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Konzepte und Methoden des Supply Chain Management
Kapitel 4Supply Chain Planning
Modul ProduktionslogistikW 2332-02SS 2017
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 2
Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung
� Definitionen� Planungsmethodik und Planungsprinzipien� Aufgabenmodell für das Supply Chain Planning
� Demand Planning� Network Planning� Supply Planning� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 3
Definitionen
� Definition „Planung“:Systematisches, zukunftsbezogenes Durchdenken und Festlegen von Zielen sowie der Wege und Mittel zur Erreichung dieser Ziele. Planung unterstützt die Entscheidungsfindung durch die Identifikation von Alternativen zukünftiger Aktivitäten sowie der Selektion guter oder sogar der besten dieser Alternativen.
� Vorgehensweise bei der Planung (Planungsphasen):� Identifizierung und Analyse eines Entscheidungsproblems� Festlegung der Zielsetzung� Prognose zukünftiger Entwicklungen� Identifizierung und Evaluierung von Lösungsalternativen� Auswahl einer geeigneten bzw. der am besten geeigneten Lösung
� Definition „Supply Chain Planning“:� Supply Chain Planning umfasst alle strategischen, taktischen und operativen
Planungsaufgaben zur Optimierung der Prozessausführung eines oder mehrerer Unternehmen in einer Supply Chain.
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 4
Eigenschaften einer Supply Chain Planungsmethodik (I)
Integrative Planung� Einbeziehung der Partner entlang der logistischen Kette� mindestens Integration der 1-tier Lieferanten und der Kunden� Erweiterung auf mehrstufiges Netzwerk als Herausforderung
Optimierung� Definition von Zielgrößen und Einschränkungen für die Planungsprobleme� Generierung von Lösungsalternativen� Einsatz von Optimierungsmethoden
Produzent Handel KundeZulieferer
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 5
Eigenschaften einer Supply Chain Planungsmethodik (II)
Hierarchische Struktur� Es ist nicht möglich alle Planungsaufgaben simultan auszuführen.
Deswegen muss entschieden werden, welche Aufgaben zuerst bearbeitet werden. Das Planungsergebnis der Aufgaben, die zuerst bearbeitet werden, dient dann als Entscheidungsrahmen für die nachfolgenden Planungsaufgaben
� Die hierarchische Struktur legt die Abfolge der Abarbeitung der Planungsaufgaben fest.
� Der Nachteil eines solchen sequentiellen Vorgehens nach einer hierarchischen Struktur ist, dass Interdependenzen zwischen den Planungsaufgaben nur schwer berücksichtigt werden können.
Supply Chain Design
Master Planning auf Netzwerkebene
Beschaffungs-, Produktions-, und Distributionsplanung auf Werkebene
Planungsergebnisse als Entscheidungsrahmen
Planungsergebnisse als Entscheidungsrahmen
Hierarchische Planungsstruktur im Supply Chain Plan ning:
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 6
Haupt- und Teilaufgaben im Supply Chain Aufgabenmodell
Kollab.Bestands-
planung
Kollab.Kapazitäts-
planung
Kollab.Bedarfs-
planung
PLM
Kollab.Bestands-
planung
Kollab.Kapazitäts-
planung
Kollab.Bedarfs-
planung
Netzwerkintegration
PLM
Netzwerk- &System-Design
Verfügbar- und Machbarkeitsprüfung (ATP/CTP)
Absatzplanung
Netzwerkplanung
Supply Chain Event Management
Auf tragsmanagement
SRM CRM
Supply Chain Planning
Kollaborative Planung
Supply ChainExecution
ErgänzendeAufgaben
Langfrist
Mittelfrist
Supply Chain Design
Kurzfrist
Lager-
management
Transport-
management
Fertigungs-
management
Beschaf-fungs-
planung
Produktions-planung
Distri-butions-planung
Kurzf r.Beschaf fungs-
planung
Kurzf r.Produktions-
planung
Kurzf r.Distributions-
planung E-ShopE-Shop
E-Fulf illmentE-Fulf illment
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 7
Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning (Bedarfsplanung)
� Definition und Aufgabe des Demand Planning� Prognosearten� Messung der Prognosegüte� Der Peitschen-Effekt: Definition, Ursachen, Gegenmaßnahmen
� Network Planning� Supply Planning� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 8
Definition des Demand Planning
� Die Vorhersage eines zukünftigen Bedarfs (Demand Planning ) wird auch als Prognose oder Forecast bezeichnet.
� Prognose (nach Gabler Wirtschaftslexikon):„Aussage über zukünftige Ereignisse, insbes. zukünftige Werte ökonomischer Variablen ..., beruhend auf Beobachtungen aus der Vergangenheit und auf theoretisch fundierten objektiven Verfahren. ... Grundlage jeder Prognose ist eine allgemeine Stabilitätshypothese, die besagt, dass gewisse Grundstrukturen in der Vergangenheit und Zukunft unverändert wirken.“
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 9
Modelle im Supply Chain Planning
� Planungsmodelle:� Prognosemodelle:
- Prognosemodelle bestimmen die Konsequenzen, falls bestimmte, in den Modellen vorgegebene Annahmen zutreffen.
- Bieten eine Vorhersage der zukünftigen Entwicklung und erklären die Beziehungen zwischen Input und Output eines komplexen Systems.
- Bieten keine Möglichkeit zur (automatischen) Bestimmung der am Besten geeigneten Lösung nach einem zuvor bestimmten Kriterium.
� Entscheidungsmodelle- Entscheidungsmodelle erleichtern die Bestimmung optimaler
Handlungsweisen durch Übertragung der in einem Erklärungsmodell gewonnenen Erkenntnisse auf einen Anwendungsbereich.
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 10
Aufgabe des Demand Planning
� Aufgabe:� Prognose des Kundenbedarfs basierend auf Verkaufsplan,
Finanzbudget und zukünftigem Produkt-Portfolio- Normalerweise ohne Abgleich mit den vorhandenen Prod.-kapazitäten
� Aufgaben bei der Gestaltung und Durchführung der Prognose:� Festlegung der Größen, die vorhergesagt werden� Definition der Quellen für Vergangenheitswerte� Bestimmung von Prognoseverfahren� regelmäßige Überprüfung der Stabilitätshypothese (Validierung)
� Planungsebene und -horizont:� strategisch, taktisch und operational (branchenabhängig)
� verantwortliche Organisationseinheiten:� Vertrieb� Logistik
� Herausforderung:� Beschaffen der notwendigen Informationen� Umgang mit Unsicherheit in der Supply Chain:
� Prozessunsicherheit (z.B. unzuverlässige Produktionsprozesse, variierende Durchlaufzeiten (DLZ))
� Nachfrageunsicherheit (Unterschiede zwischen geplantem und tatsächlichem Absatz)
� Einbindung von unterschiedlichen Funktionsbereichen bzw. Supply Chain Partnern in die Prognose-Erstellung
Supply Planning(short term)
Distribution Planning (short t.)
ProductionScheduling/Sequ.
.
SupplyPlanning
DistributionPlanning
SRM ProductionPlanning
collab
Network Information Management
CRM
Strat.NetworkDesign
Order Promising (ATP/CTP)
Demand Planning
Network Planning
Supply Chain Execution
Event Management
Order Management
Track + Trace Alert-ManagementMonitoring
Produktion
Supply Planning(short term)
Distribution Planning (short t.)
ProductionScheduling/Sequ.
.
SupplyPlanning
DistributionPlanning
SRM ProductionPlanning
collab
Network Information Management
CRM
Strat.NetworkDesign
Order Promising (ATP/CTP)
Demand Planning
Network Planning
Supply Chain Execution
Event Management
Order Management
Track + Trace Alert-ManagementMonitoring
Produktion
Genauigkeit der Nachfragevorhersage beeinflusst Qualität von nachfolgenden Entscheidungen
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 11
1st-tier supplier
Werk 1
Händler
Schnittstellen zu anderen Planungsaufgaben
� Strategic Network Design benötigt eine Prognose für strategische Produktkategorien, Geschäftsfelder und Märkte auf Monats-, Quartals- oder Jahresbasis
� Network Planning benötigt eine Prognose für jede Produktgruppe, jedes Absatzgebiet auf Wochen-oder Monatsbasis
� Supply, Production und Distribution Planning arbeitet mit produktweiser, täglicher oder wöchentlicher Prognose
ProduktionBeschaffung Distribution
Werk 1
Werk 1
Werk 2
Werk 3
Werk 4
Je nach Planungsaufgabe müssen unterschiedliche Prognosegegenstände und unterschiedliche zeitliche und mengenmäßige Aggregationsstufen angewandt werden.
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 12
Dimensionen der Prognose
� Produktdimension:Produkt � Produktgruppe � Produktfamilie � Produktlinie
� geografische Dimension:Kunden � Absatzregion � Region Distributionseinheit
� zeitliche Dimension des PlanungshorizontesTag � Woche � Monat � Jahr
[Quelle: Stadtler, Kilger 2004]
Die Prognose gliedert sich in mindestens drei Dimensionen mit jeweils unterschiedlichem Aggregationsgrad:
Produktdimension geografische Dimension
W32 W33 W34 W35 W36 W37 W38 W38 W40 W41August September
zeitliche Dimension
Geo
graf
ie
Produkt
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 13
Planungsfrequenz
Rollierende Planung (continuous planning)Revision des ursprünglichen Planes in regelmäßige Zeitabständen
Jan FebMärz Dez JanFeb ... ...
Plan 1/2017
Plan 2/2017
Plan 3/2017
gesamter Planungs-horizont von einem Jahr unterteilt in monatlichen Perioden
Ereignisgesteuerte Planung (event-driven planning)Die Revision des Planes wird durch ein wichtiges (zuvor definiertes) Ereignis ausgelöst (z.B. unerwarteter Absatzanstieg, wesentliche Veränderungen des Auftragseingangs, Maschinenausfall)
Jan FebMärz Dez JanFeb ... ...
Plan 1/2017
Plan 2/2017
Plan 3/2017plötzlicher Absatzanstieg
Insolvenz Lieferant
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 14
Anwendungsfälle für Prognosen
� Nachfrageprognose für Endprodukte
� Bedarfsermittlung für geringwertige Produkte- z.B. Hilfsstoffe, Betriebsstoffe, C-Produkte- programmorientiertes Verfahren zu aufwändig
� untergeordnete Erzeugnisse, die in sehr viele unterschiedliche übergeordnete Baugruppen und Endprodukte eingehen- Der Bedarf nimmt in diesem Fall oft einen gleichmäßigen Verlauf an, der mit
geeigneten Verfahren bei geringen Aufwand vergleichsweise genau prognostiziert werden kann
� programmorientierte, deterministische Verfahren nicht anwendbar- z.B. weil die zum Einsatz dieser Verfahren notwendigen Informationen nicht
verfügbar sind (z.B. Ersatzteilbedarf)
[Quelle: Tempelmeier 2005]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 15
Beispiel Demand Planning – Computerindustrie
Absatzprognose:� Dimension: Endproduktgruppen, Regionen, monatlich� Die Vertriebsmitarbeiter schätzen die Absatzmenge für ihre Vertriebsregion auf Endproduktbasis.
Diese Prognose wird zu Endproduktgruppen (z.B. High-End Business PC) aggregiert, weil die genauen Spezifikationen des angebotenen Produkts erst später festgelegt werden.
Prognose der Unternehmensleitung:� Dimension: Endprodukt, alle Regionen, monatlich� Die Prognose der Unternehmensleitung addiert die einzelnen Prognosen der Regionen auf
(Aggregation) und verfeinert sie auf einzelne Endprodukte. Dies ist möglich, weil die Prognose der Unternehmensleitung ein kollaborativer Prozess zwischen Vertretern verschiedener Funktionsbereiche (Vertrieb, Marketing, Materialwirtschaft etc.) ist.
Komponentenprognose:� Dimensionen: alle Regionen, Komponentenebene, wöchentlich� Bedarfsermittlung kann nicht über Stücklistenauflösung durchgeführt werden
- Stücklisten verändern sich in dieser Branche sehr schnell- Produktlebenszyklus bestimmter Computerkomponenten (z.B. Festplatte) ist kürzer als der Produktlebenszyklus des
Computer- Computer sind konfigurierbare Produkte � Optionen müssen eingeplant werden
� Planer prognostiziert den prozentualen Anteil zu dem eine spezifische Komponente in ein Endprodukt eingebaut wird
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 16
Beispiel Demand Planning –Lebensmittelindustrie
Absatzprognose:� Dimensionen: Fertigprodukte, Regionen, wöchentlich� Zusätzliche Nachfrage durch Werbeaktivitäten in Vertriebsregionen wird berücksichtigt
Kollaborative Prognose:� Dimensionen: Fertigprodukte, alle Regionen, wöchentlich� Einbeziehung zusätzlicher Informationen über Marketingaktivitäten (z.B. Fernsehwerbung), die
Markteinführung eines neuen Produktes oder das Verhalten von Wettbewerbern� Beteiligung von verantwortlichen der Funktionsbereiche Vertrieb, Produktion, Marketing und
Beschaffung
Bedarfsprognose (Beschaffung):� Dimensionen: alle Regionen, Komponenten, wöchentlich� Berechnung durch Stücklistenauflösung (hier: Rezepturen) ausgehend von der kollaborativen
Prognose
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 17
Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning
� Definition und Aufgabe des Demand Planning� Prognosearten
(Qualitative Prognose, Kausalprognose, Zeitreihenprognose)� Messung der Prognosegüte� Der Peitschen-Effekt: Definition, Ursachen, Gegenmaßnahmen
� Network Planning� Supply Planning� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 18
Prognosearten (I)
� Die Meinungen mehrerer Personen werden zu einer Prognose zusammengefasst.
� Methodische Vorgehensweisen zur Erstellung einer qualitativen Prognose sind beispielsweise Vertriebsschätzungen, Kundenbefragungen, Einholen von Expertenmeinungen oder die Delphi-Methode.
� Gründe für die Anwendung:� Es liegen keine historischen Nachfragedaten zur Anwendung von quantitativen
Methoden vor (z.B. Einführung eines neuen Produkts).� Es sind Strukturbrüche in der zukünftigen Nachfrageentwicklung zu erwarten (z.B.
Beeinflussung der Nachfrage durch Entwicklung neuer Technologien, Veränderung von politischen Rahmenbedingungen).
Verfahren Teilnehmer Aufwand Zeithorizont Anwendung
Vertriebsschätzung Vertriebsmitarbeiter Niedrig bis mittel Kurz- bis mittelfristig Nachfrageprognose
Kundenbefragung Kunden Mittel bis hoch Kurz- bis mittelfristig Nachfrageprognose
ExpertenbefragungExperten verschiedener Funktionen
Mittel Mittel- bis langfristigNachfrageprognosen neuer Produkte
Delphi MethodeExperten verschiedener Institutionen
Hoch LangfristigPotential- und Technologieprognosen
Qualitative Prognose:
[Quelle: Thonemann 2005]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 19
Prognosearten (II)
� Zählt ebenfalls zu den quantitativen bzw. statistischen Verfahren. � Die Zeitreihenprognose wird auf Basis von historischen Nachfragedaten
vorgenommen.� Unter dem Begriff Zeitreihe ist hier die Aufschreibung von historischen
Nachfragewerten über die Zeit zu verstehen, die mittels statistischer Methoden in die Zukunft extrapoliert werden.
� Die Zeit wird als einzige unabhängige Variable angesehen, die die Nachfrage in der Zukunft bestimmt. Aus diesem Grund spricht man auch von einem univarianten Verfahren.
ˆ ( )y f x=
� Ziel der kausalen Prognose ist es, eine Funktion zu ermitteln, die die Abhängigkeit der Nachfrage von einer bekannten Größe abbildet.
� Die Nachfrage wird dann auf Basis einer bekannten Größe geschätzt.� Zählt zu den quantitativen bzw. statistischen Verfahren.� Umsetzung mittels Verfahren der Regressionsanalyse� Beispiel: Verkauf von Mineralwasser in Abhängigkeit von der Temperatur� Im Fall der Kausalprognose kann auch das Zusammenwirken von
mehreren, unabhängigen Variablen untersucht werden. Man bezeichnet diese Methode daher auch als multivariante Methode.
Kausalprognose:
Zeitreihenprognose:
[Quelle: Thonemann 2005]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 20
Vorgehensschritte einer 3-stufigen zeitreihenbasierten Prognose
1. Schritt: Statistische PrognosePrognose durch Einsatz statistischer MethodenErmittelt charakteristische Merkmal der Prognosegröße auf Basis von Vergangenheitsdaten (Zeitreihen).
2. Schritt: Einbindung des manuellen/subjektiven Fo recastsKorrektur der statistischen Prognose durch Berücksichtigung zusätzlicher Informationen (z.B. Informationen über Werbeaktionen, Marketing-Kampagnen, Erschließung neuer Märkte), die in den historischen Daten nicht enthalten sein können.
3. Schritt: Kollaborative AbstimmungErlangen einer von allen Funktionsbereichen bzw. Partnern der Supply Chain akzeptierten Prognose durch Abstimmungsprozess.Ergebnis dieses Planungsschrittes ist eine abgestimmte, einheitliche Prognose, die für alle Planungsschritte in der gesamten Supply Chain verwendet werden kann.
[in Anlehnung an: Stadtler, 2005]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 21
Zeitreihenmodelle (Nachfragemodelle)
Konstant Modell: xt = xt´ + xt´´=b0 + xt´´
mit xt´= b0b0 : fixer Nachfragelevel
Trend Modell: xt = xt´ + xt´´=b0 + b1·t + xt´´
mit xt´=b0 + b1·t Linearer Trend mit konstantem Faktor b1
Saison Modell: ohne Trend:xt = xt´ + xt´´=b0·ct+ xt´´mit Trend:xt = xt´ + xt´´=(b0 + b1·t) · ct+ xt´´ct = Saison-Faktor (berücksichtigt beispielsweise Abweichung der beobachteten Nachfrage vom Mittelwert der Nachfrage)
Die Periodennachfrage schwankt um einen konstanten Wert� Konstant-Modell
Kontinuierlicher Anstieg (oder Abfall) der Nachfrage:�Trend-Modell
Möglich wäre auch ein quadratischer Verlauf des Trends mit xt´=b0 + b1 · t+ b1 · t2
Annahme: ein bestimmtes Muster wiederholt sich alle T Perioden � Saison-Modell
Beinhaltet auch die Fälle von ab- oder zunehmendem Saisoneffekt (Amplitude der Abweichung)
Bedarf
Zeit
Bedarf
Zeit
Bedarf
Zeit
Bedarf
Zeit
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 22
Prognoseverfahren & ihre Definition
Prognoseverfahren sind mathematische Berechnungsvorschriften, mit denen aus historischen Daten zukünftige Werte errechnet werden.
mGleitender Mittelwert
Methode Formel für Berechnung Eigenschaften
Einfacher Mittelwert
Gewichtetergleitender Mittelwert
ExponentielleGlättung
1. Ordnung
• wachsender Einfluß nicht mehr aktueller Daten
• große Datenmenge bzw. hoher Speicherbedarf
• bessere Reaktion auf Bedarfs-schwankungen (wenn n klein)
• kleinere Datenmenge bzw. geringerer Speicherbedarf
• höhere Gewichtung des Einflusses aktueller Daten
• aufwendigere Berechnung• laufende Kontrolle der
Gewichtung erforderlich
• einfache Berechnung • niedriger Speicherbedarf• Reaktion über α einstellbarα klein = träge Reaktionα groß = nervöse Reaktion
Vn+1 = Vorhersage für Periode n+1Ti = Nachfragewert der Periode in = Periodennummer
i=1+n-mVn+1 = ∑ Ti
m = BetrachtungszeitraumVn+1, Ti, n = wie oben
Gj = Gewichtungsfaktor
Vn = Vorhersagewert für lfd. Periode nTn = Nachfragewert für lfd. Periode nα = Glättungsfaktor 0 ≤ α ≤ 1
Vn+1 = Vn + α (Tn - Vn)
Vn+1 = Gj∑
j=1
m ∑i=1+n-m,j=1
i=n, j=m
Gj · Tj1
·
1 n
n i=1Vn+1 = ∑ Ti
1 n
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 23
Prognoseverfahren - Wirkung von Parametereinstellungen -
Beispiel: Gleitender Mittelwert
beobachtete Nachfrage
Gleitender Mittelwert n=3
Gleitender Mittelwert n=5
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Periode
Nac
hfra
ge
Beispiel: Exponentielle Glättung
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Periode
Nac
hfra
ge
Die Beispiele zum gleitenden Mittelwert und zur exponentiellen Glättung basieren jeweils auf den gleichen Vergangenheitsdaten!
beobachtete Nachfrage
Exp. Glättung mit α = 0,2
Exp. Glättung mit α = 0,6
Exponentielle Glättung 2.Ordnung (mit Trend)
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 24
Eignung Prognoseverfahren
Eignung der Prognoseverfahren nach Art des Nachfrag everlaufs
Nachfrage-verlauf
Kostant-modell
Prognose-verfahren konstant linearer Trend
progressiverTrend saisonal
saisonalmit Trend sporadisch Strukturbruch
Einfacher Mittelwert �
Gleitender Mittelwert� � � �
Gewichteter gleitender Mittelwert �
Einfache Regression � �
Multiple Regression � � � �
Exp. Glättung1. Ordnung �
Exp. Glättung2. Ordnung � �
Exp. Glättung3. Ordnung � � � � �
� geeignet
� bed. geeignet
�
Trendmodell Saisonmodell
geeignet, aber nicht sinnvoll
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 25
Prognose – Grundsätze für ihre Erstellung
� Prognosen sind immer falsch!� Der Fehler von Prognosen, die auf aggregierten Daten aufbauen, ist kleiner, da die
Variabilität durch die Aggregation abnimmt (� Risk Pooling!)� Je weiter der zu prognostizierende Wert in der Zukunft liegt, umso ungenauer wird die
Prognose.� Prognosen sollten in regelmäßigen Abständen (rollierend) aktualisiert werden.� Prognosen sollten nur für unabhängige Bedarfe erstellt werden, abhängige Bedarfe
können über die Stückliste ermittelt werden.
[Quelle: Tempelmeier 2005]
Start
20%40%
+10%-10%
16 Wochen26 Wochen
Prognosetrichter
Zeit-Effekt
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 26
Einbindung manuelle/ subjektive Prognose- Motivation & Voraussetzung -
Motivation:� Der menschliche Planer kann auch Informationen über die Zukunft berücksichtigen
� Beispiele für Einflussfaktoren auf manuelle Prognose:- Gesamtwirtschaftliche Entwicklung- Gesetzgebung (z.B. Mehrwertsteuererhöhung 2007 verursachte Nachfrageanstieg im
letzten Quartal 2006)- Verhalten der Konkurrenz (z.B. Wettbewerber bringt innovatives Produkt auf den Markt)- Informationen über die eigenen Werbeaktivitäten
� Im Gegensatz dazu basiert die statistische Prognose ausschließlich auf Vergangenheitsdaten
Voraussetzung:Die Integration der statistischen und der manuellen Prognose ist nur sinnvoll, wenn Informationen, die bereits in der statistischen Prognose enthalten sind, im manuellen Prognoseprozess nicht betrachtet werden.
� Vermeidung der doppelten Bewertung von Information� Vermeidung von (systematischer) Nachfrageüberschätzung� � daher ist eine detaillierte Prozessbeschreibung für die Einbindung des manuellen
Forecasts notwendig
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 27
Kollaborative Abstimmung
� Um eine möglicht hohe Prognosesicherheit zu erlangen, ist es notwendig möglichst alle verfügbaren Informationen zu nutzen:� Absatzvorhersage (Vertrieb)� Marketingaktivitäten (Vertrieb, Marketingabteilung)� Produktmanagement (Unternehmensführung, Produktmanager)� Geschäftsentwicklung (Unternehmensführung, Marktforschung)� Managementperspektive (Unternehmensführung)� Produktions- und Logistikperspektive (Produktionsleitung, Logistikplaner)
� Derartige Informationen werden oft dezentral verwaltet� Subjektive Informationen von verschiedenen Personen können widersprüchlich sein� Um die Einbindung aller verfügbaren Informationen in die Prognosebildung zu
gewährleisten und Konflikte durch widersprüchliche Einschätzungen unterschiedlicher Planungsbereiche aufzulösen, ist die Festlegung eines kollaborativen Prozesses zwischen den betroffenen Planern notwendig.
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 28
Beispiele für Prognoseprozesse
Bestim-mung des Prognose-
ziels
Festle-gung des
Zeit-horizonts
Auswahl des
Prognose-verfahrens
Erhebung der
Daten
Erstellung der
Prognose
Über-wachung
der Prognose
Bestimmung der Flottenkapazität
Jährliche Nachfrage nach Personen-kilometern über 20 Jahre
Qualitative Prognose
Historische Nachfrage und Expertenmeinung
Experten-schätzung
Jährliche Überprüfung und Plausibilisierung
Ermittlung des Mitarbeiter-bedarfs im Bereich Service
Monatlicher Reparaturbedarf in Mitarbeiter über 1 Jahr
Kausalprognose Anzahl installierter Systeme und Ausfallraten der Systeme
Lineare Regression
Monatliche Überprüfung
Ermittlung Bestellmengen
Tägliche Nachfrage in Stück über 30 Tage
Zeitreihen-prognose
Point-of-Sale Daten
Einfache Exponentielle Glättung
Tägliche Überwachung
Fluggesellschaft
Telekommunikationsunternehmen
Lebensmittelhändler
[Quelle: Thonemann 2005]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 29
Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning
� Definition und Aufgabe des Demand Planning� Prognosearten� Messung der Prognosegüte� Der Peitschen-Effekt: Definition, Ursachen, Gegenmaßnahmen
� Network Planning� Supply Planning� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 30
Lieferbereitschaft und Fehlerwahrscheinlichkeit
Zeit
x⋅MAD
Häufigkeit(Anzahl der Nachfragefälle)
50,00%
-3,75
84,13%
97,72%
99,87%
Nachfragedaten (Nachfragewert pro Fall)
-2,50 -1,25 0 +1,25 +2,50 +3,75Standard-abweichung
-3 σ -2 σ -1 σ +1 σ +2 σ +3 σ
84,13%: 1 σ = 1,25 MAD97,72%: 2 σ = 2,50 MAD99,87%: 3 σ = 3,75 MAD
Bei Normalverteilung gilt: σ = 1,25 MAD
Gesamtvorhersage:Li = Vi + r ⋅ MADi
Fehlervorhersage MAD bei gleitendem Mittelwert:
MADi +1 = ∑ ITi - Vi li=1n
Lieferbereitschaft:
n1
MAD: medium absolute deviationTi: tatsächliche NachfrageVi: Bedarfsvorhersage über n Periodenn: konstante Anzahl an Periodeni: laufende PeriodeLi: Gesamtvorhersager: Faktor für die gewünschte
Lieferbereitschaft
2,15% 13,59% 34,13% 34,13% 13,59% 2,15%
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 31
Messung der Prognosegüte
� Mittlere absolute Abweichung (mean absolute deviatio n)
� Verwendet lineare Gewichtung bei der Berechnung� Einfach zu interpretieren (Vergleichbarkeit zu Nachfragewerten), bietet
für die betriebliche Praxis ein hohes Maß an Verständlichkeit (da absolute Werte in der Einheit des Prognosegegenstandes)
� Eingeschränkte Vergleichbarkeit (z.B. zwischen verschiedenen Produkten ) durch Verwendung absoluter Werte
� Mittlere quadratische Abweichung (mean square error)
� MSE ist die Varianz der Prognosefehlers im Betrachtungszeitraum� Große Abweichungen werden durch die Quadrierung schwerer
gewichtet als kleine� Eingeschränkte Vergleichbarkeit (z.B. zwischen verschiedenen
Produkten )durch Verwendung absoluter Werte� Verwendung bei der Dimensionierung von Sicherheitsbeständen
� Mittlerer absoluter prozentualer Fehler (mean absolut e percentage error)
� MAPE gibt die mittlere prozentuale Abweichung der Prognose vom tatsächlichen Wert wieder
� Standardisierung der Werte (Prozentwerte)� Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Produkten gegeben
KennwerteDie hier vorgestellten Kennwerte zur Messung der Prognosegüte sind ein Maß für die Streuung der Prognosefehler. Die Streuung erlaubt eine Aussage über die Zuverlässigkeit mit der sich die prognostizierten Bedarfe in der Zukunft auch tatsächlich realisieren:
n
ii 1
1MAD
n == ∑ e
n2
i 1
1MSE
n == ∑ ie
ni
i 1 i
1MAPE 100
n =
= ⋅ ∑
e
y
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 32
Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning
� Definition und Aufgabe des Demand Planning� Prognosearten� Messung der Prognosegüte� Der Peitschen-Effekt: Definition, Ursachen, Gegenmaßnahmen
� Network Planning� Supply Planning� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 33
Der Peitscheneffekt (Bullwhip Effekt)
� Eine kleine Veränderung in der Konsumentennachfrage resultiert in sehr großen Bedarfsschwankungen entlang der gesamten Lieferkette.
� Die Bandbreite von Schwankungen in den Bestellmengen nimmt kontinuierlich zum „Rohstofflieferanten“ zu.
� Bestellrückstände provozieren zu große Bestellmengen, welche zusätzlich noch mehr zu unzuverlässigen Lieferungen und Nachfrageverzerrungen beitragen.
� Diese Unsicherheit wird durch hohe Sicherheitsbestände in der Supply Chain kompensiert.
KonsumentHändlerHerstellerLieferant
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 34
Empirische Untersuchung des Peitscheneffekts bei Procter&Gamble
� Nachfrage an Pampers ist konstant� Schwankungen werden größer, je weiter man sich vom Verbraucher entfernt
(upstream)� Nachfrage korreliert ab 1. Stufe nicht mehr mit Verbrauch;
Planbarkeit ist nicht gegeben
HandelDistributorP&G
ICON GmbH, Germany
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
400
300
200
100
0
ICON GmbH, Germany
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
700
600
500
400
300
200
100
0
ICON GmbH, Germany
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
1,600
1,400
1,200
1,000
800
600
400
200
0
?
[Quelle: Alicke, 2001]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 35
Gründe für den Peitscheneffekt im Überblick
� lokale Planung, Prognose + Lagerhaltung� verzögerte Informationsweitergabe� Batching: Losbildung (Produktion/Transport), Preise
(Mengendegression, Promotionaktivitäten)� Mengenkontingentierung (Engpasspoker)
[nach: Alicke 2004]
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Gründe für den Peitscheneffekt:Lokale Bedarfsprognosen
� Jede Stufe erstellt eine eigene Bedarfsprognose basierend auf den vergangenen Bedarfszahlen der folgenden Stufe, zumeist mit inadäquaten Prognosemethoden.
� Effekt der lokalen Bedarfsprognosen:- Der Bedarf der Endkunden sinkt auf 90 %.- Der Handel erfüllt den Bedarf, der Sicherheitsbestand ist aber noch vorhanden,
daher werden zur Kompensation beim Distributor nur 80 % bestellt und der Sicherheitsbestand gesenkt.
- Der Distributor nimmt eine Bedarfssenkung auf 80 % an, erfüllt den Bedarf aus dem Bestand und gibt eine kompensierte Bestellung bei Produzenten von 60 % ab.
- Der Produzent nimmt eine Bedarfssenkung auf 60 % an, erfüllt den Bedarf aus dem Bestand und produziert nur noch 30 %.
� Die Reduktion der Bestellungen/Aufträge steigt in der Supply Chain an.
Zielbestand
Produzent Distributor Handel[nach Alicke 2004]
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Gründe für den Peitscheneffekt:Zeitverzögerung der Informationsweitergabe
ProduzentZuliefererSystem-lieferant
Handel Kunde
Upstream Downstream
InformationsflussMaterialfluss
Woche 20(Systeml.)
Woche 19(Produzent)
Woche 18(Handel)
Woche 17(Kunde)
Woche 20(Produzent)
Woche 19(Handel)
Woche 18(Kunde)
Woche 20(Handel)
Woche 19(Kunde)
Woche 20(Kunde)
[nach: Alicke 2004]
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Gründe für den Peitscheneffekt: Anwendung EOQ -Modell
� Anwendung des EOQ-Modells (Economic Order Quantity) bei allen Unternehmen in der Supply Chain führt in Richtung Upstream zur- Steigerung der Bestellmenge, damit des Bestellintervalls- Erhöhung des Sicherheitsbestandes
2 K dQ
h⋅ ⋅= 2 K dQ h
⋅ ⋅=
A.k.a. Andlersche Losgrößenformel
Q BestellmengeK mengenunabhängige Fixkostenh variable Lagerhaltungskosten, konstant pro Stück und Perioded Nachfrage in Stück pro Periode
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Gründe für den Peitscheneffekt:Preisschwankungen
� Promotionsmaßnahmen sind ein übliches Marketing-Instrument.� Sonderpreise und Rabatte führen dazu, dass Kunden mehr kaufen als sie benötigen.� In der Folge wird nach der Promotion das Produkt weniger nachgefragt, aber in der
Supply Chain noch überschüssig produziert.
[Nach: Alicke 2001]
Bestand
Produktpromotion
ZeitDauer der Promotion
Bestellungen/Absatz
im Falle erhöhter Kapazitäten
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Gründe für den Peitscheneffekt:Mengendegression
� Kauf von Sonderangeboten� Wie ist der Effekt auf den Bedarf?� Welche Auswirkungen haben Sonderangebote auf das Netzwerk?� Was geschieht, wenn die Supply Chain nicht lieferfähig ist?
� Mengendegression: Preis (0
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Gründe für den Peitscheneffekt: Kontingentierung – Engpasspoker
� Die Nachfrage übersteigt das Angebot (z.B. aufgrund einer Promotion, die sehr gut angenommen wird � Nachbestellung nötig):
- dges = 1400, x = 700, Aufteilung?
� Kontingentierung:- Priorisierung: Wichtige Kunden zuerst
x1 = 500, x2 = 200, x3 = 0- Statisch: Jeder Kunde erhält gleichen
Anteilx1 = x2 = x3 = 700/3
- Dynamisch: Entsprechend Auftragseingangx1 = x * d1 / dges = 700 * 500 / 1400 = 250x2 = x * d2 / dges = 700 * 300 / 1400 = 150x3 = x * d3 / dges = 700 * 600 / 1400 = 300
Kunde1 Kunde2 Kunde3
Zulieferer
d1 = 500d2 = 300
d3 = 600
Maximale Menge:x = 700
x1 = ?
x2 = ? x3 = ?
[nach: Alicke 2004]
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Gründe für den Peitscheneffekt: Kontingentierung – Engpasspoker (II)
Kunde antizipiertKontigentierung bei
Hersteller
Überhöhung der Bestellung auf
d = 400
d = 200
Hersteller wendetKontingentierung an
x = 180Hoher Bestelleingang,Aufbau von Kapazität
x = 320
Kunde storniert Teilder Bestellung d = 200
Hersteller hat Überbestände
Engpass-poker
[nach: Alicke 2004]
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Gegenmaßnahmen: „Real-time“ Information und prozessorientierte Planung
� Bereitstellung von Daten in „real-time“ (zeitnah): Mehrstufige Zusammenarbeit
� Koordination und Synchronisation von Prozessen
� Moderne Planungsverfahren� Prozessorientierte, ganzheitliche
Organisation
Steigerung der � Reaktionsfähigkeit� Flexibilität� Planbarkeit� geringere Kosten bei höherem Service-Level
HandelProduzent1.tier
ICON GmbH, Germany
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
400
300
200
100
0
ICON GmbH, Germany
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
400
300
200
100
0
ICON GmbH, Germany
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
400
300
200
100
0
InformationsflussMaterialfluss
[nach: Alicke 2004]
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Gegenmaßnahmen: Synchronisation der Belieferung
Produ-zenten
ZuliefererEinzel-handel
KundenGroß-handel
Bes
tand
(La
ger)
Mo Di Mi Do Fr Mo Di Mi Do Fr0
20
40
60
80
100
120
Bes
tand
(La
ger)
Mo Di Mi Do Fr Mo Di Mi Do Fr0
20
40
60
80
100
120nicht synchronisiert synchronisiert
Lieferung Dienstag(Zulieferer)
Bestellung Montag(Kunde)
Lieferung Montag(Zulieferer)
Bestellung Dienstag(Kunde)
[Nach: Alicke 2003]
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Collaborative Planning, Forecasting, and Replenishment
� Initiative zur Leistungsverbesserung und Freisetzung des Potenzials, das auf der Zusammenarbeit zwischen Großhändlern (u.U. Einzelhändlern) und Produzenten beruht
� Kundenorientierung
� Gemeinsame Prognosen
� Austausch relevanter Informationen zwischen Kooperationspartner
� Entwicklung und Standardisierung von Geschäftsprozessen sowie Anleitungen zu unterstützender Technologie, die kooperative Prognose und Planung ermöglichen.
� CPFR ist keine Technologie, sondern ein konzeptionelles Modell
� www.cpfr.org
„CPFR ist eine branchenübergreifende Initiative, die das Verhältnis Vorlieferant-Hersteller-Händler durch gemeinsam gemanagte Planungsprozesse und geteilte Informationen verbessern soll.“ [ECR Europe in Seifert 2002]
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Gegenmaßnahmen: Order Batching / Periodisches Bestellen
� Ziel: Kleinere Aufträge häufiger bestellen � kontinuierlicher Fluss
� Internet/ EDI reduziert Bestellkosten und Bestellaufwand, Anpassen der Bestell-Prozesse notwendig
� Transportkosten: Anpassen auf Produkt (innovativ/ funktional), Verwenden von Mischpaletten, Nutzen von Logistikdienstleistern, Transport-Flotte ändern (Beispiel Frisch- und Kühlware zusammen)Anpassen Kommissionier-, Pack-Prozesse, Touren, etc. nötig
� Koordination der Bestellzyklen mit Kunden/ Zulieferern - Nivellierung der Mengen
� Reduzieren Lieferzeiten/ Erhöhen Frequenz
[nach: Alicke 2004]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 49
Gegenmaßnahmen: Kontingentierung
� Kontingentierung abhängig von historischen Bestellungen
� Anreize für „realistisches“ Bestellen (d.h. keine Änderungen, etc.)
� Information-Sharing:Kunde erhält Einblick in Kapazitäts- und Bestandssituation (schwierig umsetzbar)
� Zusätzlich: Höhere Preise ab 100%iger Auslastung �mehr produzieren ist möglich, für einen höheren Preis
� Definition von Mengenkanälen - obere Schranke für Bestellungen, Dekomposition Problem - Erhöhen Planungssicherheit
� Bereitstellen von planbaren Kapazitäten - Produkte werden nicht bestellt, sondern die Kapazität des Zulieferers wird im Planungssystem des Abnehmers aufgesetzt
[nach: Alicke 2004]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 50
Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning� Network Planning
� Definition und Aufgabe des Network Planning� Planungsoptionen und Strategien des Network Planning� Methoden der Netzwerkplanung
� Supply Planning� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 51
Aufgabe des Network Planning (I)
Network Planning:� lang- und mittelfristige Kapazitätsplanung auf der Ebene des
Netzwerks
� Optimierung von Bedarfsanforderungen und Kapazitätsangebot
� Planung der Bestandshöhen für alle Stufen und Partner der Supply Chain
� Ressourcenplanung von In- und Outbound-Logistik sowie Produktion
Interaktion mit anderen Aufgaben:� Marktbedarf wird durch das Demand Planning bestimmt
� Kapazitäts- und Materialanforderungen werden an die Produktionsplanung weiter gegeben
Planungsebene und -horizont:� strategisch, taktisch
Verantwortliche Organisationseinheiten:� Produktionsmanagement
� Unternehmenslogistik[Quelle: IML]
Supply Planning(short term)
Distribution Planning (short t.)
ProductionScheduling/Sequ.
.
SupplyPlanning
DistributionPlanning
SRM ProductionPlanning
collab
Network Information Management
CRM
Strat.NetworkDesign
Order Promising (ATP/CTP)
Demand Planning
Network Planning
Supply Chain Execution
Event Management
Order Management
Track + Trace Alert-ManagementMonitoring
Produktion
Supply Planning(short term)
Distribution Planning (short t.)
ProductionScheduling/Sequ.
.
SupplyPlanning
DistributionPlanning
SRM ProductionPlanning
collab
Network Information Management
CRM
Strat.NetworkDesign
Order Promising (ATP/CTP)
Demand Planning
Network Planning
Supply Chain Execution
Event Management
Order Management
Track + Trace Alert-ManagementMonitoring
Produktion
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 52
Aufgabe des Network Planning (II)
� Aufgabe der Netzwerkplanung ist die werks- oder standortübergreifende Koordinierung der einzelnen Partner (unter-nehmensintern als auch unternehmensübergreifend) in der Wertschöpfungskette oder dem Wertschöpfungsnetz.
� Es wird eine Zuordnung von Produkten bzw. Produktionsvolumina zu einem Standort durchgeführt, wodurch für die Werke das für sie geltende Produktionsprogramm bestimmt wird. Optimierungskriterien sind Kapazitätsauslastung, Nähe zum Absatzmarkt, Produktionsquoten oder Materialverfügbarkeit.
� Teil der Netzwerkplanung ist ebenfalls die Planung und Einstellung von Reichweiten und Bestandsniveaus über die einzelnen Stufen der logistischen Kette. Wesentlicher Bestandteil der Netzwerkplanung ist auch die Allokation und Dimensionierung der Transport- und Logistikkapazitäten innerhalb des Netzwerks.
� Die Ergebnisse der Netzwerkplanung werden in einem Master Plan festgehalten, der die Aufteilung der gesamten Produktionsmenge auf die jeweiligen Lieferwerke, die geplanten Bestandshöhen je Lagerort sowie die daraus resultierende Transportintensität zwischen den einzelnen SC-Partnern enthält und als Planungsrahmen an die Produktionsplanung, die Beschaffungsplanung und die Distributionsplanung übergeben wird.
erstellt
Master Plan
Produktionsstandorte
Lager
Logistikkapazitäten
Netzwerkplanung
1st-tier supplier
Werk 1Regional-lager
Absatz-regionen
Werk 2 Werk 3
koordiniert
koordiniert
koordiniert
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Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning� Network Planning
� Definition und Aufgabe des Network Planning� Planungsoptionen und Strategien des Network Planning� Methoden der Netzwerkplanung
� Supply Planning� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
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Planungsoptionen und Strategien der Netzwerkplanung
Der Netzwerkplanung stellt sich die Herausforderung eine möglichst kostenoptimale Abstimmung zwischen den folgenden Größen vorzunehmen:
� Kapazität : - technische Kapazität- personelle Kapazität (Arbeitszeit, Überstunden, Schichtsystem)
� Bestand : - Bestandshöhe- Ort, an dem der Bestand gehalten wird
� Liefertreue : - Rückstellungen- Verluste durch entgangenen Absatz
Innerhalb dieses Abstimmungsprozesses ist der Umgang mit Engpässen (d.h. eine temporäre Knappheit einer Ressource) eine wesentliche Schwierigkeit. Das Auftreten von Engpässen verhindert, dass auftretende Bedarfe termingerecht befriedigt werden.Mögliche Maßnahmen bei Engpässen:
� Reduzierung des Kapazitätsbedarfs durch - zeitliche Verlagerung von Aufträgen / Arbeitsgängen - örtliche Verlagerung von Aufträgen / Arbeitsgängen- Mengenänderung bei Aufträgen
� Anpassung des Kapazitätsangebots durch- Erhöhung der technischen Kapazität an einem Standort- Fremdbeschaffung anstelle von Eigenfertigung- Anordnung von Überstunden bzw. Veränderung des Schichtmodells
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 55
Strategien der Netzwerkplanung- Maßnahmen zur Kapazitätsanpassung -
Kap
azitä
tsva
riatio
n
� Prinzip: Synchronisation der Produktionsrate mit der Nachfrage durch Variation der technischen Kapazität oder durch Einstellen / Entlassen von Personal (Variation der personellen Kapazität)
� Vorteile: ermöglicht niedrige Bestände
� Nachteile: Kurzfristige Umsetzung von Veränderungen der Kapazität und des Personalbestandes sind oft nicht oder nur sehr schwer möglich. Personalpolitik hoher Fluktuation hat negativen Einfluss auf die Moral der Belegschaft.
� Eignung: bei hohen Lagerhaltungskosten und geringen Kosten für die Kapazitätsanpassung
Kapazität der Produktionfolgt dem Nachfrageverlauf
0
200400
600
8001000
1200
Nac
hfra
ge
1 Schicht
Zusatz-schicht
Überstunden
0
200
400
600
800
1000
1200
Nac
hfra
ge
Produktion auf Lager
0200400600800
10001200
Nac
hfra
ge Überschuss wird eingelagert
Bes
tand
svar
iatio
nA
rbei
tsze
itvar
iatio
n � Prinzip: Konstanter Personalbestand, jedoch Variation der Anzahl Arbeitsstunden, um Produktion und Nachfrage zu synchronisieren (z.B. Überstunden, Variation der Schichtpläne),
� Vorteile: ermöglicht niedrige Bestände
� Nachteile: führt zu niedriger Auslastung der technischen Kapazität, erfordert flexible Arbeitszeitregelungen
� Eignung: Eignung bei hohen Lagerhaltungskosten und verhältnismäßig geringen Kosten für die Kapazitätsvorhaltung
� Prinzip: Gleichbleibende technische Kapazität und konstanter Personaleinsatz. Nachfragebefriedigung erfolgt durch Lagerbestände, die im Hinblick auf zukünftige Nachfrage (z. B. Saisonalität) aufgebaut werden. Rückstände werden entsprechend von Perioden hoher Nachfrage in Perioden geringer Nachfrage übertragen
� Vorteile: ermöglicht eine gleichmäßige Auslastung
� Nachteile: Gefahr der Anhäufung von Beständen und Rückstellungen
� Eignung: bei geringen Lagerhaltungskosten
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Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning� Network Planning
� Definition und Aufgabe des Network Planning� Planungsoptionen und Strategien des Network Planning� Methoden der Netzwerkplanung
� Supply Planning� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
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Methoden des Network Planning
Lösung der Netzwerkplanungsaufgabe mit verschiedenen Methoden
Abstraktion
ModellRestriktionen
Variablen
Reales Netzwerk
Entscheidungsvariablen:� Produktionsmengen für jedes Produkt, Standort und Periode� Transportmengen für jeden Transportweg zwischen Produktionsstandort und Regional-
/Zentrallager für jedes Produkt und Periode� Bestandsniveau für jedes Produkt, Periode und Lager� Mehrarbeit/Überstunden für jeden Produktionsstandort und Periode
Zielgrößen:� Produktionskosten� Lagerkosten� Transportkosten� Kosten für zusätzliche Überstunden
[Quelle: Kilger 2004]
Netzwerkheuristik fasst Bedarfe pro Netzwerkknoten zu periodenweisen Gesamtbedarfen zusammen und bestimmt auf Basis vordefinierter Bezugsregeln die Bedarfe für die vorgelagerte Netzwerkebene
Capable-to-Match Ansatz (Heuristik)
orientiert sich an der Auftragsfertigung. CTM betrachtet Auftragsprioritäten und Ressourcenverfügbarkeiten bei der Suche nach einem realisierbaren Plan (stufenübergreifend)
Optimierung Anwendung der linearen oder gemischt-ganzzahligen Programmierung.
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 58
Notwendige Daten zur Modellformulierung
Kundenstruktur
� Verkaufsprognose für jede Region, jedes Produkt und Periode
� Kosten für Termin-überschreitungen
� Kosten für nicht gedeckte Nachfrage
DC Region 2
Produktionsstruktur
� Verfügbare technische Kapazität für jeden Produktionsstandort und Periode
� Maximale Überstunden für jeden Produktionsstandort
� Arbeitszeitmodell / Schichtmodell
� Produktionsraten für jedes Produkt an jedem Standport
Kosten für Bestände
DC Region 2
Demand Planninggeplante Absätze
� Transport-kosten
� Transport-mengen
� Transport-kapazitäten
Transport-struktur
� vorhandene Bestände in jeder Einrich-tung des Distributions-netzes für jedes Produkt
� Minimalbestand in jeder Einrichtung des Distributions-netzes für jedes Produkt
� Lagerkapazität
Distributions-struktur
� Transport-kosten
� Transport-mengen
� Transport-kapazitäten
Transport-struktur
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Netzwerkplanungsheuristik
� Plant den durchgängigen Materialfluss durch das ganze Netzwerk
� Plant infinit, d.h. die Machbarkeit der erzeugten Lasten (Kapazitätsbedarfe) ist nicht garantiert
� Eignet sich für die Langfristplanung, bietet Übersicht über zu beschaffende oder zu produzierende Produkte an jedem Standort
� Heuristik fasst für ein Produkt an einem Standort alle Bedarfe, unter Berücksichtigung evtl. vorhandener und frei verfügbarer Bestände, zu einem Gesamtbedarf pro Periode zusammen
� Heuristiklauf ermittelt anschließend die gültigen Bezugsquellen und die Bezugsmengen auf Basis von Quotierungen und Losgrößen
� Die Bedarfe werden dann durch das Liefernetzwerk sukzessive weitergeleitet
2. Bedarf „Produkt XY“ -> Kein Bestand
3. Bedarf „Produkt XY“ -> Kein Bestand
4. Kein Bestand „Produkt XY“-> Eigenfertigung anstoßen:- Prod.-auftrag für „XY“ gemäß
Dispo-Regeln auflegen- Kompon.-bedarfe ermitteln
(Netto-Bedarfe gemäß Regeln)
5. Verteilung der Komponentenbedarfe gemäß Quotierung oder Priorität.
6. Bestellung an Rohstofflieferanten
1. Start Heuristik
30%
70%
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 60
Capable-to-Match (CTM) Netzwerkplanungsheuristik
� Mehrstufige, finite Planung der Bedarfe im Netzwerk� CTM nimmt keine Optimierung nach Kosten vor. Verteilung der Bedarfe im Netzwerk kann über
Prioriäten und Entscheidungsregeln gesteuert werden.� Einzelne Stufen des Netzwerks werden nicht nacheinander (wie bei der Netzwerkheuristik),
sondern gleichzeitig betrachtet.� Termingerechter, durchführbarer Plan wird erstellt� CTM arbeitet auftragsbezogen, jeder Auftrag wird exakt terminiert und seine Beziehungen zu
seinen Bedarfsdeckern festgehalten (Pegging).� Rückverfolgbarkeit der Bedarfe im Netzwerk
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 61
Prinzip des Capable-to-Match
� CTM-Planungslauf gleicht Bedarfe (entsprechend ihrer Priorität) mit verfügbaren Beständen und anderen Bedarfsdeckern (z.B. Planaufträge in der Produktion, Bestellungen) ab
� CTM prüft sukzessive eine machbare Einplanung der Bedarfe über alle Lieferstufen hinweg ab� Die Reihenfolge der Prüfung ist über Priorisierungsregeln steuerbar (z. B. Kunden, Termine,
Produkte)� CTM akzeptiert die erste machbare Lösung
1. Bedarf höchster Priorität. Kein Bestand
2. Transportrelation höchster Priorität.
3. Suche Bestand �kein Bestand verfügbar
4. Suche Bestand �Bestand verfügbar
5. Bestand umlagern
Prio 1
Prio 2
1. Bedarf höchster Priorität.
4. Komponenten in anderem Werk im Bestand verfügbar. Umlagerung rechtzeitig möglich.
3. Fertigung der Komponenten nicht rechtzeitig möglich. 2. Endmontage im Werk
kapazitiv möglich
Prio 1
Prio 2
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 62
Kategorisierung der Bedarfsdecker
� Alle Bedarfsdecker, d.h. Bestände, geplante Zugänge in Form von Lieferungen, Planaufträge in der Produktion werden Kategorien zugeordnet
� In einer Suchstrategie wird festgelegt in welcher Reihenfolge in den Kategorien gesucht werden soll, um die priorisierten Bedarfe zu decken
� Möglichkeiten der Kategorisierung
� Sicherheitsbestände, Bestandsreichweiten oder Bestandslimits können bei der Planung berücksichtigt werden
ATP-Kategorie CTM-Kategorie
Lagerbestand 1
Fertigungsauftrag (bereits eingelastet)
2
Planauftrag (geplant)
3
Kategorisierung über Available-to-Promise Kategorie n
Beispielsweise soll der CTM-Lauf zunächst aus verfügbarem Lagerbestand Bedarfe decken. Danach bereits eingelastete Fertigungsaufträge heranziehen. Zuletzt werden geplante Produktionsmengen verwendet.
Bestandslimits CTM-Kategorie
5000 3
Kategorisierung über Bestandslimits
In der Suchstrategie kann zum Beispiel eine bestimmte Bestandskategorie ausgeschlossen werden, d.h. die festgelegte Menge darf der CTM-Lauf nicht verbrauchen.
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 64
Supply Network Optimierung
� ermöglicht kostenbasierte Planung� Finden des optimalen zulässigen Plans hinsichtlich
der Gesamtkosten� Simultane Optimierung über alle Bedarfe und alle
Netzwerkknoten über den gesamten Planungshorizont, d.h. Material- und Ressourcenverfügbarkeit wird simultan betrachtet
� Optimierung entscheidet für alle betrachteten Produkte nach Kosten welche Mengen wann produziert, transportiert, beschafft, gelagert und ausgeliefert werden.
� Es werden machbare Planaufträge für die Produktion, Umlagerungen zwischen Standorten und Lieferabrufe/Bestellungen an Lieferanten als Ergebnis der Optimierung erzeugt
� Optimierung unter finiten (harten) und weichen Randbedingungen möglich- Transport-, Lager-, Produktions- und Handlingkapazitäten (harte
Randbedingungen) müssen in einer gültigen Lösung berücksichtigt sein- Fälligkeitstermine und Sichereitsbestände (weiche Randbedingungen).
Verletzung dieser Randbedingungen kann Mehrkosten verursachen.
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 65
Berücksichtigung von Kosten I
� Durch die Wahl/Bestimmung der Kosten wird das Ergeb nis der Optimierung gelenkt
Strafkosten für verspätete Lieferungund nicht befriedigte Bedarfe
Produktionskosten für Enderzeugnisse
Lagerkosten
Transportkosten
Produktionskosten Komponenten
Beschaffungskosten für Rohstoffe
Optimierung der realen Kosten
Voraussetzung ist gute Kenntnis/Schätzung der realen Kosten
Realistische Kosten für Beschaffung, Produktion, Transport und Lagerung
Nichtlieferkosten = Deckungsbeitrag + Kosten für Lost Sales
Beispiel – Mögliche Kostenprofile in der Optimierung
Orientierung am Service-Level
Verwendung von Lenkkosten anstelle von realen Kosten
Nichtlieferkosten = hoch
Lagerkosten =>0,
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 66
Berücksichtigung von Kosten II
� höhere Strafen für Nichtlieferung � höhere Produktionskosten
� Unterschiedliche Transportkosten auf eingehenden Relationen priorisieren quasi eine Bezugsquelle gegenüber der anderen
� Geringere Produktionskosten in einem Standort priorisieren diese gegenüber anderen
� Hohe Verspätungskosten im Vergleich zu Lagerkosten � präferiert frühe Produktion anschließende Lagerung gegenüber verspäteter Auslieferung
� Höhere Kosten für Lagerung im Werk als für Lagerung im Distributionszentrum� frühestmöglichste Umlagerung des Bestands ins Distributionszentrum
Strafkosten für nicht oder zu spät befriedigte Bedarfe
Festlegung kann standortabhängig sein
Strafkosten für Nichtlieferung
Strafkosten für Verspätung pro Tag
Maximal zulässige Verspätung
Priorisierung nach Bedarfstyp
Kundenaufträge haben höchste Priorität
Prognosen haben unterste Priorität
Bedarfe resultierend aus Auffüllung von Sicherheitsbeständen, zur Befriedigung von Sekundärbedarfe etc. variabel festlegbar
Modellierung von Kosten und Prioritäten zur Befriedi gung von Bedarfen
Das richtige Verhältnis der Kosten zueinander ist entscheidend für das Planungsergebnis
TK1
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Optimierungsverfahren
� Optimierer vergleicht sozusagen alternative Lösungen mit Hilfe einer Zielfunktion, die über die entsprechenden Kostenpar ameter spezifiziert ist
� Lineare Programmierung� erzeugt eine nicht ganzzahlige Lösung (z.B. Produktion von 103,75 ME) und kann auch nur solche
Randbedingungen verwenden
� Gemischt-ganzzahlige Programmierung (Mixed Integer Pr ogramming)� wenn Diskretisierung gewünscht oder notwendig, muss auf MIP zurück gegriffen werden� Diskretisierung notwendig zur Abbildung folgender Eigenschaften
� Losgrößen in Transport oder Produktion� diskrete Kapazitäten in Transport (z.B. Paletten, Güterwaggon) oder Produktion� Mindestlosgrößen in Transport oder Produktion� Kostenfunktionen für Transport, Beschaffung oder Produktion mit Fixkostenanteilen oder
Fixkostensprüngen
� Methoden der Dekomposition� beschleunigen die Problemlösung durch Zerlegung des gesamten Planungsproblems in Teilprobleme.
Balance zwischen Optimalität und Laufzeitverhalten (und Speicherbedarf). Dekomposition liefert i.d.R. geringere Lösungsqualität.� Zeitdekomposition: zerlegen und lösen in zeitlich aufeinander folgenden Teilproblemen� Produktdekomposition: Optimierung erfolgt sukzessive nach Produktgruppen� Ressourcendekomposition: Zerlegung nach einzelnen Ressourcen, die nacheinander belastet werden
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 68
Vergleich der Verfahren
� Laufzeitverhalten: Heuristik ist das schnellste Verfahren, CTM liegt in der Mitte, die Optmierung ist zeitaufwändig und komplex.
� Heuristik plant auf infiniter Basis ohne Berücksichtigung von Material- und Ressourcenverfügbarkeit. CTM bestimmt die erste zulässige Lösung unter Einhaltung der Randbedingungen, ohne Kostengesichtspunkte zu betrachten. Insbesondere wird innerhalb eines Planungslaufes keine Umplanung von bereits zugewiesenen Aufträgen erwogen � nicht optimale Verteilung der Bedarfe im Netzwerk ist möglich
� In der Optimierung werden alle Randbedingungen simultan betrachtet und die beste Lösung gefunden.� Produktionsressourcen können bei der Optimierung und beim CTM global berücksichtigt werden. Das
Planungsergebnis der Heuristik muss möglicherweise durch einen manuellen (lokalen) Kapazitätsabgleich nachbearbeitet werden.
� Transport- und Handlingressourcen können in der Optmierung und mit dem CTM-Ansatz berücksichtigt (global und finit) werden. Lagerressourcen können nur in der Optimierung berücksichtigt werden.
� Alle Verfahren können ein mehrstufiges Netzwerk durchplanen.
Eigenschaft Optimierung CTM Heuristik
Laufzeit - + OLösungsqualität + O -Randbedingungen + O InfinitBerücksichtigung vonProduktionskapazitätenanderen Kapazitäten
+ (global)+ (global)
+ (lokal) + (lokal)
Nur manuell in zweitem Schritt lokal
Berücksichtigung von Prioritäteninsb. für
Materialien
Insb. für Standorte, Materialien
-
Berücksichtigung von Quotierungen werden optimiert Ja JaImplementierungsaufwand - O + (vgl. Knolmeyer 2000)
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Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning� Network Planning� Supply Planning
� Definition und Aufgabe des Supply Planning� Versorgungskonzepte� Verfahren zur Bestandsanalyse� Bestandsmanagement
� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
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Aufgabe des Supply Planning (I)
Supply Planning:� optimierte Beplanung der Materialversorgung
(termingerecht bei minimalen Beständen)� optimierte Bestimmung der Bestände bei mehrstufigen
Lagerstrukturen mit der Bestimmung der Sicherheitsbestände
� Bewertung von Versorgungsszenarien� Bestimmung der optimierten Anliefermengen
Interaktion mit anderen Aufgaben:� Marktbedarf wird durch das Demand Planning bestimmt� Berücksichtigung der Ergebnisse des Network Planning
Planungsebene und –horizont:� mittel- bis kurzfristig
verantwortliche Organisationseinheiten:� Logistik
Supply Planning(short term)
Distribution Planning
ProductionScheduling/Sequ.Proc
collab.Capacity
collab.Demand
Planning
SupplyPlanning
DistributionPlanning
SRM ProductionPlanning
Network Information Management
Strat.NetworkDesign
Order Promising (ATP/CTP)
Demand Planning
Network Planning
Supply Chain Execution
Event Management
Order Management
Track + TraceMonitoring
Produktion
Kommunikation
Supply Planning(short term)
Distribution Planning
ProductionScheduling/Sequ.Proc
collab.Capacity
collab.Demand
Planning
SupplyPlanning
DistributionPlanning
SRM ProductionPlanning
Network Information Management
Strat.NetworkDesign
Order Promising (ATP/CTP)
Demand Planning
Network Planning
Supply Chain Execution
Event Management
Order Management
Track + TraceMonitoring
Produktion
Kommunikation
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Aufgabe des Supply Planning (II)
Mittelfristige Aufgaben:� Aufgabe der mittelfristige Beschaffungsplanung ist die optimierte Planung der Materialversorgung
der Produktion sowie im Anforderungsfall die Planung einer mehrstufigen Beschaffungskette, basierend auf den Ergebnissen der Bedarfsplanung und der Netzwerkplanung.
� Ziel der Planung ist es, ausreichende Materialien bzw. Teile, Baugruppen, Rohstoffe etc. zur termingerechten Befriedigung der Produktionsbedarfe bereitzustellen und dabei gleichzeitig die Bestände minimal zu halten. Die hier betrachteten Zeiträume liegen im taktischen Bereich, d.h. zwischen Monaten, Wochen bis Tagen.
� Funktionen:
� Generierung von Bestellungen
� Ermittlung von Bestelllosgrößen
� verbrauchs- und plangesteuerte Disposition
� Ggfs. Lieferantenauswahl
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Aufgabe des Supply Planning (III)
Kurzfristige Aufgaben (Beschaffungsfeinplanung):
� Ermittlung des Brutto- und Netto-Sekundärbedarf, d.h. Ermittlung der zu beschaffenden Mengen an Rohstoffen, Teilen, Komponenten, Baugruppen, die für die Herstellung des Endproduktbedarfes (Primärbedarf) benötigt werden. Nach Berücksichtigung der noch verfügbaren Lagerbestände spricht man von Netto-Sekundärbedarf (ohne Berücksichtigung der Lagerbestände: Brutto-Sekundärbedarf).
� Funktionen
� Bedarfsrechnung: Brutto- und Nettobedarfsrechnung durch Stücklistenauflösung und Abgleich mit Beständen
� Losgrößenberechnung
� Bestimmung von Beschaffungsterminen mittels fester Durchlaufzeiten
� ggf. Berücksichtigung von Lagerkapazitäten
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Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning� Network Planning� Supply Planning
� Definition und Aufgabe des Supply Planning� Versorgungskonzepte� Verfahren zur Bestandsanalyse� Bestandsmanagement
� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
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Versorgungskonzepte mit Zielsetzung „Bestandsminimierung“ und „Fertigungssynchronisierung“
Versorgungs-konzept
Einsatzbereiche Grundidee
JIS - Just-in-Sequence -
• hohe Teilevarianz• hoher Umschlag• begrenzte
Materialbereitstellfläche
Bei der Bereitstellung nach dem JIS-Verfahren sorgt der Zulieferer nicht nur dafür, dass die benötigten Module rechtzeitig in der notwendigen Menge angeliefert werden, sondern auch, dass die Reihenfolge (engl. sequence) der benötigten Module stimmt. JIS wird vor allem in der Automobilindustrie eingesetzt.
JIT - Just-in-Time -
• hohes Mengenvolumen• geringe Varianz (< 10 Var.)• geringe Lieferantenentfernung
Die JIT-Belieferung ist ein logistisches Abruf- und Anlieferungsverfahren, bei dem das Material vom Zulieferbetrieb erst bei tatsächlichem Bedarf direkt in die Fertigung des Abnehmers geliefert wird.
VMI - Vendor-managed-inventory (auch: SMI)
• hohes Mengenvolumen• geringe Varianz (< 10 Var.)• geringe Lieferantenentfernung
� Kunde gibt keine Bestellungen auf, sondern überlässt die Entscheidung über Liefermenge und -zeitpunkt seinem Zulieferer.
� Lieferant disponiert selbstständig, wann das Lager seines Kunden mit neuen Produkten aufzufüllen ist.
� Im Gegenzug versorgt der Kunde den Lieferanten mit besseren Informationen, wie PoS-Daten, geplanten Aktionen, eigenen Prognosen, Marktanalysen etc.
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Einstufige Lagerabwicklung
Lieferant
Lieferant
Lager LagerKunde
Produktion
KundeProduktion
Lokale Optimierung Lokale Optimierung
Steuerung/Optimierung Lieferant Optimierung Kunde
Lager
Versandpuffer
Zweistufige Lagerhaltung
� Bestands- und Steuerungsverantwortung liegt beim Lieferanten� Material im Lager gehört dem Lieferanten� Eigentumsübergang erfolgt bei Entnahme aus dem Lager� Entfall der Disposition und Bestellung� Steuerung über vereinbarte Mindestbestände und Bedarfsinformationen� Transportkosten bleiben unverändert
Vendor Managed Inventory (VMI)
konventio-nelle Kunde-Lieferanten-Beziehung
Kunde-Lieferanten-Beziehung
mit VMI
Anstelle des Lagers kann der Lieferant auch direkt in den Waren-eingangspuffer des Kunden liefern.
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Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning� Network Planning� Supply Planning
� Definition und Aufgabe des Supply Planning� Versorgungskonzepte� Verfahren zur Bestandsanalyse� Bestandsmanagement
� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
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Verfahren der Bestandsanalyse
� Häufig werden Verfahren zur Analyse des Bestandsniveaus zur Analyse des Ist-Zustandes in frühen Phasen eines Bestandsoptimierungsprojekten eingesetzt.
� Mit diesen Verfahren können Schwachstellen und Probleme aufgedeckt werden, sie liefern aber keine konkreten Abhilfemaßnahmen.
� Folgende Verfahren werden vorgestellt:- ABC-Analyse- XYZ-Analyse- Bestandsreichweitenanalyse- Lagerumschlagshäufigkeit- Durchlauf-Diagramm- Wiederbeschaffungszeitenanalyse- Bodensatzanalyse
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 78
Bestandsanalyse – ABC -Analyse (I)
� Ziel der ABC-Analyse ist es herauszufinden, welchen Artikeln besondere Aufmerksamkeit bei der Planung und Steuerung der Bestände zukommen soll.
� Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Bestandswert als Ordnungskriterium herangezogen werden. Das heißt die Artikel werden gemäß ihres jeweiligen Bestandswerts in eine Reihenfolge abnehmender Bedeutung gebracht. (Der Artikel mit dem höchsten Bestandswert steht an erster Position, der mit dem geringsten an letzter Position).
� Nach einem festgelegten Schema können die geordneten Artikel nun klassifiziert werden, d.h. den Klassen A, B, C, etc. zugeordnet werden
� Empirische Studien bestätigen, dass auf ca. 20% der Artikel 80% des Gesamtwertes entfallen
Klasse A: hohe Bedeutung - Klasse umfasst ein kleine Anzahl an Elementen, die einen hohen Anteil am Gesamtergebnis erbringen (z.B. 10-20% Artikel � 60-80% Bestandswert)
Klasse B: durchschnittliche Bedeutung - Klasse trägt in etwas proportional zum Ergebnis bei. (15-25% Artikel � 15-25% Bestandswert)
Klasse C – geringe Bedeutung - Verhältnismäßig große Anzahl an Elementen liefert geringen Anteil am Gesamtergebnis (z.B. 50-75% Artikel � 5-10% Bestandswert)
Klasse D – nicht aktive Artikel - Artikel ohne Bestand oder keine Bestandsbewegungen [Quelle: Kuhn 2005]
Artikel
Bes
tand
swer
t
0% 20% 40% 60% 80%0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
A B C (D)
100%
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Bestandsanalyse – ABC -Analyse (II)
Bestimmung bedeutsamer Artikel und
aussagekräftiger Maßstäbe
Sortierung der Artikel nach
abnehmender Bedeutung
Summierung der einzelnen
Artikelwerte (absolut oder prozentual)
graphische Darstellung von A-, B- und C-Artikeln
Kriterien für die ABC-Analyse(Bestandsmanagement):
� Warenausgangsbewegungen
� Artikelumsatz [€]
� Bestandswert [€]
� Bestandsmenge [ME]
� Artikelwert [€]
� Artikelvolumen [Pal./m³]
� Absatzmenge [ME]
� Deckungsbeitrag [€]
Kriterien für die ABC-Analyse(Sonstige Bereiche):
� Kundenumsatz [€]
� Kundenabsatz [ME]
� Kundenlieferungen
� Kunden-Bestellpositionen
� …
[Quelle: Kuhn 2005]
A B C
100%
80%
95%100%
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Bestandsanalyse – XYZ-Analyse (I)
� Das Ziel der XYZ-Analyse ist es herauszufinden, welche Vorhersagegenauigkeit ein Material bzw. Gut in seinem Verbrauch aufzeigt. Die XYZ-Analyse nimmt dazu eine Differenzierung nach dem Verbrauchsverhalten und der Prognosefähigkeit vor.
� Die Information über die Vorhersagegenauigkeit ist ein wichtiger Baustein bei der Auswahl der Bestandsplanungs- und –steuerungsmethode, denn die Analyse des Artikelspektrums hinsichtlich der Menge-Wert-Anteile durch die ABC-Analyse allein reicht im Allgemeinen nicht zur Ableitung der Bestandsplanungs-und -steuerungsmethode aus.
Z-Teile: unregelmäßiger Verbrauch, niedrige Vorhersagegenauigkeit.
X-Teile: konstanter Verbrauch, nur gelegentlich Schwankungen, hohe Vorhersagegenauigkeit
Y-Teile: mäßige Verbrauchs-schwankungen, mittlere Vorhersagegenauigkeit
tVer
brau
ch regelmäßiger Verbrauch
unstetiger Verbrauch
tVer
brau
ch
[Quelle: Kuhn 2005]
tVer
brau
ch
sporadischer Verbrauch
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Bestandsanalyse – XYZ-Analyse (II)
Die Standard XYZ-Analyse misst Verbrauchsschwankungen mittels Berechnung des Variationskoeffizienten .
Standardabweichung [ME]Variationskoeffizient
Mittelwert [ME]=
σν
µ=
[Quelle: Kuhn 2005]
Vorgehensweise:
Aufstellung der Produkte
Ermittlung der Variations-
koeffizienten für jedes individuelle
Produkt
Sortierung der Produkte nach aufsteigenden
Variations-koeffizienten
graphische Darstellung,
unterteilt in X-, Y-und Z-Bereiche
20% 50% 100%
Var
iatio
nsko
effiz
ient
% der Artikel
X
Y
Z
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Bestandsanalyse – Bestandsreichweite + Lagerumschlagshäufigkeit
Kenngrößen [in Tagen, Wochen, Monaten], die Auskunft darüber geben wie lange der vorliegende Materialbestand noch ausreicht um die (erwarteten) Bedarfe zu decken, bzw. wie häufig er umgeschlagen wird.
aktueller LagerbestandReichweite [ZE]
Verbrauch pro Zeiteinheit=
∅
[Quelle: in Anlehnung an Kuhn 2005]
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
bis 7 Tage
8 bis 14 Tage
15 bis 21 Tage
22 bis 28 Tage
29 bis 56 Tage
57 bis 84 Tage
85 bis 140 Tage
mehr als 140 Tage
371
945
1277
225160
29 20 6
Anz
ahl A
rtik
el
Lagerbestands- und Reichweitenzuordnung für jeden Artikel im Lager
Lagerumschlag = Verbrauch pro Zeiteinheitmittlerer Lagerbestand
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 83
Bestandsanalyse - Durchlaufdiagramm -
[Quelle: IFA, Hannover]
: Bestandsfläche FB
Rm: mittlere Reichweite Bm: mittlerer Bestand Lm: mittlere Leistung AB: Abgang im
Bezugszeitraum PBKT: Betriebskalendertag
Arb
eit [
Std
]
Zugangskurve
Abgangskurve
Bezugszeitraum P
Rm
Bm
Lm
B (T)
T1T0
AB
Zeit [BKT]
Lm = AB
PBm =
FB
P
Rm = FB
AB=
BmLm
Kennzahlen
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Bestandsanalyse –Wiederbeschaffungszeitanalyse
� Wiederbeschaffungszeit ist die Zeitspanne von der Bestellung bis zur Wiederauffüllung des Lagers.
� Wiederbeschaffungszeiten sind als Planzeiten für jeden Lieferanten und Artikel im Planungssystem hinterlegt.
� In der Praxis findet sich jedoch häufig eine große Gruppe von Artikeln für die diese Daten nicht gepflegt werden.
[Quelle: Kuhn 2005]
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
5000
bis 7 Tage
8 bis 21 Tage
22 bis 56 Tage
57 bis 84 Tage
85 bis 112 Tage
113 bis 140 Tage
141 bis 365 Tage
mehr als 365 Tage
479
1370
1104
516
189 125 119
4381
Anz
ahl A
rtik
el
keine Daten
4500
4000
3500
610
14
4228
56
70
98
140
WB
Z [T
agen
]
126
112
84
154
168182
196
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
3500Artikel
WBZ Bestellung
WBZ Stammdaten
Die Wiederbeschaffungszeit (WBZ) ist die Zeit von der Bestellung bis zur Auffüllung des Lagerbestandes.
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Bestandsanalyse – Bodensatzanalyse
� Als Bodensatz wird die Bestandsmenge eines Artikels bezeichnet der innerhalb eines definierten Zeitraumes nicht unterschritten wurde
� Betrachtungszeitraum sollte > 1 Jahr sein� Differenz zwischen Bodensatz und Sicherheitsbestand kann als Potenzial für Verbesserungen
angesehen werden� Es lassen sich jedoch aus der Bodensatzanalyse unmittelbar keine konkreten Maßnahmen
ableiten, um das Bestandspotenzial zu realisieren
[Quelle: Kuhn 2005]
Bodensatz
Sicherheitsbestand
Bestand
Zeit
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Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning� Network Planning� Supply Planning
� Definition und Aufgabe des Supply Planning� Versorgungskonzepte� Verfahren zur Bestandsanalyse� Bestandsmanagement
� Production Planning� Distribution Planning� Order Promising
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 87
Bestandsmanagement – Lagerbestandsmodell
Bestand
Zeit
Bes
tand
sniv
eau
(S)
s
Q
Lager-bestandLB = ƒ(t)
Bestell-Punkt
Sicherheitsbestand (SB)
It
s = MeldebestandQ = BestellmengeIt = Wiederbeschaffungszeit
(= Auftragsvorbereitungszeit + Lieferzeit + Prüf- und Einlagerungszeit)
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 88
Bestandsmanagement – Begriffe und Notation
Bestellmenge Q:fixe Menge, die bestellt wird
Meldebestand/Bestellpunkt s:Lagerbestand, bei dem eine neue Bestellung aufgegeben wird. Der entsprechende Zeitpunkt wird Bestellpunkt genannt
Bestandsniveau S:Das Bestellniveau wird verwendet, um den Lagerbestand wieder auf eine gewünschte Bestandmenge aufzufüllen. Dazu wird in die Differenz zwischen aktuellem Lagerbestand und Bestandsniveau S bestellt.
Sicherheitsbestand SB:Schwankungsreserve zur Sicherung der Lieferfähigkeit während der Wiederbeschaffungszeit
Wiederbeschaffungszeit lt:Zeit zwischen Aufgabe einer Bestellung und Anlieferung der Waren.
Bestellzyklus t B:Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Bestellungen
Kontrollzeit t kZeit zwischen zwei Kontrollzeitpunkten zu denen der Lagerbestand kontrolliert wird
Fehlmengen:Warenmengen, welche bei Eingang einer Bestellung nicht unmittelbar aus dem Lagerbestand gedeckt werden können, werden entweder nachgeliefert (Auftragsrückstand, backlog) oder verfallen.
[Quelle: Nickel, Dangelmaier]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 89
Bestandsmanagement - Dispositionsverfahren
� Aufgabe des Bestandsmanagements ist die Festlegung von Bestellmengen und -zeitpunkten, um die mengen- und termingerechte Versorgung mit Materialien und Erzeugnissen sicherzustellen.
� Zu diesem Zweck werden Dispositionsverfahren eingesetzt, die sich grob nach folgendem Schema einteilen lassen:
Beschreibung Zeit Menge Verfahren
Bestellrhythmus-systeme
Alle tB Zeitabschnitte wird unabhängig vom Bestand eine Bestellung ausgelöst
fixvariabel/
fixEOQ-Politik
Bestellpunkt-systeme
Nach jedem Zeitabschnitt wird überprüft, ob ein definierter Bestellpunkt s erreicht wurde. Ist dies der Fall, wird eine Bestellung ausgelöst
variabelvariabel/
fix(s,Q)-Politik
Kontrollrhythmus-systeme
Alle tk Zeitabschnitte wird überprüft, ob der Bestellpunkt s erreicht wurde. Ist dies der Fall,
wird eine Bestellung ausgelöst.variabel variabel -
Dynamische Disposition
Kann als eine Sonderform der Bestellpunktsysteme aufgefasst werden. Der Bestellpunkt s ist über die Zeit veränderlich (z.B. in Abhängigkeit der mit dem aktuellen
Bestand erzielbaren Reichweite). Die Bestellmenge Q ist ebenfalls über die Zeit
variabel.
variabel variabeldynamische,
reichweitenorientierte Disposition
[vgl.: Dangelmaier]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 90
Bestandsmanagement - Dispositionsverfahren
� Bestellrhythmussysteme:
Q
tB
Auffüllung auf Bestandsniveau S
tB
SAlle tB Perioden wird unabhängig vom aktuellen Bestandniveau eine Bestellung in Höhe Q (linkes Modell) bzw. eine Bestellung in Höhe der Differenz zum gewünschten Bestandsniveau S (rechtes Modell) veranlasst.
� Bestellpunktsysteme:
Q Auffüllung auf Bestandsniveau S
tB
SIn jeder Periode wird überprüft, ob der Bestellpunkt s erreicht wurde. Wurde der Bestellpunkt erreicht oder sogar unterschritten wird eine Bestellung in Höhe von Q Einheiten (linkes Modell) bzw. eine Bestellung in Höhe der Differenz zum gewünschten Bestandsniveau S (rechtes Modell) veranlasst.
(T,Q)-Politik (T,S)-Politik
ss
(s,Q)-Politik (s,S)-Politik
[vgl.: Dangelmaier]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 91
Bestandsmanagement - Dispositionsverfahren
� Kontrollrhythmussysteme:
tk
Auffüllung auf Bestandsniveau S
SAlle tB Perioden wird überprüft ob der Bestellpunkt s erreicht ist. Falls ja wird eine Bestellung in Höhe Q (linkes Modell) bzw. eine Bestellung in Höhe der Differenz zum gewünschten Bestandsniveau S (rechtes Modell) veranlasst.
(T,s,S)-Politik
Q
s
tk
s
(T,s,Q)-Politik
tk tk
[vgl.: Dangelmaier]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 92
Bestandsmanagement –Unsicherheiten der Bestandsplanung
� Verbrauchs- oder Bedarfsabweichungen :Der tatsächliche Bedarf pro Periode weicht von dem geplanten Bedarf ab
� Liefermengenabweichung :Verursacht durch unvollständige oder (teilweise) fehlerhafte Lieferungen
� Bestandsabweichung :Differenz zwischen Buchwert und tatsächlich vorhandenem Bestand
� Lieferterminabweichung :Schwankungen in der Wiederbeschaffungszeit
mitt
lere
r B
esta
nd
M/2
Bes
tellm
enge
M
Sicherheits-bestand
Bestell-punkt
Bestands-abweichung
Liefermengen-abweichung
Bedarfs-abweichung
Liefertermin-abweichung
WBZ Sicherheitszeit
Bestand
Zeit
[Quelle: Kuhn 2005]
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 96
Inhalt
4. Supply Chain Planning� Einführung� Demand Planning� Network Planning� Supply Planning� Production Planning
� Aufgabe des Production Planning� Ablauf der Produktionsplanung� Aufgabe des Production Scheduling
� Distribution Planning� Order Promising
Konzepte und Methoden des Supply Chain Management – SS 2017 – Dipl.-Ing. U. Mussbach-Winter Folie 97
Supply Planning(short term)
Distribution Planning (short t.)
ProductionScheduling/Sequ.
.
SupplyPlanning
DistributionPlanning
SRM ProductionPlanning
collab
Network Information Management
CRM
Strat.NetworkDesign
Order Promising (ATP/CTP