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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
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
SCMP-I@wiso.uni-koeln.de
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
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.
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
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)
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
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
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
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?
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?
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))
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?
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
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
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.
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
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
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?
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?
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.
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.
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
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
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.
Sitzung 9 25
Diskussionspunkte
• Dualproblem, Primalproblem
• Isoquanten bei zwei Puffern (drei Stationen)
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
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
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.
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.
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.
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.
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
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
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?
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.
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?
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
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.
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.
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
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)
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?
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
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)
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.
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
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.
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
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
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
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.
52 Sitzung 22
Diskussionspunkte
• Verfugbarkeit
• Lebensdauer, Restlebensdauer
• Instandhaltungsstrategien
• Vorbeugende Instandhaltung, Bestimmung des optimalen Instandhaltungsintervalls
• Erwartete Anzahl Ausfalle pro Periode
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.
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.
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
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