10: Fließbandabstimmung, Assembly-line balancing

Aufgaben

• Fließbandabstimmung, Modellierung

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-160.html)

⊠ Erlautern Sie das Simple Assembly Line Balancing Problem. Welche Daten sind

gegeben? Woruber wird entschieden? An welcher Stelle in der Produktionsplanung

tritt dieses Problem auf? Erklaren Sie die mathematischen Modelle SALBP-1 und

SALBP-2 und vergleichen Sie diese.

⊠ Implementieren Sie das Modell SALBP-2 in OPL.

Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A3.1: Fließbandabstimmung, SALBP

⊠ Erklaren Sie die Vorganger-Nachfolger-Beziehungen. Schreiben Sie die Unglei-

chung fur die Arbeitselemente AE-2 und AE-3 im Voranggraphen aus Bild A.6. auf.

• Fließbandabstimmung, Heuristisches Verfahren

Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A3.2: Fließbandabstimmung,

heuristisches Prioritatsregelverfahren

⊠ Erlautern Sie die Vorgehensweise zur Losung der Aufgabe.

⊠ Finden Sie mit OPL fur dieses Beispiel die minimalen Taktzeiten, die bei M ={6, 7, 8} Stationen erreichbar sind und erklaren Sie ihre Vorgehensweise.

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16 Sitzung 5

Diskussionspunkte

• Einbettung der Fließbandabstimmung in den Prozeß der Fabrikplanung

• Vergleich der Annahmen des SALBP-1 und des SALBP-2

• Zielsetzungen

• Komplexitat des Problems

• Beziehungen zwischen Taktzeit und Stationsanzahl

• Minimale Taktzeit

• Stationszeit

• Prioritatsregelverfahren, prinzieller Ablauf

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Sitzung 6 17

Sitzung 6

Thema: Konfiguration von Fließproduktionssystemen (stochastische Bedingun-gen)

Lernziele

• Einfluß der Stochastik auf die Leistung eines Fließproduktionssystems

• Relevante Wahrscheinlichkeitsverteilungen

• Systeme mit unbegrenzten Puffern

Hausaufgaben

Problemstellung 11: Fließproduktionssysteme unter stochastischen Bedingungen

Aufgaben

• Einflußgroßen der Leistung eines Fließproduktionssystems

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-165.html)

⊠ Wovon hangen die Auslastungsanteile einer Station (Leerzeit, . . . ) ab?

• Stochastische Bearbeitungszeiten: Gamma-Verteilung

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-477.html)

⊠ Erzeugen Sie eine Dichtefunktion der Gamma-Verteilung mit Excel.

• ⊠ Erklaren Sie den Einfluß der MTTR auf die Produktionsrate eines Fließproduktions-

systems bei unterschiedlichen Verfugbarkeiten anhand einer Graphik.

• Systeme mit begrenzten Puffern und begrenzter Anzahl von Werkstucktragern

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-487.html)

⊠ Warum folgt die Produktionsrate einem umgekehrten ’U’?

Diskussionspunkte

• Exponentialverteilung

• Gammaverteilung, Schatzung der Parameter

• Mittelwert, Varianz, Variationskoeffizient

• Einfluß des Produktmix auf die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Bearbeitungszeiten

an einer Station

• Einfluß von Storungen (Verfugbarkeit) auf die Leistung eines Fließproduktionssys-

tems

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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 fur die Berechnungen in den folgen-

den Aufgaben. (Alternativ konnen die Berechnungen auch mit dem Produktions-

Management-Trainer ausgefuhrt werden.)

• Warteschlangenmodelle

– (http://www.advanced-planning.de/advancedplanning-126.htm)

• Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 7.3.2

⊠ Wiederholen Sie die Vorgehensweise der exakten Dekomposition eines Fließpro-

duktionssystems mit exponentialverteilten Bearbeitungszeiten

• Fließproduktionssysteme mit unbegrenzten Puffern

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-485.html)

⊠ Beschreiben Sie die Vorgehensweise der approximativen Dekomposition eines

Fließproduktionssystems mit allgemein verteilten Bearbeitungszeiten

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A3.4: Stochastische Bearbeitungszeiten,

Handarbeitsplatze

⊠ Implementieren Sie die im Ubungsbuch angegebenen Formeln in Excel und repro-

duzieren Sie die Berechnungen.

Diskussionspunkte

• Typen von Warteschlangenmodellen, M/M/1-Modell, . . .

• Warum kann man ein Fließproduktionssystem mit unbegrenzten Puffern und expo-

nentialverteilten Bearbeitungszeiten exakt dekomponieren?

• Warum kann man ein Fließproduktionssystem mit unbegrenzten Puffern und allge-

mein verteilten Bearbeitungszeiten nur approximativ analysieren? Warum fuhrt die

Dekomposition nicht zu einer exakten Aussage?

• Wie groß ist der Variationskoeffizient einer exponentialverteilten Zufallsvariablen?

• Was versteht man unter Simulation?

• Warum simuliert man nicht einfach ein Fließproduktionssystem und verzichtet auf

analytische Berechnungen?

Page 19: Supply Chain Management und Produktion I + II (Modul ...II/... · Die Qualitat der Pr¨ asentationen wird bewertet und dient als Grundlage fu¨r die¨ Vergabe von Zusatzpunkten, die

Sitzung 7 19

Sitzung 7

Thema: Completion-Time-Konzept; Leistungsanalyse von Fließproduktionssys-temen mit begrenzten Puffern

Lernziele

• Methoden zur Leistungsanalyse fur verschiedene Systemstrukturen

• Zusammenhang zwischen Optimierung und Leistungsanalyse

• Analyse von 2-Stationen-Systemen als Werkzeug zur Zerlegung langerer Systeme

• Approximationsformeln fur große Systeme

Hausaufgaben

Problemstellung 13: Completion-Time Konzept

Aufgaben

• Beschreibung des Completion-Time Konzepts

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-485a.html)

⊠ Erlautern Sie die Annahmen und die Vorgehensweise des Completion-Time

Konzepts.

⊠ Zeichnen Sie eine Graphik, die den Zusammenhang zwischen MTTR und MTTF

bei gegebener Verfugbarkeit wiedergibt und interpretieren Sie die Graphik.

Diskussionspunkte

• MTTR, MTTF, Verfugbarkeit

Problemstellung 14: Approximationsformeln fur große Systeme mit beschrankten Puffern

Aufgaben

• ⊠ Stellen Sie die Approximationsformel von Blumenfeld dar und erklaren Sie die

Wirkung der Einflußgroßen der Produktionsrate. Unter welchen Voraussetzungen

kann man diese Approximation anwenden?

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20 Sitzung 7

Problemstellung 15: 2-Stationen-Systeme

Aufgaben

• Analyse eines 2-Stationen-Systems mit begrenzten Puffern, unendliche Ankunfts-

rate

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-478.html)

⊠ Erlautern Sie das Markov-Modell

⊠ Betrachten Sie zwei Stationen mit identischen Bearbeitungsraten µ1 = µ2 =0.8 sowie der Puffergroße 0. Wie viele Zustande gibt es? Stellen Sie das

Gleichungssystem auf und bestimmen Sie die stationaren Zustandswahrschein-

lichkeiten.

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A3.7: Zwei-Stationen-Modell mit

beschranktem Puffer, endliche Ankunftsrate

⊠ Uberprufen Sie die einzelnen Rechenschritte.

⊠ Zeigen Sie den Einfluß der Puffergroßen auf den Output des Zwei-Stationen-

Systems anhand einer Graphik.

Diskussionspunkte

• Zeigen Sie den Einfluß der Puffergroßen auf die Leistung des Zwei-Stationen-Systems

• Zeigen Sie den Einfluß der Puffergroßen auf die Große des Gleichungssystems.

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Sitzung 7 21

Problemstellung 16: Modellierung eines 2-Stationen-Systems mit einem Warteschlangen-

modell

Aufgaben

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A3.9: Zwei-Stationen-Modell

mit beschrankten Puffern, M/M/1/N -Model

⊠ Bearbeiten Sie die Aufgabenteile (a) und (b)

Diskussionspunkte

• Ankunftsrate, Bedienrate

• Einfluß der Begrenzung der Kunden im Warteschlangensystem

• Einfluß der Veranderung der Ankunftsrate und der Bedienrate auf den Output des

Systems.

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22 Sitzung 8

Sitzung 8

Thema: Leistungsanalyse von großen Fließproduktionssystemen

Lernziele

• Dekompositionskonzept theoretisch verstehen und praktisch anwenden

Hausaufgaben

Problemstellung 17: Analyse eines langen Fließproduktionssystems mit exponentialverteil-

ten Bearbeitungszeiten

Aufgaben

• – (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-479.html)

⊠ Erklaren Sie die Logik des Dekompositionskonzeptes fur den Fall, daß die Subsys-

teme mit M/M/1-Warteschlangenmodellen analysiert werden konnen.

• ⊠ Betrachten Sie ein Fließproduktionssystem mit 4 Stationen, exponentialverteilten

Bearbeitungszeiten mit dem Mittelwert bm = 1 (m = 1, 2, 3, 4) und keinen

Pufferplatzen (d. h. Puffergroßen sind 0).

Erklaren Sie die Formeln aus dem Internet zur Bestimmung der Produktionsrate

des Systems anhand der folgenden Berechnungen.

Iteration 1Vorwartsrechnung ..............

Berechnung der Zugangsraten bei gegebenen Bedienraten

Subsystem [1,2]

Station 1 ist niemals unbeschaftigt!Bedienrate der Upstream-Station Mu(1, 2): µu(1, 2) = 1.0000

Subsystem [2,3]Berechne Produktionsrate X(1, 2)µu(1, 2) = 1.0000, µd(1, 2) = 1.0000X(1, 2) = 1.0000 · (1− 0.3333) = 0.6667

1

µu(2, 3)=

1

1.0000+

(

1

0.6667−

1

1

)

= 1.5000

Bedienrate der Upstream-Station Mu(2, 3): µu(2, 3) = 0.6667

Subsystem [3,4]Berechne Produktionsrate X(2, 3)µu(2, 3) = 0.6667, µd(2, 3) = 1.0000X(2, 3) = 1.0000 · (1− 0.4737) = 0.5263

1

µu(3, 4)=

1

1.0000+

(

1

0.5263−

1

1

)

= 1.9000

Bedienrate der Upstream-Station Mu(3, 4): µu(3, 4) = 0.5263

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Sitzung 8 23

Iteration 1

Ruckwartsrechnung ..............Berechnung der Bedienraten bei gegebenen Zugangsraten

Subsystem [3,4]Station 4 ist niemals blockiert!

Bedienrate der Downstream-Station Md(3, 4): µd(3, 4) = 1.0000

Subsystem [2,3]

Berechne Produktionsrate X(3, 4)µu(3, 4) = 0.5263, µd(3, 4) = 1.0000X(3, 4) = 1.0000 · (1− 0.5545) = 0.4455

1

µd(2, 3)=

1

1+

(

1

0.4455−

1

0.5263

)

= 1.3448

Bedienrate der Downstream-Station Md(2, 3): µd(2, 3) = 0.7436

Subsystem [1,2]

Berechne Produktionsrate X(2, 3)µu(2, 3) = 0.6667, µd(2, 3) = 0.7436X(2, 3) = 0.7436 · (1− 0.3703) = 0.4682

1

µd(1, 2)=

1

1.0000+

(

1

0.4682−

1

0.6667

)

= 1.6357

Bedienrate der Downstream-Station Md(1, 2): µd(1, 2) = 0.6113

Eine andere Berechnungsweise, die zu denselben Ergebnisse fuhrt, findet sich in

Ubungsbuch ’SCM und Produktion’ – Aufgabe A3.10: Fließproduktionssystem mit

beschrankten Puffer, Dekomposition

⊠ Rechnen Sie die Zahlen fur Subsystem (2,3) in der Ruckwartsrechnung der Itera-

tion 1 Schritt fur 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

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24 Sitzung 9

Sitzung 9

Thema: Pufferoptimierung

Lernziele

• Bedeutung von Puffern in stochastischen Fließproduktionssystemen

• Zusammenhang zwischen der Pufferoptimierung und der Leistungsanalyse eines Fließpro-

duktionssystems.

• Grundkonzepte zur Bestimmung der optimalen Puffergroßen

• Beziehungen zwischen Pufferanzahl und Pufferverteilung

Hausaufgaben

Problemstellung 18: Einflußgroßen der Puffer

Aufgaben

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A3.11: Einfluß der Variabilitat der

Bearbeitungszeiten auf die benotigten Puffer

⊠ Erklaren Sie die Graphik.

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A3.15: Pufferoptimierung

⊠ Erlautern Sie den Zusammenhang zwischen Pufferanzahl und Produktionsrate.

• – (http://www.pom-consult.de/FlowEval/PufferOptTheorie.Htm)

⊠ Zusammenfassen

• – (http://www.pom-consult.de/FlowEval/ExNet1.Htm)

⊠ Sehen Sie sich den Film an. Achten Sie auf die Daten. Wie unterscheiden diese

sich von den Annahmen, die wir bisher getroffen haben.

• ⊠ Erlautern Sie das Primalproblem und das Dualproblem. Nennen Sie fur beide Prob-

lemstellungen jeweils eine praktische Anwendungssituation.

• ⊠ Beschreiben Sie das Gradientenverfahren zur Losung des Dualproblems.

⊠ Implementieren Sie die Berechnung der projizierten Gradienten in MS-Excel und

zeigen Sie, daß die Addition eines Vielfachen dieses Vektors zum Vektor der Puffer

keine Veranderung der Gesamtanzahl der Puffer verursacht.

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Sitzung 9 25

Diskussionspunkte

• Dualproblem, Primalproblem

• Isoquanten bei zwei Puffern (drei Stationen)

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26 Sitzung 10

Sitzung 10

Thema: Zentrenproduktion, Produktionsinseln

Lernziele

• Merkmale eines Produktionszentrums

• Probleme bei der Strukturierung von Produktionsinseln

• Analyse von Produktionsinseln

• Optimierungsprobleme

Hausaufgaben

Problemstellung 19: Produktionsinseln

Aufgaben

• Literatur:

– Internetsuche

⊠ Suchen Sie im Internet nach dem Stichwort ’Modulare Montage’ (wird derzeit von

Audi propagiert) und beschreiben Sie die Arbeitsweise einer Produktionsinsel in

diesem Konzept und die ’smarte’ Steuerung des Materialflusses.

Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A4.3: Leistungsanalyse einer

Produktionsinsel

⊠ Erklaren Sie die in der Aufgabe dargestellte Vorgehensweise.

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A4.5: Konfigurierung einer

Produktionsinsel

⊠ Erklaren Sie das Verfahren von Askin. Erlautern Sie das mathematische Optimie-

rungsmodell.

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A4.6: Vergleich zwischen

Werkstattproduktion und Inselproduktion

⊠ Erklaren Sie die in der Aufgabe dargestellte Vorgehensweise. Welche Annahmen

bezuglich der Bearbeitungszeiten werden getroffen.

Diskussionspunkte

• Begriffe ’Gruppentechnologie’, ’Modulare Montage’

• Produktfamilien, Maschinengruppen

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Sitzung 10 27

• Optimierungsansatze zur Bildung von Produktionsinseln

• Warteschlangennetzwerk; wie bildet man den Materialfluß zwischen den Maschinen

ab?

• Losgroßen bei Inselproduktion

• Durchlaufzeiten bei Inselproduktion

• Lagerbestand bei Inselproduktion

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28 Sitzung 11

Sitzung 11

Thema: Leistungsanalyse und Optimierung von Flexiblen Fertigungssystemen

Lernziele

• Begriff des Flexiblen Fertigungssystems (FFS)

• Methoden zur analytischen Leistungsanalyse eines FFS

• Geschlossenes Warteschlangenmodell, Mittelwert-Analye

Hausaufgaben

Problemstellung 20: Leistungsanalyse eines Flexiblen 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 und Logistik’, Aufgabe C7.7: Konfigurierung eines Flexiblen

Fertigungssystems (Datenaufbereitung und statische Analyse)

⊠ Erlautern Sie die Berechnungen.

• Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 7.4.1.

⊠ Erlautern Sie die Annahmen und das Verfahren der Mittelwertanalyse (Mean-

Value-Analysis) zur Bestimmung der Leistungskenngroßen eines Flexiblen Ferti-

gungssystems (bzw. eines geschlossenen Warteschlangennetzwerks).

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A4.1: Konfigurierung eines

Flexiblen Fertigungssystems, Frage b)

⊠ Reproduzieren Sie die Berechnungen der MVA fur das Beispiel in MS-Excel.

Page 29: Supply Chain Management und Produktion I + II (Modul ...II/... · Die Qualitat der Pr¨ asentationen wird bewertet und dient als Grundlage fu¨r die¨ Vergabe von Zusatzpunkten, die

Sitzung 11 29

Diskussionspunkte

• Nennen Sie Ursachen der Flexibilitat eines FFS

• Erlautern Sie die Vorgehensweise der Mittelwertanalyse

• Erlautern Sie den Unterschied zwischen der mittleren Warteschlangenlange bei An-

kunft eines Kunden (arrival-instant) und der mittleren Warteschlangenlange im Zeit-

ablauf (time-average)

• Vergleich Statische Analyse und Mittelwert-Analyse: Unterschiede, Aussagefahigkeit

Problemstellung 21: Geschlossenes Warteschlangennetzwerk mit einem zentralen Server

Aufgaben

⊠ Beschreiben Sie ein geschlossenes Warteschlangennetzwerk. Gehen Sie auf den

Fluß der ’Kunden’ in dem Netzwerk ein. Welche Daten werden zur Analyse eines

Flexiblen Fertigungssystem mit einem solchen Netzwerk benotigt?

Problemstellung 22: Modulare Montage anstatt Fließproduktion

Aufgaben

⊠ Unter ’http://blog.audi.de/2016/11/23/modulare-montage-statt-fliessband/’ finden

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 konnte. Dieses Konzept ist derzeit noch

in der Planung.

Bevor man diese Idee in der Praxis umsetzt, ist eine genaue Analyse der Funk-

tionsfahuigkeit erforderlich.

Skizzieren Sie ein offenes Warteschlangennetzwerk, mit dem dieses Ferti-

gungskonzept analysiert werden kann.

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30 Sitzung 12

Sitzung 12

Thema: Leistungsanalyse und Optimierung von Flexiblen Fertigungssystemen

Lernziele

• Analyse von Flexiblen Fertigungssystemen

• Optimierungsprobleme

• LP-Ansatze zur Optimierung von FFS mit unbegrenzter Anzahl von Paletten

Hausaufgaben

Problemstellung 23: Ressourcen- und Arbeitsplanoptimierung

Aufgaben

• Literatur:

– Tempelmeier and Kuhn (1993), Abschnitt 421.

Modell von Secco-Suardo: Arbeitsplanoptimierung bei unbegrenzter Anzahl Paletten

fur ein Flexibles Fertigungssystem

⊠ Erlautern Sie das Modell und implementieren Sie es in OPL.

• Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A4.2: Ressourcen- und Arbeitsplanoptimierung

fur ein Flexibles Fertigungssystem

⊠ Erlautern Sie das Modell 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: Kapazitatoptimierung

Aufgaben

• Literatur:

– Tempelmeier and Kuhn (1993), Abschnitt 43.

⊠ Erlautern 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.

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Sitzung 13 31

Sitzung 13

Thema: Operative Produktionsplanung und -steuerung

Lernziele

• Entscheidungsebenen der operativen Produktionsplanung und -steuerung, Beispiele fur

Entscheidungen, Daten

• Supply Chain Optimierung, Einfuhrung in die Planungsstruktur

• Planungsebenen eines kapazitatsorientierten Produktionsplanungssystems

• Probleme und Losungsansatze der aggregierten Gesamtplanung

Hausaufgaben

Problemstellung 25: Planungsstruktur, Lineare Optimierungsmodelle

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Teil D, Einleitung

Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Teil F, S. 315–319

⊠ Fassen Sie die Aufgaben der operativen Produktionsplanung zusammen. Erlautern

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 und Logistik’, Aufgabe A2.1 Entscheidungsebenen

⊠ Nennen Sie mindestens funf Beispiele fur operative Entscheidungen (Zielsetzung,

Entscheidungsvariablen, Nebenbedingungen, Planungshorizont)

3. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Teil A, S. 1–7

⊠ Stellen Sie die Struktur eines hierarchischen Systems zur kapazitatsorientierten

Produktionsplanung dar.

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32 Sitzung 13

Diskussionspunkte

• Planungsstruktur

• Kapazitatsorientierte Planung

• Beschaftigungsglattung (Aggregierte Gesamtplanung), Hauptproduktionsprogramm-

planung

• Planungsstruktur bei mehreren Produktionsstandorten

• Synchronisation (Chase-Strategy), Emanzipation (Level-Strategy)

• Lineare Optimierung, Grundstruktur eines LP-Modells, Zielfunktion, Nebenbedin-

gungen, Losungsraum, Losungsmethode

• Anwendung von OPL

Problemstellung 26: Aggregierte Gesamtplanung

Aufgaben

1. ⊠ Erlautern Sie das Problem der Beschaftigungsglattung (aggregierte Gesamtpla-

nung) anhand des Praxisbeispiels. Wie kann man in der graphischen Darstellung

den Lagerbestand erfassen? Wie kann man eine Restriktion bzgl. des maximalen

Lagerbestands berucksichtigen? Kritisieren Sie diese 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 Produktion’, Aufgabe B1.3: Master Planning, eine Fabrik,

eine Produktionsstufe, Lagerbestand, Mindestproduktionsmengen, Fremdbezug

⊠ Erlautern Sie die Modellvarianten und implementieren Sie diese in OPL. Losen Sie

alle Modellvarianten. Messen Sie den Einfluß der Option ”Mindest-Produktions-

menge” auf die Rechenzeit.

Diskussionspunkte

• Zielsetzung, Variablen und Annahmen des Entscheidungsmodells

• Einfluß der Uberstundenkosten und Lagerkosten auf die Struktur der optimalen Lo-

sung

• Uberprufung der Zulassigkeit einer Losung

• Warum werden Losgroßen in der aggregierten Gesamtplanung vernachlassigt? Hin-

weis: Datengenauigkeit

• Einfluß von Binarvariablen auf die Rechenzeit

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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 Planning (RCCP, RCCC)

• Hauptproduktionsprogrammplanung, Sales and Operations Planning

Hausaufgaben

Problemstellung 27: Aggregierte Gesamtplanung

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’

⊠ Erlautern Sie die einzelnen Modelle.

2. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B1.4: LP-Modell zum Master Planning,

zwei Fabriken, Transporte

⊠ Implementieren Sie das Modell in OPLund experimentieren Sie mit den Daten.

3. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B1.5: LP-Modell zum Master Planning,

zwei Produktionsstufen

⊠ Implementieren Sie das Modell in OPLund experimentieren Sie mit den Daten.

Diskussionspunkte

• Struktur der Modelle, Losungsverfahren

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34 Sitzung 14

Problemstellung 28: Hauptproduktionsprogrammplanung

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitte 10.2, 10.3

⊠ Erlautern Sie den Zusammenhang bzw. den konzeptionellen Unterschied zwischen

Aggregierter Gesamtplanung und Hauptproduktionsprogrammplanung und stellen

Sie beide Planungsstufen einander gegenuber. Kriterien: Lange des Planungshori-

zonts, Periodenlange, Aggregationsgrad des Daten, etc.

Warum wird in manchen Advanced-Planning Systemen auf diese Trennung ver-

zichtet?

2. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 10.3

⊠ Implementieren Sie das Modell HPP.

3. SAP Hilfe

– (http://help.sap.com/scm)

⊠ Suchen nach dem Stichwort SNP und versuchen Sie, etwas uber die betrachtete

Problemstruktur herauszufinden.

Diskussionspunkte

• Modellannahmen des Modells HPP

• Wie berechnet man das Kapazitatsbedarfsprofil?

• Unterschied zwischen globalen Belastungsfaktoren und Kapazitatsbedarfsprofil

• Zusammenhang zwischen Aggregrierter Planung und Hauptproduktionsprogramm-

planung

• Konnte man das Modell zur aggregierten Gesamtplanung (mehrstufige Struktur)

auch zur Hauptproduktionsprogrammplanung einsetzen?

• Sollte man Losgroßen berucksichtigen oder nicht?

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Sitzung 15 35

Sitzung 15

Thema: Operative Planung bei Werkstattproduktion

Lernziele

• Die Grundmodelle zur Losgroßenplanung bei Werkstattproduktion (sog. Makroperioden-

modelle) werden uberwiegend in der Vorlesung SCMP III betrachtet. Daher behandeln

wir hier nur noch die Terminplanung und die Ablaufplanung bei Werkstattproduktion.

• MPM-Netzplantechnik ohne Kapazitatsbeschrankungen

• Resource-constrained project scheduling problem (RCPSP)

• Modellstruktur des RCPSP und Losungsmoglichkeiten

Hausaufgaben

Problemstellung 29: Durchlaufterminierung: MPM-Netzplantechnik mit unbegrenzten

Ressourcen

Aufgaben

1. Ressourceneinsatzplanung

Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt D, Einleitung

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-140.html)

⊠ Beschreiben Sie den Zusammenhang zwischen Losgroßenplanung und Termin-

planung. Erlautern Sie den Zusammenhang zwischen der Erzeugnis- und

Prozeßstruktur (aus der Losgroßenplanung) und dem bei der Terminplanung ver-

wendeten Netzplan.

2. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 11.1.4.2

⊠ Erklaren Sie Berechnungsformeln der MPM-Netzplantechnik. Berucksichtigen Sie

auch Mindestabstande zwischen dem Ende eines Vorgangs und dem Start eines

Nachfolgers. Wann sind Mindestabstande sinnvoll?

3. Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B4.2: Terminplanung,

uberlappte Produktion

⊠ Fuhren Sie die Berechnungen fur das Beispiel durch und erlautern Sie den Effekte

der uberlappten Produktion.

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36 Sitzung 15

Diskussionspunkte

• Wo kommen die in der Terminplanung verwendeten Daten her?

• Zusammenhang zwischen Losgroßenplanung und Terminplanung

• Rechenregeln der Projektplanung (Netzplantechnik) bei unbeschrankten Kapazitaten

• Welche logistischen Auswirkungen kann die uberlappte Produktion (offene Produk-

tweitergabe, lot streaming) haben?

• Was kann man mit der Pufferzeit anfangen?

Problemstellung 30: RCPSP

Aufgaben

1. Terminplanung, Projektplanung

Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 11.1.4.1

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-151.html)

⊠ Erklaren Sie die Zielfunktion und die Nebenbedingungen des Modells RCPSP.

2. Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B4.3: Kapazitatsorientierte

Terminplanung (RCPSP), Exakte Losung

⊠ Implementieren Sie das Modell in OPL und experimentieren Sie mit den Daten.

3. Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B4.4: Kapazitatsorientierte

Terminplanung (RCPSP), Prioritatsregelverfahren

⊠ Erlautern Sie die einzelnen Schritte des Verfahrens. Rechnen Sie das Beispiel nach

und zeigen Sie anhand einer Ubersicht (z. B. Excel-Tabelle), wie der Planungsstand

Schritt fur Schritt aktualisiert wird.

Diskussionspunkte

• Ablauf des Prioritatsregelverfahrens

• Auswahlkriterien im Prioritatsregelverfahren

• Problemkomplexitat in der Praxis

• Wann ist die Minimierung der Zykluszeit (makespan) ein sinnvolles Ziel?

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Sitzung 16 37

Sitzung 16

Thema: Ablaufplanung bei einer Maschine und bei Reihenproduktion

Lernziele

• Ubersicht uber Ablaufplanungsprobleme bei einer Maschine und uber Methoden zu ihrer

Losung

Hausaufgaben

Problemstellung 31: Modelle zur Ablaufplanung

Aufgaben

1. Merkmale von Ablaufplanungsproblemen

Literatur:

– Hax and Candea (1984), Abschnitt 5.2.1

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-152a.html)

⊠ Klassifizieren Sie Ablaufplanungsprobleme und stellen Sie alles strukturiert dar.

Diskussionspunkte

• Typen und Merkmale von Ablaufplanungsproblemen

• Zielsetzungen, Zielbeziehungen

• Little’s Gesetz

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38 Sitzung 16

Problemstellung 32: Ein-Maschinen-Probleme

Aufgaben

1. KOZ-Regel

Anzahl Auftrage: P Auftrage

Auftragsankunft: statisch

Ziel: minimiere mittlere Durchlaufzeit

Literatur:

– Hax and Candea (1984), Abschnitt 5.5.2.1, S. 277–279

– oder Kupper and Helber (2004), S. 218–219

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-457.html)

⊠ Zeigen Sie, warum die KOZ-Regel die mittlere Durchlaufzeit minimiert.

2. Liefertermin-Regel

Anzahl Auftrage: P Auftrage

Auftragsankunft: statisch

Ziel: minimiere maximale Verspatung

Literatur:

– Hax and Candea (1984), Abschnitt 5.5.2.1, S. 279

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-457.html)

⊠ Erklaren.

3. Verfahren von Hodgson-Moore

Anzahl Auftrage: P Auftrage

Auftragsankunft: statisch

Ziel: minimiere Anzahl verspateter Auftrage

Literatur:

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-457.html)

⊠ Erlautern Sie das Verfahren von Hogdson-Moore anhand des folgenden Beispiels

Schritt fur Schritt.

Auftrag i 1 2 3 4 5 6

Daueri 10 3 4 8 10 6

Termini 15 6 9 23 20 30

Setzen Sie fur das Beispiel auch die Lieferterminregel ein und vergleichen Sie

beide Losungen.

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Sitzung 16 39

4. Verdrangung eines begonnenen Auftrags

⊠ Zeigen Sie den Einfluß der Verdrangung (Preemption)

5. Reihenfolgeabhangige Rustzeiten, Modellierung als Traveling-Salesman-Problem

Anzahl Auftrage: P Auftrage

Auftragsankunft: statisch

Ziel: minimiere Summe der Umrustzeiten

Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B4.5: Ablaufplanung an

einer Maschine bei reihenfolgeabhangigen Umrustzeiten

⊠ Erlautern Sie die Vorgehensweise.

Diskussionspunkte

• Methoden zur Losung von Ein-Maschinen-Problemen

Problemstellung 33: Flow-Shop-Probleme

Aufgaben

1. N Auftrage, 2 Maschinen

Anzahl Auftrage: P Auftrage

Anzahl Maschinen: 2

Auftragsankunft: statisch

Ziel: minimiere Zykluszeit

Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B4.6: Ablaufplanung bei zweistufiger

Produktion: Johnson-Verfahren

⊠ Erlautern Sie das Johnson-Verfahren.

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40 Sitzung 16

2. N Auftrage, M Maschinen

Anzahl Auftrage: P Auftrage

Anzahl Maschinen: M

Auftragsankunft: statisch

Ziel: minimiere Zykluszeit

Literatur:

– (http://mams.rmit.edu.au/b5oatq61pmjl.pdf)) (Download-Link)

⊠ Erlautern Sie das Verfahren von Nawaz, Enscore und Ham (NEH-Heuristik) anhand

des folgenden Beispiels.

Auftrag 1 2 3 4

Maschine 1 5 9 9 4

Maschine 2 9 3 4 8

Maschine 3 8 10 5 8

Maschine 4 10 1 8 7

Maschine 5 1 8 6 2

Diskussionspunkte

• Zykluszeit

• Losung von Flow-Shop-Problemen mit unterschiedlich vielen Produktionsstufen

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Sitzung 17 41

Sitzung 17

Thema: Ablaufpanung fur Werkstattproduktion und Karmarkar’s Modell

Lernziele

• Job-Shop-Probleme

• Zusammenhang zwischen Losgroße und Durchlaufzeit unter stochastischen Bedingun-

gen

• dynamische Auftragsankunfte

Hausaufgaben

Problemstellung 34: Job-Shop-Probleme

Aufgaben

1. Einfuhrung

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-152.html)

⊠ Allgemeine Einfuhrung zum Thema Ablaufplanung lesen.

2. Job-Shop-Probleme

Literatur:

– Kupper and Helber (2004), Abschnitt 6.4.2.3.

⊠ Erlautern Sie die Auswirkungen der Prioritatsregeln auf die Zielgroßen.

Diskussionspunkte

• Komplexitat von Job-Shop-Problemen

• Prioritatsregeln

Problemstellung 35: Der Zusammenhang zwischen Losgroße und Durchlaufzeit

Aufgaben

1. Das Modell von Karmarkar

Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’ – Aufgabe B3.1: Zusammenhang zwischen

Losgroße und Durchlaufzeit bei Einzelproduktion

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-karmarkar.html)

– (http://www.advanced-planning.de/ORTeil9/index.html)

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42 Sitzung 17

⊠ Erlautern Sie das Modell von Karmarkar fur 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 Werkstucks ...

• Wie ist der Ablauf im M/M/1-Warteschlangenmodell?

• Kritik an Karmarkar’s Modell (Stimmen Modellannahmen mit Realitat uberein?)

• Kann man das M/M/1-Modell auch bei mehreren Produktarten anwenden?

• Kann man das M/M/1-Modell auch im Job-Shop anwenden?

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Sitzung 18 43

Sitzung 18

Thema: Modelle zur Losgroßen- und Reihenfolgeplanung I

Lernziele

• Das statische Losgroßenmodell ELSP (Economic Lot Scheduling Problem)

• Einfluß der Losgroßen und Reihenfolgen auf die Zulassigkeit eines Produktionsplans

• CLSP-Rechentests

Hausaufgaben

Problemstellung 36: ELSP

Aufgaben

1. Das Problem der Zulassigkeit isoliert berechneter Losgroßen

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-383.html)

⊠ Lesen und zusammenfassen

2. Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B2.1: Statische Mehrprodukt-

losgroßenplanung, gemeinsamer Produktionszyklus

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-383.html)

⊠ Erlautern Sie die Berechnungen fur das ELSP mit gemeinsamem Zyklus (common

cycle, rotation schedule). Berechnen Sie eine einfache untere Schranke fur die

minimalen Kosten, indem Sie fur jedes Produkt das klassische Losgroßenproblem

losen und die Kosten summieren. Anm.: Die Losung muß nicht unbedingt zulassig

sein. Wie kann man die Zulassigkeit feststellen?

Diskussionspunkte

• Zulassigkeit (Kapazitat, Synchronisierung der Produkte)

• Durchschnittliche Rustzeit pro Periode

• Stationare versus dynamische Losgroßenmodelle

• Makroperiodenmodelle versus Mikroperiodenmodelle

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44 Sitzung 18

Problemstellung 37: Das ’Capacitated Lotsizing Problem’ (CLSP)

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-389.html)

⊠ Stellen Sie das CLSP dar und erlautern Sie die einzelnen Bestandteile des Modells.

Das CLSP ist ein Makroperiodenmodell. Erlautern Sie die Annahmen des CLSP

bezuglich der Abbildung der Rustvorgange. Wann werden Rustkosten (und

gegebenenfalls Rustzeiten) berechnet?

Beschreiben Sie eine Situation, in der das CLSP Rustkosten oder Rustzeiten

berucksichtigt, obwohl in der Realitat nicht gerustet werden muß.

⊠ Vergleichen Sie die Standard-Formulierung des CLSP (Modell CLSP) mit der

Standort-Modell-aquivalenten Formulierung (Modell CLSPSPL). Erklaren Sie die

unterschiedlichen Bedeutungen der Variablen beider Modelle.

⊠ Nehmen Sie folgende Situation an: Die Nachfragemenge d15 = 100 des Produkts

1 in Periode 5 wird durch die Produktionsmengen q11 = 60 und q13 = 40 gedeckt.

Bestimmen Sie der entsprechenden Werte der Produktionsvariablen δktτ aus dem

Modell CSLPSPL.

Lassen Sie jetzt die Ganzzahligkeitsbedingung fur γ11 in Nebenbedingung (B.75)

des Modells CLSPSPL fallen (LP-Relaxation). Bestimmen Sie den Wert fur γ11. Ver-

gleichen Sie diesen Wert mit dem Wert, der sich aus der Nebenbedingung (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 fur den Fall mehrerer paralleler Maschinen

3. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1

⊠ Implementieren Sie das Modell CLSP und das Modell CLSPSPL in OPL und losen

Sie das Beispiel aus Tempelmeier (2017), S. 70.

Diskussionspunkte

• Makroperioden-Modelle (big-bucket Modelle)

• Standortmodell (LP-Relaxation)

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Sitzung 19 45

Sitzung 19

Thema: Modelle zur Losgroßen- und Reihenfolgeplanung II

Lernziele

• Losgroßenplanung mit Rustzustandsubertragung: CLSP-L

• Parallele Maschinen

• Reihenfolgeabhangige Rustzeiten

Hausaufgaben

Problemstellung 38: CLSP-L: Losgroßenmodell mit Ubertragung des Rustzustands

Aufgaben

1. ⊠ Erlautern Sie die Situationen, in denen ein Rustzustand aus einer Periode in die

nachste (oder ubernachste, ...) ubertragen werden kann.

2. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B3.8: Dynamische Losgroßenplanung,

CLSP-L, Ubertragung des Rustzustands

– (http://www.produktion-und-logistik.de/produktionundlogistik-409.html)

⊠ Konstruieren Sie ein Beispiel, in dem das Modell CLSP keine zulassige Losung

findet, obwohl bei Ubertragung des Rustzustands eine solche existiert. Stellen Sie

die Losung mit einem Gantt-Diagramm dar.

⊠ Ubertragen Sie die Erweiterungen fur die Rustzustandsubertragung auf das Modell

CLSP, d. h. formulieren Sie das Modell CLSP-L.

3. Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B3.8: Dynamische Losgroßenplanung,

CLSP-L, Ubertragung des Rustzustands

⊠ Implementieren Sie das Modell CLSP-L in OPL, losen Sie die Beispielaufgabe,

varieren Sie die Rustkosten und vergleichen Sie die Losungen.

⊠ Erzeugen Sie weitere Beispiele mit 12 und 18 Perioden, varieren Sie die Rustzeiten

schrittweise so weit, bis keine zulassige Losung mehr gefunden wird und verglei-

chen Sie die Losungen sowie die Rechenzeiten.

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46 Sitzung 19

Problemstellung 39: CLSP-L: Parallele Maschinen

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1.2

⊠ Erlautern Sie anhand des Modells CLSP-L-PMSPL den Einfluß der Verfugbarkeit

von parallelen Maschinen, die alternativ zur Produktion eines Produkts eingesetzt

werden konnen, auf die Struktur eines Produktionsplans (insbes. die Zuordnung

der Produkte zu den Maschinen).

Diskussionspunkte

• Rustzustandsubertragung

• Parallele Maschinen

• Verteilung der Produktionsmengen auf die Maschinen

Problemstellung 40: CLSP-L: Reihenfolgeabhangige Rustvorgange

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1.2

⊠ Erlautern Sie das Modells CLSP-L-SDSPL.

2. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.1.1.2

⊠ Implementieren Sie das Modell CLSP-L-SDSPL in OPL und experimentieren Sie mit

den Daten.

Diskussionspunkte

• Reihenfolgeabhangigkeit der Rustzeiten, Beispiele

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Sitzung 20 47

Sitzung 20

Thema: Modelle zur Losgroßen- und Reihenfolgeplanung III

Lernziele

• Losgroßenplanung

• Mikroperiodenmodelle

Hausaufgaben

Problemstellung 41: PLSP

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.2.1

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B2.3: Dynamische Losgroßen-

und Reihenfolgeplanung, Modell PLSP

⊠ Erlautern Sie den Unterschied zwischen dem Mikroperiodenmodell PLSP und dem

Makroperiodenmodell CLSP bezuglich folgender Merkmale:

• Periodenlange

• Anzahl Produkte, die in einer Periode produziert werden

• Anzahl Variablen (und Rechenaufwand)

• Veranderbarkeit der Losung (Produktionsreihenfolge der Produkte innerhalb

einer Periode)

• Umsetzung einer Losung in einen Ablaufplan

⊠ Erlautern Sie den Unterschied zwischen dem Mikroperiodenmodell PLSP und dem

Makroperiodenmodell CLSP-L bezuglich der obigen Merkmale.

⊠ Erlautern Sie detailliert das Modell PLSP. Implementieren Sie das Modell in OPL

und experimentieren Sie mit den Daten.

⊠ Andern Sie die Nachfragemengen in Periode 1 so, daß fur mindestens drei Pro-

dukte positive Nachfrage auftritt. Wie kann man das auftretende Problem beseiti-

gen?

2. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.2.1

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B2.4: Losgroßenplanung mit

dem Modell PLSP, parallele Maschinen

⊠ Erganzen Sie das Modell PLSP um die Moglichkeit, parallele Maschine zu erfassen.

Erweitern Sie das obige Modell entsprechend.

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48 Sitzung 20

⊠ Implementieren Sie das Modell in OPL und variieren Sie die Rustzeiten. Inter-

pretieren Sie Struktur der resultierenden Produktionsplane.

3. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt C.2.1.2.1, S. 89 – 91

⊠ Erganzen Sie das Modell PLSP um die Moglichkeit, reihenfolgeabhangige Rust-

zeiten zu berucksichtigen.

⊠ Implementieren Sie das Modell in OPL und experimentieren Sie mit den Daten,

z. B. variieren Sie die Rustzeiten.

Diskussionspunkte

• Annahmen des PLSP

• Unterscheidung zwischen Mikroperioden und Makroperioden

• Lange einer Mikroperiode

• Anzahl Rustvorgange pro Mikroperiode

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Sitzung 21 49

Sitzung 21

Thema: Dynamische stochastische Losgroßenplanung

Lernziele

• Servicegrade unter dynamischen Bedingungen

• Reaktionsstrategien

• Modell mit Fehlbestandskosten

Hausaufgaben

Problemstellung 42: Datensituation

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt D.3

⊠ Stellen Sie die Annahmen und die Daten in einem dynamischen Losgroßenmodell

mit stochastischer Nachfrage dar.

Diskussionspunkte

• Daten bei stochastischer dynamischer Nachfrage

• Prognosewerte

Problemstellung 43: Servicegrade unter dynamischen Bedingungen

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt D.2, S. 287–291

⊠ Erlautern Sie die verschiedenen Varianten des α- und des β-Servicegrades

Diskussionspunkte

• Servicegrade

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50 Sitzung 21

Problemstellung 44: Reaktionsstrategien

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt D.2, S. 292–295

⊠ Erlautern Sie die verschiedenen Reaktionsstrategien

Diskussionspunkte

• Vor- und Nachteile der Strategien

Problemstellung 45: Verlustfunktion 1. Ordnung; Fehlmenge

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Bestandsmanagement’, Anhang 1

⊠ Erlautern Sie die First-Order Loss Function.

⊠ Implementieren Sie die First-Order Loss Function fur normalverteilte Nachfrage in

MS-Excel und entwickeln Sie eine Graphik.

Problemstellung 46: Static Uncertainty Strategy mit Fehlbestandskosten

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktionsplanung’, Abschnitt D.3.1.1.1

⊠ Erlautern Sie das Modell und die Vorgehensweise zu seiner Losung

⊠ Rechnen Sie die Werte 297.31 und 420.02 aus Tabelle D.3 nach.

Diskussionspunkte

• Berechnung der kumulierten Produktionsmengen

• Berechnung der Kosten

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Sitzung 22 51

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’, Abschnitt 12.1

– Ubungsbuch ’Produktion und Logistik’, Aufgabe E12.1

⊠ Erklaren Sie die Vogel’sche Approximationsmethode anhand eines Beispiels.

2. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 10.2.3.2

⊠ Erlautern Sie das Mixed-Model Sequencing Problem. Wann fuhrt Abschwimmen

eines Werkers zu Problemen?

3. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 10.2.3.3

– Gujjula et al. (2011)

⊠ Erlautern Sie das heuristische Verfahren zur Losung des Modells MMS.

Diskussionspunkte

• Abschwimmen, Aufholen, Springereinsatz

• Instandhaltungstrategien

• Optimierungsproblem: Optimales Instandhaltungsintervall

Problemstellung 48: Vorbeugende Instandhaltung: Optimales Instandhaltungsintervall

Aufgaben

1. Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe A5.1: Vorbeugende Instandhaltung

⊠ Erlautern Sie den Ansatz zur Bestimmung des optimalen Instandhaltungsintervalls.

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52 Sitzung 22

Diskussionspunkte

• Verfugbarkeit

• Lebensdauer, Restlebensdauer

• Instandhaltungsstrategien

• Vorbeugende Instandhaltung, Bestimmung des optimalen Instandhaltungsintervalls

• Erwartete Anzahl Ausfalle pro Periode

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Sitzung 23 53

Sitzung 23

Thema: Ressourceneinsatzplanung fur Flexible Fertigungssysteme

Lernziele

• Serienbildung

• Systemrustung

Hausaufgaben

Problemstellung 49: Serienbildung

Aufgaben

1. Literatur:

– Lehrbuch ’Produktion und Logistik’, Abschnitt 11.3.1

⊠ Erlautern Sie das Problem der Serienbildung.

2. ⊠ Erlautern Sie das Modell SEF zur Serienbildung

3. ⊠ Erlautern Sie das Modell und den Losungsansatz von Hwang

Diskussionspunkte

• Serienbildung

• Wann ist ein Serienbildung notwendig.

• Systemrustung

Problemstellung 50: Systemrustung

Aufgaben

1. Literatur:

– Tempelmeier and Kuhn (1993), Abschnitt 532

⊠ Erlautern und kritisieren Sie das Modell AGMA-KUS1.

⊠ Erlautern und kritisieren Sie das Modell AGMA-KUS2.

⊠ Erlautern und kritisieren Sie das Modell AGMA-KU.

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54 Sitzung 24

Sitzung 24

Thema: Qualitatskontrolle

Lernziele

• Begriff der Qualitat

• Statistische Qualitatskontrolle

• Abnahmeprufung, Prozeßkontrolle

• Bestimmung der Kontrollparameter

Hausaufgaben

Problemstellung 51: Formen der Qualitatskontrolle

Aufgaben

1. Arten der Qualitatskontrolle

⊠ Erzeugen Sie eine graphische Ubersicht uber die Arten der Qualitatskontrolle.

Problemstellung 52: Abnahmeprufung (Losweise Kontrolle, acceptance sampling)

Aufgaben

1. Literatur:

– Stevenson (2008), Kapitel 9

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B7.1: Abnahmeprufung, Bestimmung

der Prufplanparameter

⊠ Erlautern Sie die Vorgehensweise der Abnahmeprufung. Gehen Sie dabei wie folgt

vor

1. Erlautern Sie den Begriff ’Operationscharakteristik-Kurve’ (OC-Kurve). Wie

sieht eine ideale OC-Kurve aus?

2. Zeichnen Sie eine OC-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 spater.

(b) λ = n · p

(p = Anteil fehlerhafter Teile in der Grundgesamtheit, die x-Variable der

OC-Kurve)

(c) Berechnen sie in Excel: Annahmewahrscheinlichkeit Pa = P{X ≤ c|p}= POISSON(c;λ; WAHR)

(d) Variieren Sie jetzt n und c derart, daß die resultierende OC-Kurve

moglichst nah an den beiden in der Aufgabe genannten Punkten liegt.

(e) Wiederholen Sie dasselbe mit der Binomialverteilung.

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Sitzung 24 55

2. ⊠ Lesen und Zusammenfassen

Diskussionspunkte

• Produzentenrisiko, Abnehmerrisiko

• Parameter eines Prufplans

• Operationscharakteristik

Problemstellung 53: Prozeßkontrolle

Aufgaben

1. Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B7.2: Prozeßkontrolle: x-Karte,

bekannte Prozeßparameter

⊠ Lesen und zusammenfassen

2. Literatur:

– Ubungsbuch ’SCM und Produktion’, Aufgabe B7.3: Prozeßkontrolle: x-Karte,

unbekannte Prozeßparameter

⊠ Lesen und zusammenfassen

Diskussionspunkte

• Kontrollkarten

• Bestimmung der Kontrollgrenzen