Kapazitätsorientierte Verfahren der Losgrößenplanung

296 Pages·1991·4.948 MB·German

by  Ronald Hechtfischer (auth.)

Ronald Hechtfischer
Kapazitatsorientierte Verfahren der LosgroBenplanung
Ronald Hechtfischer
Kapazitiitsorientierte
Verfahren der
LosgriBenplanung
f[)fll.\rJ DeutscherUniversitatsVerlag
~
GABLER'VIEWEG'WESTDEUTSCHER VERLAG
ClP-Titelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Hechtfischer, Ronald:
Kapazitotsorientierte Verfahren der LosgroBenplanung /
Ronald Hechtfischer. - Wiesbaden : Dt. Univ.-Verl., 1991
(DUV : Wirtschaftswissenschaft)
lugl.: Bayreuth, Univ., Diss., 1990
ISBN-13: 978-3-8244-0072-0 e-ISBN-13: 978-3-322-85783-5
001: 10.1007/978-3-322-85783-5
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Geleitwort
Verfahren zur Bestimmung kostenoptimaler LosgroBen bllden selt mlttlerweile mehr als 70
Jahren ein interessantes Forschungsgebiet der Betriebswirtschaftslehre. Die stlindigen
BemOhungen der Wissenschaft, diese Modelle immer mehr an die Anforderungen der
betrieblichen Praxis anzupassen, fUhrte zu einer heute kaum noch iiberschaubaren Zahl an
Heuristiken.
Parallel dazu eroffneten sich ab Mltte der 70er Jahre auch kleinen und mittleren Unterneh
men aufgrund der stiirmlschen Entwicklung im gesamten EDV-Bereich In zunehmenden
MaBe die MOglichkelt einer computergestiitzten Produktionsplanung und -steuerung.
Ergebnisse eines vom Betriebswirtschaftlichen Forschungszentrum fUr Fragen der mlttel
standischen Wirtschaft (BF 1M-Bayreuth) durchgefiihrten Forschungsprojekt zum Thema
"Computergestiitzte Produktionsplanung und -steuerung im Mlttelstand" belegen aber, daB
gerade die mlttelstandische Industrie hinslchtlich des Einsatzes lelstungsfcihiger Heuristi
ken zur LosgroBenpianung erhebliche Planungsdefizlte aufweist.
Vor diesem Hintergrund leltet Dr. Ronald Hechtfischer die zwei wesentlichen Zielsetzungen
seiner Arbeit ab: Zum einen soil ein Oberblick iiber neuere Entwicklungen insbesondere
auf dem Gebiet der Bestimmung wirtschaftlicher LosgroBen bei Voriiegen von Kapazitiits
beschrankungen gegeben werden. Zum anderen wird ein neues computergestiitztes
Naherungsverfahren zur LosgroBenplanung bei Montagestrukturen und Voriiegen eines
Kapazitiitsengpasses vorgestellt.
In Verfolgung der ersten Zielsetzung konzentriert sich der Verfasser zunachst auf die in
traditionellen PPS-Systemen verwendeten LosgroBenmodelle, die bei Voriiegen von
Kapazltatsbeschrankungen in der Regel jedoch zu undurchfOhrbaren Fertlgungsplanen
fUhren. Ausgehend von dieser Kritik erfolgt dann ein Oberblick iiber kapazitiitsorientierte
Verfahren der LosgroBenpianung bel ein-und mehrstuflgen Fertigungsprozessen.
VI
Den zweiten Hauptteil der Arbeit bildet dann die Vorstellung der vom Verfasser konzipier
ten neuen LosgroBen-Heuristik, die sich durch eine Relhe von erheblichen Verbesserungen
gegenuber bisherigen Ansatzen auszeichnet. Es wlrd ein modular aufgebautes hierarchi
sches Modell diskutiert, daB durch seine Innovativen Steuerungsmechanismen und seine
geschickte Anordnung der einzelnen Unterprogramme in der Praxis vorherrschende
Problemstellungen mit einem vertretbaren Rechenaufwand bewaltigen kann. Umfangreiche
Simulationsstuclien des Autors belegen dies.
Aufgrund der geschickten Aufbereitung des gesamten Themenbereiches 1st die vortie
gende Arbeit fUr Wissenschaftler, Studenten und mit PPS-Systemen befaBten Praktikern
von gleich hohem Interesse.
Horst Glaser
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis VII
AbkOrzungsverzeichnis XIII
Symbolverzeichnis XV
Tabellenverzeichnis XVII
Abbildungsverzeichnis XX
A. Einfuhrung
I. Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit
II. Aufbau der Arbeit 3
B. LosgroBenplanung im System der Produktionsplanung 4
I. Aufgabe und Teilbereiche der Produktionsplanung 4
1. Aufgabe der Produktionsplanung 4
2. Teilbereiche der Produktionsplanung 8
2.1 Produktionsprogrammplanung 9
2.2 Produktionsvollzugsplanung 12
2.2.1 Bereitstellungsplanung 12
2.2.2 ProduktionsprozeBplanung 14
2.2.2.1 LosgroBenplanung 15
2.2.2.2 Terminplanung 16
II. Prinzipielle Ansatze zur Bestimmung kostenoptimaler
LosgroBen 19
1. Oberblick 19
2. Simultane Ansatze 20
3. Heuristische Ansatze 21
3.1 Sukzessive Ansatze 22
3.2 Hierarchische Ansatze 24
VIII
III. Determinanten der LosgroBenpianung 25
1. Bedarfsvertauf 26
2. Produktionstiefe 28
3. Fertigungsstruktur 30
4. ProduktionsausstoB 32
5. Kapazitatsrestriktionen 33
C. Verfahren der LosgroBenplanung ohne Berucksichtigung
von Kapazititsengpissen 35
I. Komponenten der Zielfunktion 35
1. Ertose 35
2. Variable Produktionskosten 36
3. Rustkosten 37
4. Lagerhaltungskosten 38
5. Fehlmengenkosten 41
II. Verbrauchsgebundene Verfahren der LosgroBenplanung 42
1. Entscheidungssituation 42
2. Andler'sche LosgroBenformel 43
2.1 Losungsverfahren 43
2.2 Zahlenbeispiel 46
2.3 Bewertung 46
2.4 Erweiterungen 47
III. Programmgebundene Verfahren der LosgroBenplanung 50
1. Entscheidungssituation 50
2. Kostenausgleichsverfahren 51
2.1 Losungsverfahren 51
2.2 Zahlenbeispiel 53
2.3 Bewertung 54
IX
3. StOckkostenverfahren 55
3.1 Losungsverfahren 55
3.2 Zahlenbeispiel 57
3.3 Bewertung 59
4. Verfahren von Wagner jWhitin 60
4.1 Losungsverfahren 60
4.2 Zahlenbeispiel 62
4.3 Bewertung 67
IV. Kritische Beurteilung von Verfahren der LosgroBen-
planung ohne BerOcksichtigung von Kapazitats-
engpiissen 69
D. Kapazitiitsorientierte Verfahren der LosgroBenplanung
bei einstufiger Fertigung 71
I. Entscheidungssituation 72
II. Verfahren von Ziipfel/Attmann 75
1. Losungsverfahren 75
2. Zahlenbeispiel 81
3. Bewertung 87
III. Verfahren von Eisenhut 89
1. Losungsverfahren 89
2. Zahlenbeispiel 90
3. Bewertung 93
IV. Verfahren von LambrechtfVanderveken 94
1. Losungsverfahren 94
2. Zahlenbeispiel 104
3. Bewertung 108
V. Kritische Beurteilung bisheriger kapazitats-
orientierter Verfahren der LosgroBenpianung
bei einstufiger Fertigung 109
x
E. Kapazititsorientierte Verfahren der LosgroBenplanung
bei mehrstufiger Fertigung 111
I. Entscheidungssituation 112
II. Notwendigkeit einer mehrstufigen Betrachtungsweise 116
III. Verfahren von lapfel/Attmann 121
1. Losungsverfahren 121
2. Bewertung 125
IV. Verfahren von Biliington/McClain/Thomas 128
1. Losungsverfahren 128
2. Bewertung 131
V. Kritische Beurteilung bisheriger kapazitats-
orientierter Verfahren der Losgr6Benpianung
bei mehrstufiger Fertigung 131
F. Heuris LSP -ein kapazitatsorientiertes Verfahren
der LosgroBenplanung bei Montagestrukturen 133
I. Zielsetzungen 133
II. Mathematische Grundlagen 133
1. Axsiiter-Heuristik 134
1.1 L6sungsverfahren 134
1.2 Zahlenbeispiel 136
2. Lagrange-Relaxation 139
III. Darstellung des Ansatzes 140
1. Entscheidungssituation 140
2. Losungsverfahren 142
2.1 Unterprogramm VOZEIT 146
2.1.1 Darstellung 146
2.1.2 Zahlenbeispiel 150
2.2 Unterprogramm AXSATO 152
2.2.1 Lagrange-Multiplikator 155
2.2.2 Dampfungsfaktor LAMBDA 157
XI
2.3 Unterprogramm GLATIl 159
2.3.1 Subroutine OPTI 173
2.3.2 Subroutine NOTFAL 177
2.3.3 Subroutine GLATI2 178
2.4 Unterprogramm AXSATU 178
2.5 Unterpogramm UPDATE 179
2.6 Unterprogramm KOSTEN 183
IV. Simulationsstudie 184
1. Einfache Montagestruktur 185
1.1 Ausgangsdaten 185
1.2 Simulationen und Interpretation der
Ergebnisse 187
1.2.1 Veranderung der Kapazitat des
Engpasses in einer Teilperiode 187
1.2.2 Veranderung der Lagerhaltungs
kosten des Endproduktes 196
2. Breite Montagestruktur 200
2.1 Ausgangsdaten 200
2.2 Simulationen und Interpretation der
Ergebnisse 203
2.2.1 Veranderung der Kapazitat des
Engpasses in einer Teilperiode 203
2.2.2 Veranderung der Lagerhaltungs
kosten eines im EngpaB produzierten
Bauteils 211
3. Tiefe Montagestruktur 214
3.1 Ausgangsdaten 214
3.2 Simulationen und Interpretation der
Ergebnisse 217
3.2.1 Veranderung der Kapazitiit des
Engpasses in einer Teilperiode 217
3.2.2 Veranderung der ROstkosten eines
im EngpaB produzierten Bauteils 224