Production and Logistics (MiM) - Exam

Aufgabe 1)

In einer mittelgroßen Produktionsfirma soll die bestehende Produktionsstrategie überarbeitet und optimiert werden. Ziel ist es, durch die Einbindung moderner Produktionsstrategien die Qualität, Kosten, Zeit und Flexibilität der Herstellung zu verbessern. Die Firma produziert sowohl Standardprodukte in großen Mengen als auch maßgeschneiderte Produkte nach Kundenanforderungen. Aufgrund schwankender Nachfrage und hoher Konkurrenz muss die Firma ihre Effizienz steigern, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

a)

Diskutiere die Vor- und Nachteile der Implementierung einer Push-Strategie im Produktionsprozess der genannten Firma. Berücksichtige dabei insbesondere die Auswirkungen auf Lagerbestände und Flexibilität.

Lösung:

Vor- und Nachteile der Implementierung einer Push-Strategie im Produktionsprozess

Eine Push-Strategie basiert auf der Produktion von Gütern auf der Grundlage prognostizierter Nachfrage. Schauen wir uns die Vor- und Nachteile dieser Strategie an.

• Vorteile:
  • Effizienz in der Massenproduktion: Besonders für Standardprodukte, die in großen Mengen produziert werden, kann die Push-Strategie eine hohe Effizienz gewährleisten, da Produktionsläufe optimiert und Maschinen optimal ausgelastet werden können.
  • Skaleneffekte: Durch die Herstellung großer Mengen an Produkten können Skaleneffekte erzielt werden, was zu geringeren Kosten pro Einheit führt.
  • Vorproduzierte Lagerbestände: Kunden können schneller bedient werden, da fertige Produkte bereits auf Lager sind und sofort versendet werden können.
• Nachteile:
  • Hohe Lagerkosten: Da Produkte basierend auf Prognosen hergestellt und gelagert werden, können hohe Lagerbestände entstehen. Dies erhöht die Kosten für Lagerung und das Risiko von Überbeständen oder veralteten Produkten.
  • Fehlprognosen: Die Prognose von Nachfrage ist oft ungenau. Falsche Vorhersagen können zu entweder zu Überproduktion oder Unterproduktion führen, was entweder hohe Lagerkosten oder längere Lieferzeiten zur Folge haben kann.
  • Geringe Flexibilität: Es ist schwieriger, die Produktion kurzfristig anzupassen, wenn sich die Nachfrage ändert oder unvorhergesehene Marktbedingungen auftreten. Insbesondere bei maßgeschneiderten Produkten kann dies zu Problemen führen.
  • Weniger kundenspezifische Anpassungen: Die Push-Strategie fokussiert sich mehr auf Massenproduktion und weniger auf die Anpassung an spezifische Kundenanforderungen, was in einem wettbewerbsintensiven Markt nachteilhaft sein kann.

Insgesamt muss die Firma eine sorgfältige Abwägung treffen, ob die Vorteile einer höheren Effizienz und Kostenreduktion die Nachteile in Bezug auf Lagerbestände und Flexibilität überwiegen.

b)

Berechnung: Nehmen wir an, die Firma entscheidet sich für die Einführung einer Just-in-Time (JIT) Strategie. Die durchschnittliche Nachfrage pro Tag beträgt 200 Einheiten. Der Produktionszyklus beträgt 10 Tage. Berechne die optimale Bestellmenge, um Lagerbestände zu minimieren und trotzdem den Bedarf zu decken. Formuliere die Annahmen, die Du für Deine Berechnung triffst.

Lösung:

Berechnung der optimalen Bestellmenge bei Einführung einer Just-in-Time (JIT) Strategie

Um die optimale Bestellmenge bei der Einführung einer Just-in-Time (JIT) Strategie zu berechnen, nehmen wir zunächst einige grundlegende Annahmen an:

• Die durchschnittliche Nachfrage pro Tag beträgt 200 Einheiten.
• Der Produktionszyklus beträgt 10 Tage.
• Es wird davon ausgegangen, dass Lieferungen und Produktion ohne Verzögerungen erfolgen.
• Die Firma möchte Lagerbestände minimieren, also strebt sie an, genau die Menge zu bestellen, die benötigt wird, um die Nachfrage während eines Produktionszyklus zu decken.

Formel für die optimale Bestellmenge:Um die optimale Bestellmenge zu berechnen, multiplizieren wir die tägliche Nachfrage mit der Anzahl der Tage im Produktionszyklus:

• Tägliche Nachfrage (D) = 200 Einheiten/Tag
• Produktionszyklus (T) = 10 Tage

Daraus ergibt sich:

• Optimale Bestellmenge (Q) = D × T
• Optimale Bestellmenge (Q) = 200 Einheiten/Tag × 10 Tage = 2000 Einheiten

Die optimale Bestellmenge beträgt also 2000 Einheiten. Dies bedeutet, dass die Firma alle 10 Tage eine Bestellung über 2000 Einheiten platzieren sollte, um den Bedarf zu decken und Lagerbestände zu minimieren.

c)

Erkläre, wie die Prinzipien von Lean Production und Kaizen integriert werden könnten, um die Effizienz der Produktionsprozesse zu verbessern. Nenne konkrete Maßnahmen und Beispiele.

Lösung:

Integration der Prinzipien von Lean Production und Kaizen zur Verbesserung der Effizienz der Produktionsprozesse

Um die Effizienz der Produktionsprozesse in der Firma zu verbessern, können die Prinzipien von Lean Production und Kaizen wirksam integriert werden. Beide Ansätze zielen darauf ab, Verschwendung zu minimieren und kontinuierliche Verbesserungen zu fördern.

Lean Production

Lean Production ist ein Produktionssystem, das darauf abzielt, alle Arten von Verschwendung zu eliminieren. Hier sind einige spezifische Maßnahmen, die die Firma ergreifen kann:

• Verschwendungsanalyse: Identifikation und Eliminierung von Verschwendung in verschiedenen Bereichen wie Überproduktion, Wartezeiten, unnötige Transporte oder Bewegungen, überfüllte Lager, fehlerhafte Produkte und unnötige Prozesse.
• Just-in-Time (JIT) Produktion: Materialien und Produkte werden genau zur richtigen Zeit am richtigen Ort bereitgestellt. Dies minimiert Lagerbestände und Kosten.
• 5S-Methode: Einführung der 5S-Methode (Sortieren, Setzen, Säubern, Standardisieren, Selbstdisziplin), um die Arbeitsplatzorganisation zu verbessern und die Effizienz zu erhöhen.
• Kanban-System: Implementierung eines visuellen Steuerungssystems wie Kanban, um den Produktionsfluss zu steuern und Engpässe zu vermeiden.
• Standardisierte Arbeitsprozesse: Definition und Standardisierung von Arbeitsprozessen, um Konsistenz und Effizienz sicherzustellen.

Kaizen

Kaizen bedeutet „kontinuierliche Verbesserung“ und fördert kleine, inkrementelle Verbesserungen durch Einbeziehung aller Mitarbeiter. Hier sind einige konkrete Maßnahmen zur Integration von Kaizen:

• Kaizen-Events oder Workshops: Regelmäßige Veranstaltungen oder Workshops, bei denen Mitarbeiter zusammenkommen, um Probleme zu identifizieren und Lösungen zu entwickeln.
• Mitarbeiterbeteiligung: Einbeziehung aller Mitarbeiter in den Verbesserungsprozess. Mitarbeiter auf allen Ebenen werden ermutigt, Verbesserungsvorschläge einzureichen und umzusetzen.
• Kontinuierliches Feedback: Einrichtung von Systemen zur Sammlung und Analyse von Feedback, um kontinuierliche Verbesserungen zu identifizieren und umzusetzen.
• PDCA-Zyklus: Anwendung des Deming-Zyklus (Plan-Do-Check-Act), um Verbesserungen zu planen, umzusetzen, zu überprüfen und zu standardisieren.

Konkrete Beispiele und Maßnahmen:

• Reduktion von Rüstzeiten: Durchführung von Kaizen-Workshops, um die Rüstzeiten von Maschinen zu reduzieren. Dies kann durch die Standardisierung von Rüstvorgängen und den Einsatz von Schnellwechselelementen erreicht werden.
• Verbesserung des Materialflusses: Implementierung eines Kanban-Systems in der Produktion, um den Materialfluss zu verbessern und Engpässe zu vermeiden.
• Prozessoptimierung: Anwendung von Wertstromanalysen, um Prozesse zu identifizieren, die verbessert werden können. Beispiele hierfür sind die Reduktion von Wartezeiten und die Beseitigung unnötiger Prozessschritte.
• Qualitätsverbesserung: Einführung von Qualitätszirkeln, in denen Mitarbeiter regelmäßig zusammenkommen, um Qualitätsprobleme zu besprechen und Lösungsvorschläge zu entwickeln.
• Arbeitsplatzorganisation: Einführung der 5S-Methode, um eine saubere und gut organisierte Arbeitsumgebung zu schaffen, die Verschwendung reduziert und die Effizienz erhöht.

Durch die Integration dieser Prinzipien kann die Firma ihre Produktionsprozesse kontinuierlich verbessern, Kosten senken und ihre Flexibilität erhöhen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

d)

Six Sigma zielt auf die Reduktion von Fehlern und die Verbesserung der Qualität ab. Angenommen, die aktuelle Fehlerquote in der Produktion beträgt 4 %. Entwickle einen Plan, der zeigt, wie die Firma Six Sigma einsetzen könnte, um diese Fehlerquote auf unter 1 % zu senken. Skizziere die wesentlichen Schritte und Werkzeuge, die dabei zum Einsatz kommen können.

Lösung:

Plan zur Implementierung von Six Sigma zur Reduktion der Fehlerquote in der Produktion

Six Sigma ist eine Methodik zur Verbesserung der Prozessqualität durch Identifikation und Reduktion von Fehlern und Variabilität in Produktionsprozessen. Um die Fehlerquote von derzeit 4 % auf unter 1 % zu senken, kann die Firma den DMAIC-Zyklus (Define, Measure, Analyze, Improve, Control) verwenden. Hier ist ein detaillierter Plan:

1. Define (Definieren)

• Projektziele festlegen: Die Hauptziele sind die Reduktion der Fehlerquote auf unter 1 % und die Verbesserung der Produktionsqualität.
• Projektteam zusammenstellen: Ein Six Sigma-Team bestehend aus Prozessingenieuren, Qualitätsmanagern und Produktionsexperten wird gebildet.
• Kundenanforderungen verstehen: Erfassung der Bedürfnisse und Erwartungen der Kunden, um sicherzustellen, dass die Verbesserungen den Kundenerwartungen entsprechen.
• Prozessdefinition: Definition des genauen Produktionsprozesses, der untersucht und verbessert werden soll.

2. Measure (Messen)

• Daten sammeln: Sammlung relevanter Daten zur aktuellen Fehlerquote und zur Produktionsleistung.
• Fehlerarten identifizieren: Identifizierung und Kategorisierung der verschiedenen Fehlerarten, die auftreten.
• Prozessleistung beurteilen: Berechnung der aktuellen Prozessleistung und Kapazität (z.B. Berechnung des Sigma-Levels).
• Erhebung von Prozessparametern: Messung der Schlüsseldaten und Einflussfaktoren, die die Fehlerquote beeinflussen.

3. Analyze (Analysieren)

• Ursachenanalyse: Verwendung von Werkzeugen wie Ishikawa-Diagrammen (Ursache-Wirkungs-Diagrammen), Pareto-Analysen und Fehlerbaum-Analysen, um die Hauptursachen der Fehler zu identifizieren.
• Datenanalyse: Statistische Analyse der gesammelten Daten (z.B. mittels Regression) zur Identifizierung von Mustern und Zusammenhängen.
• Prozessmapping: Visualisierung des Produktionsprozesses mittels Wertstromanalyse, um Engpässe und ineffiziente Schritte zu identifizieren.

4. Improve (Verbessern)

• Lösungen entwickeln: Entwicklung und Bewertung möglicher Maßnahmen zur Beseitigung der identifizierten Fehlerursachen. Beispiele sind Prozessanpassungen, Mitarbeiterschulungen oder verbesserte Werkzeuge.
• Verbesserungsmaßnahmen umsetzen: Implementierung der ausgewählten Verbesserungsmaßnahmen im Produktionsprozess.
• Pilotprojekte durchführen: Durchführung von Pilotprojekten, um die Wirksamkeit der vorgenommenen Änderungen zu testen und zu validieren.
• Ergebnisse überwachen: Erhebung und Analyse neuer Daten, um die Auswirkungen der Verbesserungsmaßnahmen auf die Fehlerquote zu überwachen.

5. Control (Kontrollieren)

• Standardisierung: Standardisierung der erfolgreich implementierten Verbesserungsmaßnahmen, um sicherzustellen, dass sie dauerhaft angewendet werden.
• Kontrollmechanismen einführen: Implementierung von Kontrollmechanismen (z.B. statistische Prozesskontrolle, SPC), um die Prozessqualität kontinuierlich zu überwachen.
• Mitarbeiter schulen: Schulung der Mitarbeiter in den neuen Standards und Verfahren, um sicherzustellen, dass sie die Verbesserungen verstehen und richtig anwenden.
• Kontinuierliche Verbesserung: Förderung einer Kultur der kontinuierlichen Verbesserung (Kaizen) und regelmäßige Überprüfung der Prozessleistung zur Sicherstellung nachhaltiger Qualität.

Werkzeuge und Methoden

• DMAIC-Zyklus
• Ishikawa-Diagramme
• Pareto-Analyse
• Fehlerbaum-Analyse
• Statistische Prozesskontrolle (SPC)
• Wertstromanalyse
• Regressionsanalyse

Durch die Anwendung dieser Schritte und Werkzeuge kann die Firma ihre Produktionsprozesse systematisch verbessern und die Fehlerquote erfolgreich auf unter 1 % senken.

Aufgabe 2)

Dein Unternehmen stellt elektronische Bauteile her und hat in der vergangenen Zeit ein starkes Wachstum in der Nachfrage nach seinen Produkten erlebt. Um den Kundenanforderungen gerecht zu werden, ist es notwendig, das Kapazitätsmanagement zu optimieren. Du sollst Ansätze und Werkzeuge vorstellen, um die Produktionskapazität bestmöglich zu verwalten und Engpässe zu vermeiden.

Deine Produktionsanlage hat eine maximale Kapazität von 10.000 Einheiten pro Monat. Die aktuelle monatliche Nachfrage beträgt 8.000 Einheiten und wird voraussichtlich in den nächsten sechs Monaten um 5% pro Monat steigen. Du hast drei mögliche Strategien zur Kapazitätsanpassung: Lead, Lag und Match.

a)

a) Berechne die Kapazitätsauslastung für die nächsten sechs Monate unter der Annahme, dass Du die Lead-Strategie verwendest und die Produktionskapazität jeden Monat um 5% (der maximalen Kapazität) erhöhst. Zeichne zudem das entsprechende Gantt-Diagramm, das die monatlichen Produktionskapazitäten darstellt.

Lösung:

Um die Kapazitätsauslastung für die nächsten sechs Monate zu berechnen, gehen wir schrittweise vor:

• Die aktuelle monatliche Nachfrage beträgt 8.000 Einheiten.
• Die Nachfrage steigt jeden Monat um 5% ausgehend von der Nachfrage des Vormonats.
• Die maximale Kapazität beträgt inicialmente 10.000 Einheiten.
• Verwendet man die Lead-Strategie, so erhöht sich die Produktionskapazität jeden Monat um 5% der maximalen Kapazität.

Schritt 1: Berechnung der monatlichen Nachfrage:

• Monat 1: 8.000 Einheiten * 1,05 = 8.400 Einheiten
• Monat 2: 8.400 Einheiten * 1,05 = 8.820 Einheiten
• Monat 3: 8.820 Einheiten * 1,05 = 9.261 Einheiten
• Monat 4: 9.261 Einheiten * 1,05 = 9.724 Einheiten
• Monat 5: 9.724 Einheiten * 1,05 = 10.210 Einheiten
• Monat 6: 10.210 Einheiten * 1,05 = 10.721 Einheiten

Schritt 2: Berechnung der monatlichen Produktionskapazität (unter der Lead-Strategie):

• Monat 1: 10.000 Einheiten + 5% der 10.000 Einheiten = 10.000 + 500 = 10.500 Einheiten
• Monat 2: 10.500 Einheiten + 500 = 11.000 Einheiten
• Monat 3: 11.000 Einheiten + 500 = 11.500 Einheiten
• Monat 4: 11.500 Einheiten + 500 = 12.000 Einheiten
• Monat 5: 12.000 Einheiten + 500 = 12.500 Einheiten
• Monat 6: 12.500 Einheiten + 500 = 13.000 Einheiten

Schritt 3: Berechnung der Kapazitätsauslastung pro Monat:

• Monat 1: (8.400 / 10.500) * 100% = 80%
• Monat 2: (8.820 / 11.000) * 100% = 80.18%
• Monat 3: (9.261 / 11.500) * 100% = 80.53%
• Monat 4: (9.724 / 12.000) * 100% = 81.03%
• Monat 5: (10.210 / 12.500) * 100% = 81.68%
• Monat 6: (10.721 / 13.000) * 100% = 82.47%

Als Ergänzung erstellen wir ein Gantt-Diagramm, um die monatlichen Produktionskapazitäten darzustellen:

Gantt-Diagramm:

 | Monat  | Produktionkapazität (Einheiten) | Nachfrage (Einheiten) | Kapazitätsauslastung (%) | |--------|--------------------------------|-----------------------|--------------------------| | 1      | 10.500                         | 8.400                 | 80%                      | | 2      | 11.000                         | 8.820                 | 80.18%                   | | 3      | 11.500                         | 9.261                 | 80.53%                   | | 4      | 12.000                         | 9.724                 | 81.03%                   | | 5      | 12.500                         | 10.210                | 81.68%                   | | 6      | 13.000                         | 10.721                | 82.47%                  | 

b)

b) Diskutiere die Vor- und Nachteile der drei Kapazitätsmanagement-Strategien (Lead, Lag, Match) in Bezug auf Produktionskosten, Flexibilität und Risiko der Nachfrageabweichung. Nutze hierfür geeignete Kennzahlen und Beispiele aus der Praxis.

Lösung:

Die drei Kapazitätsmanagement-Strategien Lead, Lag und Match haben jeweils eigene Vor- und Nachteile in Bezug auf Produktionskosten, Flexibilität und das Risiko der Nachfrageabweichung. Im Folgenden werden die Strategien im Detail diskutiert:

1. Lead-Strategie:

• Beschreibung: Bei der Lead-Strategie wird die Produktionskapazität vor dem erwarteten Nachfrageanstieg erhöht.
• Vorteile:
  • Vermeidung von Engpässen: Kundenaufträge können auch bei einem unerwartet hohen Nachfrageschub sofort bedient werden.
  • Bessere Kundenbindung: Durch die schnelle Reaktion auf Nachfrageänderungen verbessert sich die Kundenzufriedenheit.
• Nachteile:
  • Höhere Produktionskosten: Durch die frühzeitige Kapazitätserweiterung entstehen höhere Fixkosten für Personal, Maschinen und Lagerhaltung.
  • Risiko der Überkapazität: Falls die Nachfrage nicht wie erwartet steigt, führt dies zu ungenutzten Kapazitäten und ineffizientem Ressourceneinsatz.

Praxisbeispiel: Ein Automobilhersteller könnte die Produktionslinien erweitern und mehr Arbeiter einstellen, bevor ein neues Modell auf den Markt kommt, um sicherzustellen, dass genügend Fahrzeuge verfügbar sind.

2. Lag-Strategie:

• Beschreibung: Bei der Lag-Strategie wird die Produktionskapazität erst nach einem deutlichen Anstieg der Nachfrage erhöht.
• Vorteile:
  • Kosteneffizienz: Es werden keine unnötigen Kosten für ungenutzte Kapazitäten verursacht.
  • Risikominimierung: Wenn die Nachfrage nicht wie erwartet steigt, entstehen keine Investitionsverluste durch ungenutzte Ressourcen.
• Nachteile:
  • Risiko von Lieferverzögerungen: Können nicht sofort ausreichend Produkte geliefert werden, können Kunden abspringen.
  • Verlust von Marktanteilen: Konkurrenzunternehmen könnten die Gelegenheit nutzen, ihre Marktmacht auszubauen.

Praxisbeispiel: Ein Elektronikhersteller wartet erst ab, ob ein neues Gadget auf dem Markt gut angenommen wird, bevor er in neue Produktionsanlagen investiert.

3. Match-Strategie:

• Beschreibung: Die Produktionskapazität wird schrittweise und gleichzeitig mit der Nachfrageentwicklung angepasst.
• Vorteile:
  • Balance aus Kosteneffizienz und Flexibilität: Die Produktionskosten bleiben im Rahmen und es entstehen keine zu großen Überkapazitäten oder Engpässe.
  • Anpassungsfähigkeit: Die Kapazitätserhöhung kann flexibel an die echte Nachfrage angepasst werden.
• Nachteile:
  • Komplexität: Es bedarf einer genauen Planung und kontinuierliches Monitoring der Nachfrage, um optimal zu funktionieren.
  • Mittlere Reaktionszeit: Es kann einige Zeit dauern, bis notwendige Kapazitätserweiterungen umgesetzt werden, was auf kurzfristige Nachfragespitzen nicht ideal reagiert.

Praxisbeispiel: Ein Lebensmittelhersteller könnte seine Produktionskapazität monatlich an verkaufte Mengen anpassen, um sowohl Kosten als auch Flexibilität zu optimieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl der besten Strategie von den Unternehmenszielen, den Marktbedingungen und spezifischen Produktmerkmalen abhängt:

• Bei hoher Marktdynamik und starken Konkurrenzdruck könnte eine Lead-Strategie von Vorteil sein.
• Unter stabilen Marktbedingungen mit geringer Nachfragevolatilität bietet sich die Lag-Strategie an.
• Für Unternehmen, die sowohl kosteneffizient als auch flexibel bleiben möchten, ist die Match-Strategie die beste Wahl.

Aufgabe 3)

In Deiner Rolle als Produktionsplaner eines mittelständischen Unternehmens bist Du dafür verantwortlich, die Nachfrage nach einem bestimmten Produkt zu prognostizieren, um somit den Produktions- und Lagerbestand optimal zu planen. Du verfügst über historische Bedarfsdaten der letzten zwölf Monate. Dabei möchtest Du zwei Methoden anwenden: den einfachen gleitenden Durchschnitt und die exponentielle Glättung.

a)

Verwende die Methode des einfachen gleitenden Durchschnitts, um die Nachfrage des kommenden Monats zu prognostizieren. Die Nachfrage der letzten zwölf Monate ist wie folgt: Januar: 120 Einheiten, Februar: 150 Einheiten, März: 130 Einheiten, April: 160 Einheiten, Mai: 140 Einheiten, Juni: 170 Einheiten, Juli: 180 Einheiten, August: 160 Einheiten, September: 190 Einheiten, Oktober: 200 Einheiten, November: 210 Einheiten, Dezember: 220 Einheiten. Berechne den gleitenden Durchschnitt für ein Fenster von drei Monaten.

Lösung:

Einfacher gleitender Durchschnitt

In diesem Unterübung nutzen wir den einfachen gleitenden Durchschnitt, um die Nachfrage des kommenden Monats zu prognostizieren. Die Nachfrage der letzten zwölf Monate ist wie folgt:

• Januar: 120 Einheiten
• Februar: 150 Einheiten
• März: 130 Einheiten
• April: 160 Einheiten
• Mai: 140 Einheiten
• Juni: 170 Einheiten
• Juli: 180 Einheiten
• August: 160 Einheiten
• September: 190 Einheiten
• Oktober: 200 Einheiten
• November: 210 Einheiten
• Dezember: 220 Einheiten

Gegeben sei ein Fenster von drei Monaten (3-Monats-Durchschnitt). Wir berechnen den gleitenden Durchschnitt für den kommenden Monat (Januar des nächsten Jahres) wie folgt:

1. Gleitender Durchschnitt für den Oktober (Fenster: August, September, Oktober): \[ \frac{{160 + 190 + 200}}{{3}} = \frac{{550}}{{3}} \approx 183.33 \]
2. Gleitender Durchschnitt für den November (Fenster: September, Oktober, November): \[ \frac{{190 + 200 + 210}}{{3}} = \frac{{600}}{{3}} = 200 \]
3. Gleitender Durchschnitt für den Dezember (Fenster: Oktober, November, Dezember): \[ \frac{{200 + 210 + 220}}{{3}} = \frac{{630}}{{3}} = 210 \]
4. Gleitender Durchschnitt für den Januar des nächsten Jahres (Fenster: November, Dezember, Januar): Da wir die Nachfrage für Januar noch nicht kennen, nehmen wir den Durchschnitt der letzten drei bekannten Monate (November, Dezember, Januar): \[ \frac{{210 + 220 + 220}}{{3}} = \frac{{650}}{{3}} \approx 216.67 \]

Somit beträgt die prognostizierte Nachfrage für den kommenden Monat (Januar des nächsten Jahres) etwa 216.67 Einheiten.

b)

Verwende die exponentielle Glättungsmethode zur Prognose der Nachfrage des nächsten Monats. Dabei soll der Glättungsfaktor \(\alpha = 0,3\) verwendet werden. Die Nachfrage der letzten zwölf Monate ist dieselbe wie oben angegeben. Berechne die exponentielle Glättung unter der Annahme, dass der Anfangswert für die exponentielle Glättung der Nachfrage im Januar entspricht.

Lösung:

Exponentielle Glättung

In diesem Unterübung verwenden wir die exponentielle Glättungsmethode, um die Nachfrage des kommenden Monats zu prognostizieren. Dabei nutzen wir einen Glättungsfaktor \(\alpha = 0,3\).Die Nachfrage der letzten zwölf Monate ist wie folgt:

• Januar: 120 Einheiten
• Februar: 150 Einheiten
• März: 130 Einheiten
• April: 160 Einheiten
• Mai: 140 Einheiten
• Juni: 170 Einheiten
• Juli: 180 Einheiten
• August: 160 Einheiten
• September: 190 Einheiten
• Oktober: 200 Einheiten
• November: 210 Einheiten
• Dezember: 220 Einheiten

Die exponentielle Glättung berechnen wir mit der Formel:\[ S_t = \alpha \cdot D_t + (1 - \alpha) \cdot S_{t-1} \]\( S_t \) ist der geglättete Wert für den Monat \( t \), \( D_t \) ist die tatsächliche Nachfrage im Monat \( t \), und \( \alpha \) ist der Glättungsfaktor.Der Anfangswert für die exponentielle Glättung setzen wir auf die Nachfrage im Januar:\( S_1 = 120 \) (Anfangswert)Nun berechnen wir die geglätteten Werte für die folgenden Monate:

• Februar (\( t = 2 \)): \( S_2 = 0,3 \cdot 150 + 0,7 \cdot 120 = 135 \)
• März (\( t = 3 \)): \( S_3 = 0,3 \cdot 130 + 0,7 \cdot 135 \approx 133.5 \)
• April (\( t = 4 \)): \( S_4 = 0,3 \cdot 160 + 0,7 \cdot 133.5 \approx 142.45 \)
• Mai (\( t = 5 \)): \( S_5 = 0,3 \cdot 140 + 0,7 \cdot 142.45 \approx 141.715 \)
• Juni (\( t = 6 \)): \( S_6 = 0,3 \cdot 170 + 0,7 \cdot 141.715 \approx 150.2 \)
• Juli (\( t = 7 \)): \( S_7 = 0,3 \cdot 180 + 0,7 \cdot 150.2 \approx 159.14 \)
• August (\( t = 8 \)): \( S_8 = 0,3 \cdot 160 + 0,7 \cdot 159.14 \approx 159.398 \)
• September (\( t = 9 \)): \( S_9 = 0,3 \cdot 190 + 0,7 \cdot 159.398 \approx 168.278 \)
• Oktober (\( t = 10 \)): \( S_{10} = 0,3 \cdot 200 + 0,7 \cdot 168.278 \approx 177.794 \)
• November (\( t = 11 \)): \( S_{11} = 0,3 \cdot 210 + 0,7 \cdot 177.794 \approx 186.456 \)
• Dezember (\( t = 12 \)): \( S_{12} = 0,3 \cdot 220 + 0,7 \cdot 186.456 \approx 197.52 \)

Die prognostizierte Nachfrage für den nächsten Monat (Januar des nächsten Jahres) beträgt daher etwa 197.52 Einheiten.

Aufgabe 4)

Materialbedarfsplanung (MRP):Im Rahmen der Materialbedarfsplanung geht es darum, die benötigten Materialien und Stückzahlen zu bestimmten Zeitpunkten auf Basis von Produktionsplänen zu bestimmen. Die Hauptziele bestehen darin, die Materialverfügbarkeit zu sichern, Lagerbestände zu minimieren und Bestellkosten zu optimieren.

• Ziele: Sicherstellung der Materialverfügbarkeit, Minimierung der Lagerbestände, Optimierung der Bestellkosten
• Zentrale Komponenten: Stücklisten, Bestandsdaten, Produktionspläne
• Grundgleichung für die Nettobedarfsberechnung:Nettobedarf = Bruttobedarf - Lagerbestand - Bestellbestand + Sicherheitsbestand
• MRP-I: Bedarfsgesteuerte Materialdisposition
• MRP-II: Erweiterung um Kapazitätsplanung und Finanzplanung

a)

a) Du erhältst den folgenden Produktionsplan für Produkt A:

• Produktionsplan (Bruttobedarf) für die nächsten vier Wochen: 100, 120, 80, 150 Einheiten
• Aktueller Lagerbestand: 50 Einheiten
• Laufende Bestellung: 30 Einheiten
• Sicherheitsbestand: 20 Einheiten

Berechne den Nettobedarf für jede der nächsten vier Wochen. Hinweis: Verwende die Gleichung zur Nettobedarfsberechnung aus dem Material.

Lösung:

Berechnung des Nettobedarfs für jede der nächsten vier Wochen:

Die Grundgleichung für die Nettobedarfsberechnung lautet:

Nettobedarf = Bruttobedarf - Lagerbestand - Bestellbestand + Sicherheitsbestand

Gegebene Daten:

• Bruttobedarf für die nächsten vier Wochen: 100, 120, 80, 150 Einheiten
• Aktueller Lagerbestand: 50 Einheiten
• Laufende Bestellung: 30 Einheiten
• Sicherheitsbestand: 20 Einheiten

Berechnung für jede Woche:

Woche 1:

Bruttobedarf: 100 EinheitenLagerbestand: 50 EinheitenBestellbestand: 30 EinheitenSicherheitsbestand: 20 Einheiten

Nettobedarf (Woche 1) = 100 - 50 - 30 + 20 = 40 Einheiten

Woche 2:

Bruttobedarf: 120 EinheitenLagerbestand: 0 Einheiten (angenommen, der Lagerbestand aus Woche 1 wurde vollständig verwendet)Bestellbestand: 0 Einheiten (die laufende Bestellung wurde in Woche 1 genutzt)Sicherheitsbestand: 20 Einheiten

Nettobedarf (Woche 2) = 120 - 0 - 0 + 20 = 140 Einheiten

Woche 3:

Bruttobedarf: 80 EinheitenLagerbestand: 0 Einheiten (angenommen, der Lagerbestand aus Woche 2 wurde vollständig verwendet)Bestellbestand: 0 EinheitenSicherheitsbestand: 20 Einheiten

Nettobedarf (Woche 3) = 80 - 0 - 0 + 20 = 100 Einheiten

Woche 4:

Bruttobedarf: 150 EinheitenLagerbestand: 0 Einheiten (angenommen, der Lagerbestand aus Woche 3 wurde vollständig verwendet)Bestellbestand: 0 EinheitenSicherheitsbestand: 20 Einheiten

Nettobedarf (Woche 4) = 150 - 0 - 0 + 20 = 170 Einheiten

Ergebnisse:

• Woche 1: Nettobedarf = 40 Einheiten
• Woche 2: Nettobedarf = 140 Einheiten
• Woche 3: Nettobedarf = 100 Einheiten
• Woche 4: Nettobedarf = 170 Einheiten

b)

b) Erkläre den Unterschied zwischen MRP-I und MRP-II. Diskutiere, wie die Erweiterung um Kapazitäts- und Finanzplanung (MRP-II) den Prozess der Materialbedarfsplanung optimieren kann.

Lösung:

Unterschied zwischen MRP-I und MRP-II:

• MRP-I (Material Requirements Planning I):
• Fokusiert auf die bedarfsgesteuerte Materialdisposition.
• Basiert hauptsächlich auf Stücklisten, Bestandsdaten und Produktionsplänen.
• Ziele: Minimierung der Lagerbestände, Sicherstellung der Materialverfügbarkeit und Optimierung der Bestellkosten.
• Berücksichtigt keine Kapazitäts- oder Finanzplanungsaspekte.
• MRP-II (Manufacturing Resource Planning II):
• Erweiterung von MRP-I um Kapazitäts- und Finanzplanung.
• Integriert zusätzlich zur Materialbedarfsplanung auch die Ressourcen- und Produktionskapazitätsplanung.
• Enthält Module zur Finanzplanung und Kostenkontrolle.
• Versucht, eine umfassende Planung und Steuerung der Produktionsprozesse zu gewährleisten.

Optimierung durch MRP-II:

Die Erweiterung um Kapazitäts- und Finanzplanung im Rahmen von MRP-II kann den Prozess der Materialbedarfsplanung erheblich optimieren:

• Bessere Ressourcenauslastung: Durch die Berücksichtigung der Produktionskapazitäten kann MRP-II sicherstellen, dass die Ressourcen optimal genutzt und Engpässe im Produktionsprozess vermieden werden.
• Genauere Kostenkontrolle: Die Integration der Finanzplanung ermöglicht eine genauere Kontrolle der Kosten. Dies hilft, budgetgerechte Entscheidungen zu treffen und die Wirtschaftlichkeit der Produktionsprozesse zu verbessern.
• Gesamthafte Planung: Anders als MRP-I betrachtet MRP-II die gesamte Produktionsressourcenplanung, was zu einer besseren Synchronisation von Material- und Ressourcenplanung führt. Dies reduziert Verzögerungen und Ineffizienzen.
• Flexibilität und Reaktionsfähigkeit: Durch die Berücksichtigung von Kapazitäts- und finanziellen Aspekten kann das Unternehmen schneller auf Veränderungen in der Nachfrage oder auf andere externe Faktoren reagieren.

Insgesamt führt die Integration der Kapazitäts- und Finanzplanung in MRP-II zu einer umfassenderen und effizienteren Planung und Steuerung der gesamten Produktionsprozesse.