Brunnberg Optimale Lagerhaltung bei ungenauen Daten Schriften zur theoretischen und angewandten Betriebswirtschaftslehre Herausgeber: Prof. Dr. Ludwig Pack o. Professor der Betriebrwirtschafblehre an der Universität Mannheim (WH) Band 8 Dr. Josef Brunnberg Optimale Lagerhaltung bei ungenauen Daten Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH ISBN 978-3-663-02071-4 ISBN 978-3-663-02070-7 (e Book) DOI 10.1007/978-3-663-02070-7 Copyright by Springer Fachmedien Wiesbaden 1970 Ursprünglich erschienen bei Betriebswirtschaftlicher Verlag Dr. Th. Gabler GmbH, Wiesbaden 1970 Softcoverreprint ofthe bardeover 1st edition 1970 Vorwort des Herausgebers In der Betriebswirtschaftslehre wird in Forschung und Lehre immer stärker mit Optimierungsmodellen gearbeitet. Die Überprüfung der aus solchen Mo dellen als optimal abgeleiteten Ergebnisse hat unter zwei Gesichtspunkten zu geschehen: Erstens müssen die Ergebnisse fehlerfrei aus dem Modell ansatz abgeleitet sein und zweitens muß- was für ein praktisches Arbeiten mit den Modellergebnissen eine unerläßliche Voraussetzung ist - die Ver wendung der aus dem Modell als optimal abgeleiteten Ergebnisse die Opti mierung der dem Modellansatz zugrunde liegenden realen Situation gestat ten. Da Modelle nie eine vollständige Abbildung der Realität sind - und auch nicht sein können-, ergibt sich das Problem, wie geprüft werden kann, ob ein Modell die Realität hinreichend genau wiedergibt. Eine empirische Über prüfung setzt die exakte Kenntnis der Realität voraus. Gerade die Erlangung dieser exakten Kenntnis der Realität ist aber meist nicht möglich oder viel zu aufwendig und der Grund für ein Arbeiten mit Modellen. Auch eine Über prüfung in der Weise, daß man zunächst einmal mit den aus einem Modell als optimal gewonnenen Ergebnissen arbeitet und dann ex post feststellt, ob sich Verbesserungen einstellen, scheidet oft aus. Das beschriebene Problem stellt sich besonders bezüglich des innerbetrieb lichen Rechnungswesens. Wie genau muß das Rechnungswesen in die Opti mierungsmodelle eingehenden Daten bereitstellen? Dies ist die grundsätz liche Frage, die der Verfasser der vorliegenden Arbeit für den Bereich der Lagerhaltungsmodelle zu beantworten versucht. Es ist ihm voll zuzustimmen, wenn er davon ausgeht, daß es nicht auf absolute Genauigkeit per se an kommt, sondern auf eine hinreichende Übereinstimmung zwischen Modell optimum und realem Optimum. Sein Kernanliegen ist deshalb die Unter suchung der Frage, in welchem Maße der auf der Basis unexakter Daten er mittelte optimale Zielwert eines Lagerhaltungsmodelles von dem Zielwert abweicht, der sich bei Verwendung der exakten Daten als optimal ergibt. Der Verfasser untersucht die vorgenannte Frage zunächst für den Fall, daß nur ein einziger der in ein Lagerhaltungsmodell eingehenden Parameter werte nicht ganz exakt ist. Anschließend arbeitet er die Verbundwirkung mehrerer ungenauer Parameterwerte heraus. Auf diese Weise gelingt dem Verfasser der Nachweis, daß Lagerhaltungsmodelle gegenüber Änderungen der Parameterwerte und infolgedessen auch in bezug auf Abweichungen der in die Optimierungsrechnung eingeführten von den exakten Parameterwer ten relativ wenig reagieren. Gleichzeitig kann er dadurch zeigen, mit wel cher Genauigkeit das- innerbetriebliche Rechnungswesen die in Optimie rungsmodelle eingehenden Daten bereitstellen muß, wenn aus diesen Mo dellen Ergebnisse hervorgehen sollen, die einen vorgegebenen Genauigkeits grad nicht unterschreiten. Da dieser Sachverhalt für Lagergüter schlechthin abgeleitet wird, kommt ihm allgemeine Bedeutung zu, unabhängig davon, ob Rohstoffe, Halbprodukte oder Fertigwaren gelagert werden. Ludwig Pack - I - INHALTSVERZEICHNIS Seite Einleitung 1 I. Kapitel DIE BEDEUTUNG DER DATENERFASSUNG FÜR DIE ANWENDUNG VON QUANTITATIVEN MODELLEN 8 1. Die Problematik der Bestimmung eines opti- malen Abstraktionsgrades 9 a) Vorbemerkungen 9 b) Der Grad der Komplexität oder Abstraktion 11 2. Die Frage der Datenerfassung für programmier- bare und nicht programmierbare Entscheidungen 1 7 3. Probleme der Bestimmung eines optimalen Da- tenerfassungssystems 20 II. Kapitel DER EINFLUSS UNGENAUER PARAMETERWERTE IN DETERMINISTISCHEN LAGERHALTUNGSMODEL LEN UND DIE DARAUS ZU ZIEHENDEN KONSE QUENZEN FÜR DAS INNERBETRIEBLICHE RECHNUNGSWESEN 39 1. Definition des Begriffes "Lager" und Systemati- sierung der Lagerhaltungssysteme 40 a) Der Begriff des Lagers 40 b) Systematisierung der Lagerhaltungssysteme 41 2. Modelle zur Bestimmung der optimalen Bestell menge bzw. Losgröße bei konstantem und be- kanntem Lagerabgang 44 A. Das klassische Modell zur Bestimmung der optimalen Bestellmenge bzw. Losgröße 44 a) Darstellung des Modells 44 b) Analyse der Modellparameter 47 c) Der Einfluß von ungenau ermittelten Parameterwerten auf die optimale Lösung 58 ca) Der Einfluß ungenau ermittelter be- stellfixer bzw. losfixer Kosten und/ oder eines ungenau ermittelten Planperiodenbedarfs 59 - II- Seite cb) Der Einfluß ungenau ermittelter Stückpreise bzw. Stückkosten und/ oder ungenau ermittelter Zins- und Lagerkosten 68 cc) Der Einfluß ungenauer Stückpreise (Stückkosten), eines ungenauen Zins- und Lagerkostensatzes, unge- nauer bestell- (losfixer-) fixer Ko- sten und eines ungenauen Plan- periodenbedarfs 69 d) Der Einfluß ungenau ermittelter Parameter auf die relativen Abweichungen von der op- timalen Lösung bei stochastischen Para- meterfehlern 69 da) Vorbemerkungen 69 db) Lösung des Problems mit Hilfe von Simulation 72 dc) Numerische Ergebnisse 90 e) Spezifizierung der Sensibilitätsanalyse 92 ea) Der Einfluß eines ungenau ermittelten Planperiodenbedarfs 92 eb) Die Problematik der Lagerkostenver- rechnung 105 ec) Der Einfluß einer Approximation eines nicht konstanten Lagerabganges auf die relativen Abweichungen von der optimalen Lösung 116 B. Modifikationen der Annahmen des klassi- sehen Modells zur Bestimmung der opti- malen Bestellmenge bzw. Losgröße 121 a) Die Berücksichtigung von Preisänderun- gen 122 aa) Die Bestimmung der optimalen Be- stellmenge bzw. Losgröße bei Preis- bzw. Kostensprüngen 122 ab) Das klassische Modell als Appro- ximation 124 ac) Der Einfluß ungenau ermittelter Rabattsätze und/oder Rabattgrenzen 128 b) Die Berücksichtigung von Fehlmengen im klassischen Modell zur Bestimmung opti- mal er Losgrößen bzw. Bestellmengen 138 - III - Seite ba) Vorbemerkungen 138 bb) Der Begriff "Fehlmengenkosten" 139 bc) Der Ansatz von Fehlmengenkosten in deterministischen Modellen und der Einfluß ungenauer Fehlmengenkosten auf die optimale Lösung 144 III. Kapitel DER EINFLUSS UNGENAUER PARAMETERWERTE IN LAGERHALTUNGSMODELLEN MIT STOCHA- STISCHER NACHFRAGE UND SEINE KONSEQUEN- ZEN FÜR DAS INNERBETRIEBLICHE RECH- NUNGSWESEN 153 1. Modelle mit kontinuierlicher Bestandskontrolle 154 a) Darstellung eines einfachen Modells 154 aa) Das klassische Bestellmengenmodell als Approximation für (x - R) - Lagersysteme 161 aaa) Der Einfluß stochastischer Nach- frage während der Lieferzeit 161 aab) Rechteckverteilte Lieferzeitnach- frage 163 aac) Exponentialverteilte Lieferzeit- nachfrage 166 aad) Normalverteilte Lieferzeitnach- frage 170 b) Der Einfluß ungenauer Parameterwerte auf die optimale Lösung 179 c) Fehlmengenkosten sind proportional der Anzahl der Fälle, in denen Fehlmengen auftreten 185 d) Der Fehlmengendauer proportionale Fehlmen- genkosten 190 e) Zeit- und mengenabhängige Fehlmengenkosten 195 f) Die Bedeutung einer variablen Lieferzeit 197 2. Modelle mit periodischer Lagerbestandskontrolle 201 a) Vorbemerkungen 201 b) Darstellung eines einfachen (Z - T) - Modells 204 c) Das klassische Modell als Approximation 210 d) Der Einfluß ungenau ermittelter Fehlmengen- kosten auf die optimale Lösung 213 -IV- Seite e) Alternative Fehlmengenkostenfunktion 214 3. Schlußbemerkungen 221 Literaturverzeichnis 225 A 1+2 ANHANG A Verzeichnis der Abbildungen ANHANG B B 1-36 FORTRAN IV Programm SIMANT mit einigen Ergebnissen ANHANG C c 1-12 FORTRAN IV Programme KONTRO APPROX RABATT RECEXP NORMAL FEHL ANHANG D D I 1-10 I Relative Kontrollzeit-, Mengen- und Kostenabweichung bei Approximation eines Modells mit periodischer Be standskontrolle durch das klassische Bestellmengen modell. Die Fehlmengenkosten sind proportional der Zahl der fehlenden Mengeneinheiten.