Supply Chain Management und Logistik (eBook)

Optimierung, Simulation, Decision Support

Hans-Otto Günther, Dirk C. Mattfeld, Leena Suhl (Herausgeber)

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2006 | 2005
XII, 578 Seiten
Physica (Verlag)
978-3-7908-1625-9 (ISBN)

Infos

Innerhalb moderner Informations- und Kommunikationssysteme für Supply Chain Management und Logistik stehen heute erstmals große Mengen an digitalen, strukturierten Daten zur Verfügung. Diese bilden eine hervorragende Basis für den Einsatz quantitativer Methoden bei der Entscheidungsunterstützung. Durch State-of-the-Art-Technologien des Operations Research können heute sehr große Praxismodelle optimal gelöst und die Ergebnisse nahtlos in die Informations- und Kommunikationssysteme eines Unternehmens oder einer Lieferkette eingebunden werden. Darüber hinaus ist der Einsatz von Optimierungsverfahren heute nicht nur in der Planungsphase, sondern auch in der Ausführung möglich. Das Buch präsentiert Beispiele zur Nutzung quantitativer Methoden in Supply Chain Management und Logistik aus den Bereichen des Operations Research und der Wirtschaftsinformatik.

Inhalt

Vorwort 5
Inhaltsverzeichnis 7
I. Supply Chain Management und Advanced Planning Systems 11
Supply Chain Management and Advanced Planning Systems: A Tutorial 12
Abstract 12
1 Introduction 12
2 Supply Chain Management 14
3 Architecture of Advanced Planning Systems (APS) 17
3.1 Advanced Planning 17
3.2 Planning Tasks 18
3.3 Master Data 19
4 APS Modules 21
4.1 Overview 21
4.2 Strategic Network Design 23
4.3 Demand Planning 25
4.4 Supply Network Planning 28
4.5 Production Planning and Detailed Scheduling 34
4.6 External Procurement 40
4.7 Order Fulfilment and Available/Capable-To-Promise 41
4.8 Transportation Planning and Vehicle Scheduling 45
5 Concluding Remarks 46
References 47
Koordinationsansatz für ausgewählte Module von Advanced Planning and Scheduling-Systemen 50
Abstract 50
1 Einleitung 50
2 Advanced Planning and Scheduling-Systeme 51
2.1 Aufgaben ausgewählter Module 51
2.2 Interdependenzen zwischen ausgewählten APS-Modulen 53
3 Koordination 54
3.1 Allgemeiner Ansatz von Schneeweiß 54
3.2 Aggregation von Produktgruppen 56
3.3 Koordinationsansatz für ausgewählte Module von APSSystemen 59
3.3.1 Modellformulierung für Master Planning 61
3.3.2 Modellformulierung für Production Planning 63
3.3.3 Modellformulierung für Scheduling 65
3.3.4 Iterative Koordination 66
4 Zusammenfassung der Ergebnisse 70
Anhang: Beispielrechnung 71
Literatur 76
Master Planning in Supply Chains 78
Abstract 78
1 Einleitung 78
2 Zentrales Supply Chain Master Planning 80
2.1 Ein generisches Modell des zentralen SCMP 81
2.2 Ein Beispiel für ein zentrales SCMP 84
2.3 Grenzen und Hemmnisse des zentralen SCMP 86
3 Upstream Koordination 88
4 Hybride Koordinationsformen des SCMP 93
4.1 Identifizierung und Bewertung von Alternativen 95
4.2 Allokation der realisierten Erfolgspotenziale 97
5 Zusammenfassung und Fazit 98
Literatur 99
LP Modelling and Simulation of Supply Chain Networks 103
Abstract 103
1 Introduction 103
2 The Model 106
2.1 General Description 106
2.2 Objective Function 108
2.3 Constraints 109
2.3.1 Transportation 109
2.3.2 Production and Transshipment 110
2.3.3 Inventory 110
2.3.4 Inventory Balance and Flow Equations 111
2.3.5 Nonnegativities 113
3 Implementation and Test Instances 113
4 Interaction between Simulation and Optimization 115
5 Conclusions and Outlook 119
Acknowledgment 120
References 120
Bewertung unterschiedlicher Beschaffungsstrategien für Risk-Hedging Supply Chains unter Berücksichtigung intermodaler Transportprozesse 122
Abstract 122
1 Einleitung 122
2 Problemformulierung 124
3 Modellbeschreibung 129
4 Beschreibung der Beschaffungsstrategien 131
4.1 Beschaffungsstrategien ohne Spekulationslager 133
4.2 Beschaffungsstrategien mit Spekulationslager 133
4.3 Beschaffungsstrategien mit Binnenschiff und Spekulationslager 134
4.4 Analyseergebnisse 136
5 Zusammenfassung und Ausblick 139
Literatur 140
Coverage of Shelf Life in APS Systems 142
Abstract 142
1 Introduction 142
2 SAP APO 144
2.1 System Overview 144
2.2 Coverage of Shelf Life 148
3 Oracle 151
3.1 System Overview 151
3.2 Coverage of Shelf Life 154
4 CSB 155
4.1 System Overview 155
4.2 Coverage of Shelf Life 157
5 Improvement Potentials 159
6 Conclusion 161
References 161
Strategische Supply-Chain Entscheidungen in der Stahlindustrie - Eine Fallstudie 164
Abstract 164
1 Einleitung 164
2 Das Prinzip der Kapazitätsverlegung, -erweiterung und -reduzierung 166
3 Problembeschreibung und formales Modell 167
4 Praxisbeispiel Stahlunternehmen 174
4.1 Problemstellung 174
4.2 Die Datenerhebung 175
4.3 Die Prognosen 177
4.4 Die Supply-Chain des Stahlunternehmens 178
4.5 Ergebnisvorstellung und –analyse 179
5 Zusammenfassung und Ausblick 182
Literatur 183
Koordination in einer internen Supply Chain zwischen Produktions- und Vertriebsgesellschaften eines international tätigen Süßwarenherstellers 185
Abstract 185
1 Ausgangssituation 186
1.1 Unternehmen und Problemstellung 186
1.2 Rahmenbedingungen der internen Supply Chain des Konzerns 189
1.2.1 Branchenspezifische Rahmenbedingungen 189
1.2.2 Firmenspezifische Rahmenbedingungen 191
2 Planungsaufgaben im Rahmen der internen Supply Chain 193
3 Lösungskonzepte zur Steuerung der internen Supply Chain 195
3.1 Reichweitenbetrachtung 195
3.1.1 Vorüberlegungen 195
3.1.2 Festlegung von Zielreichweiten 198
3.1.3 Reichweitenmonitoring 199
3.2 Auftragsdeckungsgrad 200
4 Prototypische Realisierung 203
4.1 Reichweitenanalyse und Berechnung der Versandmenge 203
4.2 Berechnung der Auftragsdeckung 205
5 Zusammenfassung und Fazit 206
Literatur 206
II. Produktionslogistik 208
Abbildungsfehler in zeitdiskreten Optimierungsmodellen – Auftreten und Maßnahmen zu ihrer Behebung 209
Abstract 209
1 Einleitung 209
2 Abbildung von Zeitkontinuität in zeitdiskreten Modellen 212
3 Mangelnde Ressourcenauslastung als Akzeptanzproblem – Problemstellung und ihre Lösung 216
4 Ergebnisse von Rechentests 219
5 Zusammenfassung 224
Literatur 224
Belegungsplanung einer Make& Pack-Anlage: eine Fallstudie aus der Konsumgüterindustrie
Abstract 226
1 Einleitung 226
2 Fallstudie 228
3 Literatur 230
4 Lösungsverfahren 231
5 Experimentelle Performance-Analyse 233
6 Zusammenfassung und Ausblick 235
Literatur 236
Optimierung der Südzucker Rübenlogistik mittels iterativer linearer Programmierung 237
Abstract 237
1 Einleitung 237
2 Planungsumfeld 239
2.1 Planungsprozess 239
2.2 Problemstellung 239
2.2.1 Das Südzucker Vergütungsmodell für Zuckerrüben 240
2.2.2 Folgen des Vergütungssystems für die Optimierung 242
3 Optimierungsalgorithmus 242
3.1 LP-Modell 242
3.2 Iterativer Algorithmus 245
4 Technische Implementierung 247
5 Fazit 248
Literatur 248
Zum Einsatz von Chaku-Chaku-Systemen in der Montage konsumentennaher Erzeugnisse – eine Fallstudie bei Rahmenauftragsfertigung 250
Abstract 250
1 Einleitung 250
2 Montage im Kontext konsumentennaher Rahmenauftragsfertigung 252
3 Das Chaku-Chaku Prinzip als Flexibilisierungs- instrument 255
3.1 Begriffsbestimmung und Klassifizierung 255
3.2 Betriebsarten und Kundentakt 256
3.3 Potenziale und Grenzen 258
4 Ökonomische Analyse der Vorteilhaftigkeit 260
4.1 Statische Analyse 261
4.2 Dynamische Analyse 264
5 Fallstudie 267
5.1 Ausgangslage 267
5.2 Vorstellung des Chaku-Chaku-Systems 269
5.3 Vergleichende Bewertung 272
6 Schlussbetrachtung 274
Literatur 275
Product and Raw Material Storage at Omnova Solutions: A Case Study 277
Abstract 277
1 Introduction 277
2 Previous Research 278
3 Model 279
4 Solution Techniques 280
5 Results 285
References 288
Fallstudie zur Logistikkostenrechnung: Darstellung und vergleichende Analyse verschiedener Verfahren 290
Abstract 290
1 Problemstellung 290
2 Ausgangsdaten der Fallstudie 292
3 Die Verrechnung von Logistikkosten in der klassischen Kostenrechnung 296
4 Die Logistikkostenrechnung nach Weber 299
5 Die Logistikkostenrechnung nach Reichmann 303
6 Die Prozesskostenrechnung als Logistikkostenrechnung 304
7 Interpretation und Vergleich der Ergebnisse 312
8 Schlussfolgerungen 314
Literatur 315
III. Logistik und Verkehr 316
IT-Integration of Terminal Operations Planning 317
Abstract 317
1 Introduction 317
2 Finished Vehicle Transhipment 318
3 Control of Terminal Operations 319
4 Planning Support 322
5 Integration of Planning 323
6 Requirements Definition 324
7 Design Specification 325
8 Implementation Description 329
9 Impact of Automated Planning 331
10 Conclusion 332
References 333
Das Reparaturspiel als Formalisierung von Planung unter Zufallseinflüssen, angewendet in der Flugplanung 335
Abstract 335
1 Einleitung 336
1.1 Robuste Planung 336
1.2 Stand der Technik in der Flugplanung 338
1.3 Stand der Technik in der Spielbaumsuche 339
1.4 Organisation des Beitrags 341
2 Das Reparaturspiel 341
2.1 Der neue Ansatz 341
2.2 Definition 344
2.3 Interpretation und Beispiel für die Flugplanung 345
3 Experimente mit dem Reparaturspiel in der Flugplanung 347
3.1 Eine einfache Reparatur-Engine: Der „kurzsichtige MIP“- Löser 347
3.2 „T3“: Eine Engine, die das Reparaturspiel spielt 348
3.2.1 Der vorausschauende Suchalgorithmus 348
3.2.2 Der Zuggenerator für den MIN-Spieler 349
3.2.3 Der Zuggenerator für den AVG-Spieler 350
4 Experimentelle Ergebnisse 350
5 Zusammenfassung und Ausblick 354
Literatur 354
A Decision Support System for Airline Crew Management: Crew Scheduling and Rescheduling 357
Abstract 357
1 Introduction 357
2 Airline Crew Management 358
2.1 Crew Scheduling 359
2.1.1 Sequential Crew Scheduling 360
2.1.2 Integrated Crew Scheduling 361
2.1.3 Team-oriented Rostering 362
2.2 Operational Rescheduling 362
3 A DSS for Airline Crew Management 363
3.1 Requirement Description 364
3.1.1 Requirements in the Planning Phase 364
3.1.2 Requirements in the Operational Phase 364
3.2 System Architecture and its Components 365
3.2.1 Users and User Interface 365
3.2.2 Core Components of the DSS 365
3.2.3 Input Data 366
3.3 DSS Functionality 368
4 Case Study 370
4.1 Scenario Description 370
4.2 Decision Support Tools 371
4.2.1 Configuration 371
4.2.2 Evaluation 373
4.2.3 Visualization 374
5 Conclusion 375
References 376
Die Auswirkungen von Verspätungen in Verkehrsnetzen – Ansätze einer Analyse auf der Grundlage der Max-Plus Algebra 377
Abstract 377
1 Einleitung 377
2 Grundlagen 380
2.1 Die Struktur des Dioids 380
2.2 Eigenwert und Eigenvektoren 384
3 Die Darstellung eines Liniensystems in IR max 386
4 Darstellung und Analyse der Verspätung 389
4.1 Untersuchung der Stabilität 389
4.2 Die Entwicklung von Verspätungen 391
4.3 Anwendungsbeispiele der Max-Plus Algebra in der Verkehrsplanung 395
5 Zusammenfassung 395
Literatur 396
Heuristische Lösungsverfahren für das Probabilistic Traveling Salesman Problem 398
Abstract 398
1 Einordnung und Motivation 398
2 Definition des PTSP 402
3 Modifizierte Lösungsverfahren 406
4 Simulationsstudie 408
5 Zusammenfassung 413
Literatur 414
Ein Planungstool zur Schulzeitstaffelung 416
Abstract 416
1 Ein Problem aus der ÖPNV-Praxis 416
1.1 Optimierungskonzept 417
1.2 Innovatives Consulting 418
1.3 Projektablauf 419
1.4 Praxiserfahrungen 419
2 Auf dem Weg zu einem Planungstool 420
2.1 Literatur 421
2.2 Rechtliche Grundlagen 421
2.3 Anforderungen an ein Planungstool 422
3 Modellbildung 422
4 Lösungsalgorithmen 425
4.1 Verschärfung der Schranken 425
4.2 Eine parametrische Greedy-Heuristik 427
4.3 Lokale Suche mit Improving Hit-and-Run 429
5 Das Planungstool im Praxiseinsatz 430
Literatur 433
IV. Decision Support und OR-Methoden 434
Entwicklung eines interaktiven Scheduling- Support-Systems für verfahrenstechnische Prozesse 435
Abstract 435
1 Einleitung 436
2 Interaktives Scheduling-Support-System 438
3 Repräsentationsschema verfahrenstechnischer Prozesse 441
3.1 Aufgaben des Repräsentationsschemas 441
3.2 Anlagen-Prozess-Modul des iDSS 443
4 Generische Optimierungsmodelle 446
4.1 MILP-Modellierung 446
4.2 Planungsmodul des iDSS 448
5 Visualisierung 450
6 Ausblick 453
Literatur 454
Optimierung von Warteschlangensystemen in Call Centern auf Basis von Kennzahlenapproximation 456
Abstract 456
1 Einleitung 457
2 Beispiel Call Center 459
2.1 Call-Center-Marktentwicklung 459
2.2 Steigender Kostendruck in Call Centern 460
3 Warteschlangentheorie anhand eines Inbound-Call- Centers 461
3.1 Warteschlangensysteme 461
3.2 Das M/M/c-System und ein Inbound-Call-Center 463
4 Neuronale Netze 464
4.1 Neurosimulator FAUN 464
4.2 Überwachtes Lernen 466
5 Simulation von Warteschlangenmodellen 466
5.1 Simulation des Inbound-Call-Centers 467
5.2 Genauigkeit stochastischer Simulationen 469
6 Approximation von Kennzahlen für Warteschlangensysteme 472
6.1 Approximation mit FAUN 1.0 473
6.2 Qualität der Approximation 474
6.3 Auswertung des Inbound-Call-Centers 476
7 Fazit und Ausblick 477
Literatur 479
Das kapazitierte Standortproblem: Branch-and- Price und die Wahl der Verzweigungsvariable 480
Abstract 480
1 Einleitung 481
2 Problemformulierung und Problemreformulierung 483
3 Lösungsansatz 485
3.1 Spaltengenerierung 486
3.2 Branch-and-Price-Verfahren 490
3.3 Alternative Regeln zur Wahl der Verzweigungsvariablen 492
4 Numerische Experimente 495
5 Schlussfolgerungen 498
Literatur 499
Lagrange-Ansätze zur Lösung des Transportproblems mit Fixkosten 502
Abstract 502
1 Einleitung 502
2 Literaturüberblick 504
3 Lagrange-Relaxationen und Lagrange- Dekompositionen 507
3.1 Lagrange-Relaxationen 507
3.1.1 Lagrange-Relaxation der Angebots- oder Nachfragerestriktionen 507
3.1.2 Lagrange-Relaxation der variablen oberen Schranken 508
3.1.3 Lagrange-Relaxation der Angebots- und Nachfragerestriktionen 510
3.2 Lagrange-Dekompositionen 512
4 Eine Lagrange-Heuristik für das Fixkosten-Transportproblem 517
5 Numerische Experimente 520
6 Schlussfolgerungen 522
Literatur 523
Solving Complex QAP-Instances by a PC-LAN 526
Abstract 526
1 The Quadratic Assignment Problem 527
1.1 Problem Statement 527
1.2 Possible Applications of the QAP 528
1.3 Problem Complexity 529
2 Literature Review 530
3 The New Distributed Highest-Ascent-Mildest-Descent- Approach (D-HAMD-Approach) 533
3.1 Neighborhood Search of the Proposed HAMD-Approach 534
3.2 The Distributed Approach (D-HAMD) 535
4 Computational Results 540
4.1 Comparison Between TB2 and the Sequential HAMDVersion 541
4.2 D-HAMD – The Impact of Using Distributed Systems 542
5 Conclusions and Future Work 544
References 546
Optimization of Process Chain Models with Response Surface Methodology and the ProC/B Toolset 548
Abstract 548
1 Introduction 548
2 Modeling Process Chains with the ProC/B Toolset 550
2.1 Description of the ProC/B Paradigm 551
2.2 The ProC/B Toolset 553
3 Model Optimization with Response Surface Methodology 554
3.1 Approximating the Response Surface Function by Regression Models 556
3.2 Testing the Regression Model for Adequate Approximation 558
3.3 Predicting Factor Values of Improved Response 560
3.4 Implementation Issues 561
4 Application Examples 564
4.1 Optimization of a Tandem Queueing System 564
4.2 Optimization of a Cargo Transfer Station 567
5 Conclusions 569
References 570

Textauszug

Bewertung unterschiedlicher Beschaffungsstrategien für Risk-Hedging Supply Chains unter Berücksichtigung intermodaler Transportprozesse (S. 115-116)

Gerald Reiner, Werner Jammernegg
Abteilung für Produktionsmanagement,
Wirtschaftsuniversität Wien,
Norbergstraße 15,
1090 Wien

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird anhand einer realen Supply Chain der chemischen Industrie ein Vorgangsmodell für die Leistungsbewertung von Risk-Hedging Supply Chains (hohes Beschaffungsrisiko, geringes Nachfragerisiko) in einem dynamischen Umfeld vorgestellt. Insbesondere werden so genannte Portfolio-Beschaffungsstrategien entwickelt, die sich aus kurz- und langfristigen Verträgen zusammensetzen. Weitere analysierte Beschaffungsstrategien berücksichtigen Spekulationslager und die Auswirkungen unterschiedlicher Transportmittel (intermodaler Transport) zur Absicherung gegenüber der Volatilität des Rohmaterialpreises. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die gesamten Beschaffungskosten durch die alternativen Beschaffungsstrategien und Transportmittel durchschnittlich um bis zu 12% im Vergleich zu einer „reinen" Beschaffungsstrategie, ohne die Nutzung eines Spekulationslager und ohne den Einsatz eines alternativen (langsameren) Transportmittels mit höherer Ladekapazität, gesenkt werden können. Abschließend werden Handlungsrichtlinien für das Supply Chain Management für die Auswahl einer effizienten Beschaffungsstrategie und eines passenden Transportmittels vorgestellt.

1 Einleitung

In der Unternehmenspraxis ist vielfach die Meinung zu finden, dass eine langfristige Partnerschaft zwischen Lieferanten und Kunden im Businessto- Business Bereich einer kurzfristigen Geschäftsbeziehung bzgl. Kostenreduktion überlegen ist. In der wissenschaftlichen Literatur wird jedoch aufgrund von charakteristischen Eigenschaften der Supply Chain Prozesse eine genauere Differenzierung vorgenommen. Langfristige Partnerschaften sind beispielsweise dann vorteilhaft, wenn dadurch geringere Beschaffungspreise und eine verbesserte Lieferperformance realisiert werden kann (vgl. Elmaghraby 2000). Im Gegensatz dazu ermöglicht eine kurzfristige Beschaffung am Markt sowohl eine Nutzung von Spekulationsvorteilen als auch die Flexibilität zu alternativen Lieferanten zu wechseln, da die fixen Investitionskosten bei dieser Art der Geschäftsbeziehung normalerweise gering sind (vgl. Cohen u. Agrawal 1999). Cohen u. Agrawal (1999) verwenden dabei den Minimum-Varianz Ansatz von Markowitz zur Ermittlung eines optimalen Portfolios aufgrund von kurz- und langfristigen Beschaffungsverträgen. Die Indikatoren, die für die Auswahl des Typs der Geschäftsbeziehung entscheidend sind, sollten unter Berücksichtigung der Ziele Qualität, Lieferservice, Flexibilität und Kosten bewertet werden. Eine engere langfristige Partnerschaft sollte von den Kunden angestrebt werden, wenn die Zukaufteile von strategischer Bedeutung sind, nur wenige Lieferanten vorhanden sind, komplexe Schnittstellen zwischen der beschafften Komponente und dem Endprodukt (z.B. Anforderungen an die Softwareentwicklung) bestehen sowie bei hohen Nachfrage- und/oder Lieferunsicherheiten (vgl. Pyke u. Johnson 2003). Insbesondere in der taktischen Planung hat die Berücksichtigung einer stochastischen Nachfrage und von Preisfluktuation große Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit der Supply Chain Prozesse (vgl. Van Landeghem u. Vanmaele 2002).

In der vorliegenden Arbeit wird ein Vorgangsmodell für die Leistungsbewertung von Risk-Hedging Supply Chains in einem dynamischen Umfeld entwickelt. Insbesondere werden dabei auch kurz- und langfristige Verträge zu so genannten Portfolio-Beschaffungsstrategien verknüpft. Eine weitere Alternative ist die Absicherung gegen Beschaffungspreisschwankungen durch Spekulationslager und der Einsatz alternativer Transportmittel (intermodaler Transport). Basierend auf den Beschaffungs-, Transport- und Lagerhaltungskosten wird die Leistungsfähigkeit der alternativen Strategien und Transportprozesse mittels einer dynamischen Prozesssimulation analysiert und bewertet. Aufgrund der Ergebnisse ist es möglich, Handlungsrichtlinien für das Management zur Auswahl einer effizienten Beschaffungsstrategie und eines passenden Transportmittels zu entwickeln.

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 8.2.2006
• Zusatzinfo: XII, 578 S. 140 Abb.
• Verlagsort: Heidelberg
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Wirtschaft ► Allgemeines / Lexika
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Logistik / Produktion
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Wirtschaftsinformatik
• Schlagworte: Beschaffung • Beschaffungsstrategien • Entscheidungsunterstützung • Kostenrechnung • Lineare Optimierung • Logistik • Logistikkosten • Logistikkostenrechnung • Modellierung • Operations Research • Optimierung • Optimierungsverfahren • Produktionslogistik • Programmierung • Scheduling • Supply Chain Management • Supply Chain Netzwerk • Supply chains • Wirtschaftsinformatik
• ISBN-10: 3-7908-1625-6 / 3790816256
• ISBN-13: 978-3-7908-1625-9 / 9783790816259