Die Hersteller von Standardprodukten stehen heute vor enormen Herausforderungen. Seit längerem wird mit der stetigen Globalisierung der Zugang zu neuen und größeren Märkten auf der ganzen Welt ermöglicht. Dies führt zu einer weiteren Verschärfung der Konkurrenzsituation, da neben den inländischen Wettbewerbern gerade auch ausländische Unternehmen durch die Möglichkeit billiger Im- und Exporte auf den Markt drängen.
Das daraus resultierende Kundenverlangen nach preisgünstigen Produkten in guter Qualität erhöht den Kostendruck auf die Hersteller. Effiziente und damit kostengünstige Produktion wird immer unverzichtbarer, um auf Dauer konkurrenzfähige Preise anbieten zu können.
Unter diesen veränderten Bedingungen fand in der Vergangenheit nach einer Analyse der Verbesserungspotentiale in den Unternehmen häufig ein Überdenken der Geschäftsprozesse statt [Meyr 1999, S. 1]. Nicht nur aufgrund des stark forcierten Outsourcing, sondern auch durch die Notwendigkeit der ganzheitlichen Planung entlang der Wertschöpfungskette entstanden neue Anforderungen an die Logistik. In diesem Zusammenhang erhebt das Supply Chain Management (SCM) durch ganzheitliche Gestaltung und Steuerung der Transport-, Lager- und Produktionsprozesse den Anspruch, diesen neuen Anforderungen Rechnung zu tragen. Im Gegensatz zu Enterprise Resource Planning (ERP) Systemen, deren Planungsfunktionalitäten speziell bei Engpässen nur sehr schwach ausgeprägt sind (es liegt das Manufacturing Ressource Planning II (MRP II) Konzept zugrunde; vgl. Kapitel 2.1), sollen SCM-Werkzeuge durch geeignete Planungs- und Steuerungskomponenten eine Optimierung des Gesamtsystems gewährleisten [Meyr 1999, S. 1 f.]. Die Optimierung ist jedoch aus Komplexitäts- bzw. Zeitaufwandsgründen nicht als Ganzes zu bewältigen, sondern muss in Teilaufgaben zerlegt und auf unterschiedliche Ebenen verteilt werden, zwischen denen Interpendenzen zu beachten sind [Meyr 1999, S. 3].
Die simultane Losgrößen- und Reihenfolgeplanung (SLRP) soll eine dieser Teilaufgaben, nämlich die Linienplanung (bzw. Maschinenplanung) im SCM-Abschnitt Produktion, erfüllen [Meyr 1999, S. 3 f.].
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung / Problemstellung
2 Grundlagen der simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung
2.1 Ansätze und Merkmale
2.2 Einflussgrößen
2.3 Modellklassifizierung
3 Simultane Losgrößen- und Reihenfolgeplanung bei einstufiger Mehrproduktfertigung
3.1 Verschiedene Grundmodelle
3.2 General Lotsizing and Scheduling Problem (GLSP)
3.2.1 Modellformulierung
3.2.2 Verwandte Modelle
3.2.3 Lösungsverfahren
3.2.4 Kritik
4 Simultane Losgrößen- und Reihenfolgeplanung bei mehrstufiger Mehrproduktfertigung
4.1 Vorbetrachtungen
4.2 General Lotsizing and Scheduling Problem for Multiple production Stages (GLSPMS)
4.2.1 Grundmodell
4.2.2 Modifikation I: Relaxation
4.2.3 Modifikation II - Linienkoordination 1: Beschränkung / Aufhebung des Produktionsverbotes
4.2.4 Modifikation III - Linienkoordination 2: Mengensplitting
4.2.5 Modifikation IV: Rüstzeitensplitting
4.2.6 Kurzzusammenfassung
4.2.7 Validierung / Lösungsverfahren
4.3 Weitere Modelle
5 Schlussbetrachtung
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die simultane Losgrößen- und Reihenfolgeplanung (SLRP) in Produktionssystemen mit dem Ziel, eine kostenoptimale Produktionsplanung unter Berücksichtigung von Kapazitätsrestriktionen und reihenfolgeabhängigen Rüstkosten zu ermöglichen. Dabei steht die Forschungsfrage im Vordergrund, wie Modelle für mehrstufige Mehrproduktfertigungen gestaltet sein müssen, um trotz hoher Komplexität praxisnah und effizient die Interpendenzen zwischen den Produktionsstufen zu koordinieren.
- Grundlagen und Modellklassifizierung der simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung
- Analyse einstufiger Modelle wie dem General Lotsizing and Scheduling Problem (GLSP)
- Untersuchung mehrstufiger Produktionsmodelle am Beispiel des GLSPMS
- Modifikationen zur Linienkoordination, Relaxation sowie Mengen- und Rüstzeitensplitting
- Vergleich von STB- und LTB-Modellansätzen hinsichtlich ihrer Praxiseignung
Auszug aus dem Buch
3.2 General Lotsizing and Scheduling Problem (GLSP)
Das General Lotsizing and Scheduling Problem (GLSP) wurde erstmals 1997 von Fleischmann und Meyr vorgestellt [Fleischmann u.a. 1997, S. 11 ff.]. Es handelt sich dabei um ein LTB-Modell der integrierten Losgrößen- und Reihenfolgeplanung bei kapazitierter einstufiger Fließfertigung in einem Mehrproduktunternehmen [Stammen-Hegener 2002, S. 92]. Richtigerweise wurden mit der Veröffentlichung von 1997 eigentlich zwei Spezialfälle des GLSP, nämlich das GLSP with Conservation of Setup State (GLSPCS) sowie das GLSP with Loss of Setup State (GLSPLS) vorgestellt. Im Falle des GLSPCS bleibt der Rüstzustand auch in Perioden ohne Produktion (kostenlos) aufrecht erhalten, wohingegen beim GLSPLS der Rüstzustand in Perioden ohne Produktion verloren geht und die Maschine in den Nullzustand übergeht (vgl. [Fleischmann u.a. 1997, S. 11 ff.] und [Meyr 1999, S. 81 f.]).
Meyr hat 1999 das allgemeine Erklärungsmodell des GLSP eingeführt [Meyr 1999, S. 75 ff.]. Die Formulierungen in Bezug auf den Erhalt/Verlust des Rüstzustandes sind darin bewusst allgemein gehalten (es sind sowohl Nullzustand als auch Aufrechterhaltung des Rüstzustandes zu Lasten von Bereitschaftskosten definiert) und so lassen sich das GLSPCS und das GLSPLS daraus als Spezialfälle ableiten. Ein weiterer, wesentlicherer Unterschied des GLSP nach Meyr im Vergleich zu den Modellen GLSPCS und GLSPLS ist die Berücksichtigung mehrerer paralleler, heterogener Produktionslinien (Maschinen) sowie (reihenfolgeabhängiger) Rüstzeiten. Diese Berücksichtigung ist weder im GLSPCS noch im GLSPLS gegeben, da dort nur der Einmaschinenfall ohne Rüstzeiten modelliert wird (vgl. [Meyr 1999, S. 75 ff.] und [Stammen-Hegener 2002, S. 91 ff.]).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung / Problemstellung: Diese Einleitung beleuchtet die Herausforderungen für Hersteller durch Globalisierung und Kostendruck sowie die Notwendigkeit einer integrierten Planung im SCM.
2 Grundlagen der simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung: Hier werden die theoretischen Ansätze, Merkmale sowie die Klassifizierung der Modelle zur simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung behandelt.
3 Simultane Losgrößen- und Reihenfolgeplanung bei einstufiger Mehrproduktfertigung: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über einstufige Modelle und stellt das GLSP als zentrales Referenzmodell detailliert vor.
4 Simultane Losgrößen- und Reihenfolgeplanung bei mehrstufiger Mehrproduktfertigung: Dieser Hauptteil widmet sich der mehrstufigen Problematik und präsentiert das GLSPMS sowie dessen diverse Modifikationsmöglichkeiten für die Praxis.
5 Schlussbetrachtung: Das Kapitel fasst die Ergebnisse zusammen und diskutiert die Diskrepanz zwischen theoretischen Modellen und der betrieblichen Umsetzung.
Schlüsselwörter
Simultane Losgrößen- und Reihenfolgeplanung, SLRP, GLSP, GLSPMS, Produktionsplanung, Mehrproduktfertigung, Mehrstufigkeit, Rüstkosten, Rüstzeiten, Kapazitätsrestriktionen, LTB-Modell, STB-Modell, Fließfertigung, Linienkoordination, Netzwerkflussproblem.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der mathematischen Modellierung der simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung, um Produktionsprozesse in Mehrproduktunternehmen kostenoptimiert zu steuern.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Zu den Schwerpunkten zählen die Einordnung von Produktionsplanungssystemen, die mathematische Formulierung von Optimierungsmodellen für ein- und mehrstufige Fertigungen sowie die kritische Reflexion von deren Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, Modelle vorzustellen, die Interpendenzen zwischen Losgrößen- und Reihenfolgeentscheidungen erfassen, um eine kostenminimale Produktion unter knappen Kapazitäten zu gewährleisten.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit nutzt die deterministische, dynamische Modellierung (unter anderem unter Verwendung von gemischt-ganzzahliger linearer Programmierung) sowie die Literaturanalyse bestehender Ansätze wie GLSP und GLSPMS.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert detailliert die Modellarchitekturen einstufiger (GLSP) und insbesondere mehrstufiger (GLSPMS) Systeme sowie deren Erweiterungen durch Modifikationen wie Mengensplitting oder Rüstzeitensplitting.
Welche Schlagworte charakterisieren diese Arbeit?
Die Arbeit ist durch Begriffe wie simultane Optimierung, Produktionsstufen, Rüstabhängigkeit, Zeitstruktur und LTB-Modelle geprägt.
Welche Rolle spielt das GLSP in dieser Untersuchung?
Das GLSP dient als wichtiges Referenz- und Erklärungsmodell, um die methodischen Grundlagen für die wesentlich komplexeren mehrstufigen Ansätze des GLSPMS zu legen.
Warum wird zwischen GLSPCS und GLSPLS unterschieden?
Die Unterscheidung basiert auf dem Umgang mit dem Rüstzustand der Maschinen in produktionsfreien Zeiten: Beim GLSPCS bleibt dieser erhalten, während er beim GLSPLS verloren geht, was jeweils unterschiedliche Kosten- und Zeitfolgen für die Planung hat.
- Quote paper
- Stefan Knapke (Author), 2005, Mehrstufige Losgroessen- und Reihenfolgeplanung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/41608
