Operations Management at TU Braunschweig

Die Logistik hat dafür zu sorgen, dass ein Empfangspunkt gemäß seines Bedarfs von einem mit dem richtigen Produkt (in Menge und Sorte), im richtigen Zustand, zur  richtigen Zeit, am richtigen Ort zu den dafür minimalen Kosten versorgt wird.

System:

Eine Menge von miteinander in Beziehung stehenden Elementen

Systemdenken:

Ganzheitliches Denken in komplexen, elementübergreifenden Zusammenhängen

Ausgangspunkt

Bestimmung der Anzahl der Läger auf jeder Stufe (Werks-, Zentral-, Regional- & Auslieferungslager), deren Standorte, Sortimentsstruktur und Absatzgebiet

Problemstellung

Warehouse-Location-Probleme

Probleme

• Vielzahl von Variablen (z.B. möglichen Standorten)
• Unsicherheit
• Unbeeinflussbarkeit von unternehmensexternen Faktoren
• Interdependenz zwischen einzelnen Kriterien (z.B. Lageranzahl und -kapazität auf je Stufe)

Standortplanung als Instrument der strategischen Unternehmensplanung

• Konkurrenz- und Überlebensfähigkeit eines Unternehmens im unmittelbaren Zusammenhang mit den Standorten
• Schaffung von Wettbewerbsvorteilen durch vorteilhafte Standorte

Ziel

• Entwicklung einer Standortstruktur zur langfristigen Sicherung des wirtschaftlichen Erfolgs

Gründer für Standortentscheidungen

• Kapazitätsbedarf
• Kapazitätsüberschüsse
• Unternehmensinterne und -externe Unzulänglichkeiten

Quantitative

• Logistikkosten
• Personalkosten
• Subventionen
• Tarifäre Handelsbeschränkungen (z.B. Zölle)
• Steuern
• Absatzpreise
• Grundstückskosten

Qualitative

• Infrastruktur
• Verfügbarkeit von Arbeitskräften
• Politische/soziale Stabilität 
• Nichttarifäre Handelsbeschränkungen (z.B. Normen)
• Qualitätsniveau
• Absatz (z.B. Kaufkraft, Wettbewerb)
• Grundstück (z.B. Lage, Bauvorschriften)

Annahmen

• Statisch deterministisch
• Kundenorte auf homogener Fläche (Ebene) verteilt
• Menge potenzieller Standorte unbeschränkt
• Entfernungen werden gemäß einer bestimmten Metrik bestimmt
• Ein-Produkt-Betrachtung
• Kontinuierliche Standortplanung

Zielfunktion

• Minimierung der Transportkosten unter der Nebenbedingung eines definierten Servicegrades (eindimensional)

Grundannahmen

• Statisch deterministisches Modell
• Betrachtung von nur einem Produkt
• Berücksichtigung von
  • Entfernungen (zwischen Knoten)
  • Mengen (Transport-, Nachfragemengen)
  • Kosten (Transport-, Fix-, ggf. weitere Kosten)
  • Kapazitäten

Diskrete Standortplanung

• Es existiert ein gegebenes Verkehrsnetz und eine definierte Anzahl Standorte (Knoten)
• Zur Optimierung wird eine Entfernungsmatrix (Distanz zwischen den Knoten) benötigt
• Die Berechnung der Entfernungsmatrix (Fahrtstrecke, Fahrtzeit, etc.) kann mittels Dijkstra- oder Tripelalgorithmus erfolgen

Zielsetzung

Bestimmung von ein oder mehreren Standorten (und Transportmengen), so dass die Summe aus Fixkosten, variablen Betriebskosten und Transportkosten unter der Restriktion eines definierten Servicegrades minimiert wird.

Anwendungsgebiete

Logistiknetzwerke mit einer definierten Anzahl von Anbietern und Abnehmern

Modellvarianten

• Einstufig: Bestimmung der optimalen Anzahl und Lage (pot. Standorte) von Zwischenlagern unter Berücksichtigung einer definierten Abnehmerstruktur
• Zweistufig: Bestimmung der optimalen Anzahl und Lage (pot. Standorte) von Zwischenlagern unter Berücksichtigung der Abnehmer- und Zulieferstruktur
• N-stufig: Bestimmung der optimalen Anzahl und Lage (pot. Standorte) von Lagern/Produktionsstufen über mehrere Stufen unter Berücksichtigung einer definierten Abnehmer- und Zulieferstruktur

• Anordnung der Arbeitssysteme nach dem Funktionsprinzip
• Durchlauf der Erzeugnisse durch die unterschiedlichen Werkstätten entsprechend ihres Arbeitsplans

Vorteile:

• Sehr hohe Flexibilität
• Breites Produktspektrum realisierbar

Nachteile:

• (hohe) Zwischenlagerbestände durch den komplexen Materialfluss
• Aufkommen von Maschinenleerzeiten (niedrige Auslastung)

• Anordnung der Arbeitssysteme nach dem Objektprinzip
• Einheitlicher Materialfluss mit zeitlicher Taktung zwischen den Arbeitsgängen (getaktete Produktion)
• Nicht getakteter (asynchroner) Materialfluss durch Einführung von Puffern bzw. Verkettung durch selbstständige Fördereinrichtungen

Achtung:

• Fließproduktionslinie (getaktete Produktion aber asynchroner Materialfluss)
• Transferstraße (getaktete Produktion und synchroner Materialfluss)
• Reihenproduktion (asynchroner Materialfluss)

Vorteile:

• Sehr hohe Auslastung

Nachteile:

• Geringe Flexibilität
• Enge Abstimmung der Kapazitäten notwendig

• Anordnung der Arbeitssysteme nach dem Objektprinzip
• Beliebige Materialflüsse der Erzeugnisse innerhalb der Zentren
• Flexible Fertigungssysteme: Arbeitssysteme sind automatisiert (ansonsten Produktionsinsel)

Vorteile:

• Sehr hohe Auslastung
• Hohe Flexibilität

Nachteile:

• Flexibilität durch Konfiguration beschränkt

Hohe Aggregationsebene

• Festlegung innerbetrieblicher Standorte für Produktionssegmente

Niedrigere Aggregationsebene

• Festlegung von Standorten innerhalb der einzelnen Produktionssegmente, z.B. Anordnung von Arbeitsplätzen im Rahmen der Werkstattproduktion