Produktionspotentialgestaltung
(1) Gegenstand
(2) Aufgabe
(3) Ziel
(1) Betrachtung: Potentialfaktor à Betriebsmittel (menschliche Arbeitsleistung werden außen vor gelassen) (2) Aufgabe: à Harmonisierung der zum Einsatz gelangenden Leistungspotential / Produktiveinheiten (= Kombination von Produktionsfaktoren) à Vermeidung von …… eklatanten Engpassbildungen (= der am knappsten dimensionierte Faktor) und … die damit einhergehenden Leerkosten à Abstimmung der Leistungspotentiale à Beschaffung & Bereitstellung der zum Einsatz gelangenden Produktionsfaktoren (3) Ziel: Minimierung von Abstimmungsverluste
Potentialbeiträge der Betriebsmittel
Betriebsmittel
(1) Definition
(2) Unterscheidung
(1) = Subsumierung aller beweglichen und unbeweglichen technischen Mittel die zur Realisation des betrieblichen Leistungsprozesses erforderlich sind = Potentialfaktoren, somit Nutzungspotentiale, die über einen längeren Zeitraum (Nutzungszeit) im Rahmen der Leistungserstellung zum Einsatz gelangen (2) Unterscheidung - unmittelbar ó mittelbar - mit Abgabe ó ohne Abgabe von Werkverrichtung o mit: Führen zu einem Produktionsfortschritt o ohne: Unterstützende Funktion im Rahmen des Produktionsprozesses
Potentialbeiträge der Betriebsmittel
Betriebsmittel
Ökonomische Aufgaben
1) Beschaffung von Betriebesmitteln 2) Planung des Betriebesmitteleinsatzes 3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung) 4) (Betriebsmittelverwaltung)
Potentialbeiträge der Betriebsmittel
Betriebsmittel
Ökonomische Aufgaben
1) Beschaffung der Betriebsmittel
(1) Grundlage:
(2) Aufgabe:
(3) Möglichkeiten zu Betriebsmittelbeschaffung
(1) à quantitative und qualitative Anforderungen der durchzuführenden Produktionsaufgabe (2)Zur Verfügung stellen von den entsprechenden Betriebsmitteln hinsichtlich - Art und Menge - zur erforderlichen Zeit und - am erforderlichen Ort à Beschaffungsplanung determiniert weitgehend die langfristige Kapazitätsplanung à Basis dieser Entscheidungen = Investitionsrechnung (3)Möglichkeiten zur Betriebsmittelbeschaffung - Eigenerstellung oder - Fremdbeschaffung
Beschaffung der Betriebsmittel
Systematik der investitionstheoretische Kalküle
Monovariabel à Mehrperiodisch à deterministisch à Einzelentscheidungen
Beschaffung der Betriebsmittel
Systematik der investitionstheoretische Kalküle
(1) Einperiodische
(2) Mehrperiodisch
(1) Grundlage: à kalkulatorische Größen (Erträge, Aufwende, Kosten, Leistungen) à durchschnittliche Größen (Zahlungsströmen) (2) à pagatorische Größen (zeitpunktbezogen) à an Ein- und Auszahlungen orientiert, die mit einem Investitionsobjekt verbunden sind à Rationales Verhalten der Investoren à d.h. Bevorzugung hoher und frühzeitiger Einzahlungsüberschüsse
Kaptialwertmethode
Prämisse
- Rationales Verhalten - Deterministische Datenstrukturen - Zurechnung am Ende der Periode - Kalkulationszinsfuß ist für alle Perioden gleich - Liquidität ist immer gesichert - Homogener Kapitalmarktà vollständige Markttransparenzà unbeschränkter Zugang für Nachfrager und Anbieterà Kapital hat die Gleiche Qualität
Kaptialwertmethode
Definition Kapitalwert
= Summe aller Barwerte = Summe der auf den Zeitpunkt t=0 (die relevante Bezugsgröße) mit dem Kalkulationszinsfuß i diskontierten Zahlungen (1 + i = q) einer Investition, die nach dem Zeitpunkt t erfolgen = Differenz zwischen den Gegenwartswerten der Einzahlungen (et) und der Auszahlungen (at) (= Zahlungsüberschüsse (üt)) einer Investition C0 = ∑Tt=0 (et – at) * q-t = ∑Tt=0 üt * q-t à Wegfall der Diskontierung für die Anschaffungsauszahlung (a0) im Zeitpunkt t=0 à Am Ende seiner Nutzung erzielt ein Investitionsobjekt noch einen Liquidationserlös (LT) C0 = -a0 + ∑Tt=1 üt * q-t + LT * q-T à dann vorteilhaft, wenn C0 ≥ 0 Mit C = 0, gewünschte interne Verzinsung ist erreicht C > 0, Kapitalwert der höher ist als gewünschte Verzinsung, à man steht besser daà vorteilhafte Investition
Optimale Nutzungsdauer
Auflösung der bisherige Annahme,
dass Nutzungsdauer eines Investionsobjekts vorgegeben ist
(1) Erforderlichkeit
(2) Nutzungsdauer
(1) erforderlich für die langfristige Kapazitätsplanung die damit verbundene Investitionsplanung und zur Berechnung von Abschreibungen à ökonomisches Problem (2) Nutzungsdauer = Nutzungszeitraum, innerhalb dessen eine Anlage einer vergleichbaren Anlage unter ökonomischen Kriterien überlegen ist,d.h. die mit einer Investition verbundene(n) Zielsetzung(en) determinier(t)/(en) die Nutzungsdauer
Optimale Nutzungsdauer
(1) Problemstellungen
(2) Prämissen
(1) à Ersatzproblem Bei Konkurrenz einer alten mit einer neuen Anlage à Substitution: ja, nein? à Investitionsproblem Nutzung der neue Anlage neben der bereits vorhandenen alten Anlage Optimale Nutzungsdauer Topt: ZG(Topt) à max! d.h. Maximierung des Zielerreichungsgrades eines Investors (2) Prämissen zur Entscheidung über die optimale Nutzungsdauer - das Investitionsobjekt, dessen optimale Nutzungsdauer zu bestimmen ist, wurde noch nicht realisiert= Plan-Nutzungsdauer - Substitutionsfrage impliziert eine Entscheidung über die Nutzungsdauer der vorhandenen Anlage= Ist-Nutzungsdauer
Optimale Nutzungsdauer
Marginalanalyse
à d.h. Verlängerung der Nutzungsdauer um eine Periode von T-1 bis T à zielrelevante Konsequenzen (Vorraussetzung: max(ZG(Topt)) - Fortsetzung des Nutzens führt zu Einzahlungsüerschüssen üT (t=0) üT * (1 + i)-T - Verzicht auf den Liquidationserlös (LT-1) zum Zeitpunkt T-1stattdessen Erhalt des Liquidationserlöses LT zum Zeitpunkt T.Bezogenen auf T=0: Nettoeffekt-LT-1 (1 + i)-(T-1) + LT (1 + i)-T mit Δ LT = LT-1 – LT= (-Δ LT – i * LT-1) * (1 + i)-T à Die Kapitalwertveränderung ΔC1, die durch die Verlängerung der Nutzungsdauer um eine Periode hervorgerufen wird, ergibt sich dann aus: ΔC1 = (üT – LT-1 * (1+ i) + LT) * (1+ i)-T ΔC1 = (üT – LT-1 * iLT-1 + LT) * (1 + i)-T Mit ΔLT = LT-1 – LT ΔC1 = (üT – ΔLT –iLT-1) * (1+ i)-T ΔC1 = ü´T (1+ i)-T
2) Planung des Betriebsmitteleinsatzes
- Kapazitätsdimensionierung
- Verfahrensart
(Festlegung der Art und Weise in der das Verfahren ausgeführt wird)
Kapazitätsdimensionierung
Schritte
Ermittlung des vorhandenen Kapazitätsbestandes à Kapazitätsangebot Festlegung des Kapazitätsbedarfs für die geplanten Leistungsarten und –mengen à Kapazitätsnachfrage Abstimmung des Kapazitätsbestandes mit dem Kapazitätsbedarfà Kapazitätsabgleich
2) Planung des Betriebsmitteleinsatzes
Kapazitätsdimensionierung
Kapazitätsangebot
= das zur Verfügung stehende Leistungsvermögen einer Kapazitätseinheit zu Durchführung von Aufgaben, bezogen auf eine Planungsperiode Quantitative Kapazität: Bjt = bquerjt * TEjt * λjt Hilfsgröße = Zeitfond (= zeitliche Verfügbarkeit), notwendig, falls eine Kapazitätseinheit aufgrund ihrer Flexibilität in der Lage, unterschiedliche Leistungen zu erbringen, dann stellt der Output je Zeiteinheit keine geeignete Basis für die Erfassung des Leistungsvermögens dar. ZFjt = bquerjt * TMaxjt Vorraussetzung: Limitationalität à ZFj = bquerj * {min (TMj, TNj) – TVj} Mit TM = Arbeitszeit der Arbeitskräfte, die der Kapazitätseinheit angehören TN = Nutzungszeit des Betriebsmittels der jeweiligen Kapazitätseinheit TV = kapazitätsmindernde Verlustzeiten (z.B. Wartung, Maschinenstörungen, Materialmangel, Rüstung) à der quantitative Kapazitätsbestand hat damit eine - zeitliche (der Zeitraum, in dem eine Kapazitätseinheit nutzbar ist) und eine - zahlenmäßige Dimension (Anzahl der Potentialfaktoren)
2) Planung des Betriebsmitteleinsatzes
Kapazitätsdimensionierung
Kapazitätsnachfrage
= die gewünschte Inanspruchnahme der relevanten Kapazitätseinheit je Zeitraum, der zur Realisation des geplanten Produktionsprogramms notwendig ist à Erstellung der Erzeugnisstruktur (Elemente aus denen ein Produkt aufgebaut ist) à Ermittlung des Zeitbedarfs der Komponenten à Bestimmung des Kapazitätsbedarfs Wichtig: Zusammensetzung des Produktes Bekannte ó neue Komponenten - Bei selbstzuerstellenden bekannten Komponenten kann der Kapazitätsbedarf ermittelt werden - Bei neuen Komponenten Kapazitätsbedarf nur zu schätzen, wobei die Schätzgenauigkeit vom Ähnlichkeitsgrad (oder Novitätsgrad der neuen im Vergleich zu den bekanten Komponenten abhängt
2) Planung des Betriebsmitteleinsatzes
Kapazitätsdimensionierung
Kapazitätsabgleich
Abb. Anhang
Unterschiedliche Möglichkeiten - taktische Ebene:Abstimmung über Investition oder Desinvestition (simultane Programm- und Investitionsplanung) - operativer Ebene: Anpassungsmaßnahmen (Zeitliche und intensitätsmäßige)
Verfahrenswahl
1) Gegenstand
2) Ausprägungen
(1) Produktionsverfahren, worunter die Art und Wiese zu verstehen ist, in der eine Produktionsaufgabe planvoll und in sich gleich bleibend und wiederholbar durchgeführt wird (2) Ausprägungen - Zusammensetzung des Faktorbestandes o Gegebenes Produktionsprogramm o Variable Betriebsmittelà Investitionsproblemà taktische Ebene - Art der Inanspruchnahme des vorhandenen Faktorbestandesà reines Maschinenbelegungsproblem, denn o Betriebsmittel gegeben o Standort der Betriebsmittel gegebenàOperative Ebene:
Verfahrenswahl
Operative Ebene
1) Ausgangspunkt:
2) Ziel
- gegebene Betriebsmittelkapazitäten - gegebene Personalkapazitäten - gegebener Absatzplan à Zielsetzung: rein örtliche Aufteilung, keine Termin- oder Reihenfolgenplanung à Wahl des Verfahrens, das der Maxime wirtschaftlicher Leistungserstellung unter Beachtung existenter Restriktionen am besten gerecht wird kurzfristige Verfahrenswahl à Kapazitäten nicht variabel, sondern gegebene Größen à Kosten der Betriebsbereitschaft werden durch diese Entscheidung nicht berührt und sind damit nicht entscheidungsrelevant à nur Einbeziehung der ausbringungsabhängigen (variablen) Kosten in das Entscheidungsproblem (2) Ziel Minimierung der Herstellkosten, d.h. die auszuführenden Aufträge sind so auf die Aggregate aufzuteilen, dass die Herstellkosten minimiert werden
Operative Verfahrenswahl
Lösungsansätze
à auftragsindividuelle Kostenvergleichsrechnung - isolierte Betrachtung jedes einzelnen Auftrags à simultane Lösungsansätze à modellgestützte Kostenminimierung - Betrachtung des Auftragsbestand
Operative Verfahrenswahl
Auftragsindividuelle Kostenvergleichsrechnung
Vorzug des Verfahrens 1 im Vergleich zu Verfahren 2 K1(x) < K2(x) Durchführung des Arbeitsgangs i auf Aggregat 1 oder Aggregat 2 à Entscheidungsregel ti1 * k1 >/< ti2 * k2 (Rüstkosten Verfahren 1 >/< Rüstkosten Verfahren 2) v* = {v | Kv = min (tRv * kRv + x * tPv * kPv; v = 1, …, 5} mit kR = Rüstkosten kP = Produktionskosten (proportionaler Kostensatz) tR = Rüstzeit tP = Produktionszeit in Min/Stück x = Anzahl der Produkte Skript S. 6 Einzelkosten ∑Ii=1 x * hi * kMi Fremdbezogen Eigenfertigung x * p >/< tR * kR + x * tF * kF + ∑Ii=1 x * hi * kMi
Operative Verfahrenswahl
Auftragsindividuelle Kostenvergleichsrechnung
Ein Engpass
Für jeden Auftrag die proportionalen Kosten für jede techn. Möglichkeit à Skript. S. 7 (TFerf. – TEvorh) / tEi d.h. Erforderliche minus vorhandene Zeit im Engpass geteilt durch die Fertigungszeit im Engpass Wie viel Stück kann ich nicht auf der optimalen Anlage fahren und muss sie auf eine andere Anlage verschieben à Entlastung des Engpassesà Verlagerung der Stücke die ich aufgrund der Kapazitätsrestriktion nicht realisieren kann in eine schlechtere Kostensituation à Mehrkosten à min! Weiter Skript S. 7 (Rückseite)
Operative Verfahrenswahl
Auftragsindividuelle Kostenvergleichsrechnung
Mehrere Engpässe auf einer Stufe
Standardfall (für die optimale Maschinenzuteilung)
Aufträge i (i = 1, …, n) Arbeitsgänge j (j = 1, …, m) Stufe r, s Verfahrensalternative v (v = 1, …, s) ZF Kr = ∑ni=1∑sv=1 xiv * tirv * krv à min! NB: Kapazitätsrestriktion: Trv ≥ ∑ni=1 xiv * tirv Vollständigkeitsbed. xi = ∑sv=1 xrv NNB: xiv ≥ 0 à Skript S. 8
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung) (S. 383)
(1) Aufgabe
(2) Verschleißprozesse
(1) Erhaltung & Wiederherstellung der Funktionstüchtigkeit von Betriebsmitteln à durch Nutzung Verschlechterung des Betriebesmittelzustandes à negative Veränderung der z-Situation (2) à Ursache: Verschleißprozesse - GebrauchsverschleißVerschleißursache = Einsatz, beeinflusst durch die Prozessbedingungen o plötzlichen Betriebsmittelausfall oder o allmählichen Einwirkung auf die Leistungsfähigkeità Abnahme der Intensität, Steigender Ausschuss und Abfall oder erhöhter Faktorverbrauch - Zeitverschleiß= unabhängig vom Betriebsmitteleinsatz)à ruhender Verschleißz.B. Korrosion und Materialermüdung
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Situationsgruppen
- z-Situation (Gutenberg): à technischen Eigenschaftenà Veränderung durch Umrüsten oder konstruktive Maßnahmen - v-SituationVariablen zur Charakterisierung der Betriebsmittelbeanspruchung (z.B. Temp., Druck, Intensität, ..)à wirken auf Ablauf und Geschwindigkeit der Betriebsmittelaktivitätenà kurzfristig veränderbarà Verantwortlich für Betriebesmittelverschlechterungenà negative Einwirkung auf z-Situation - q-Situationà relevante Einsatzfaktorqualitäten für die Betriebsmittelnutzung à negative Einwirkung auf z-Situation - e-Situationà Instandhaltungsmaßnahmen / Betriebsmittelerneuerung(entscheidend: Art, Umfang, Qualität der Instandhaltung)à kurzfristige veränderbarà Verbesserung der Betriebsmittelsituationà wirkt Verschleiß entgegenà positive Einwirkung auf z-Situation
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Ausfallursachen
- Herstellerbedingte Ursachen o Konstruktions- und Entwicklungsfehler o Herstellungsfehler (z.B. mangelnde Materialqualität) - Einsatzbedingte Ursachen - Erhaltungsfehler aufgrund von Instandhaltungsmängeln - Bedienungs- und Einrichtungsfehler - Umgebungsbedingungen (z.B. Staub, Feuchtigkeit, Temp., Druck, Vibrationen) - Einwirkung äußerer Kraftquellen auf ein Betriebsmittel - Qualitätseinflüsse des Repetierfaktoreinsatzes - Außergewöhnliche Ursachen (Katastrophen): Feuer, Wasser, Sturm, Beben
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Instandhaltungsmaßnahmen, außerplanmäßig
Außerplanmäßige Instandhaltungsmaßnahmen à Austausch von Teilen oder deren Instandsetzung erst nach Eintreten des BM-Ausfalls = Feuerwehrstrategie Vorteil Nachteil geringe Ersatzteilkosten Reduktion der Kosten für vorbeugende Maßnahmen Kosten eines Betriebesmittelstillstandes bei einer Ausfallreperatur sind i.d.R. höher als bei vorbeugenden Maßnahmen
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Instandhaltungsmaßnahmen, außerplanmäßig
Planmäßige Instandhaltungsmaßnahmen periodischer Instandhaltungsmaßnahmen rein periodische Strategiekonstante Zeitabstände zw. Instandhaltungsmaßnahmen, unabhängig von Störungen Strategie mit konstantem WartungsabstandBeginn mit neuen Zeitabständen bei Ausfall à Verschiebung der konst. Zeitintervalle Sequentiell Neubestimmung des Instandhaltungszeitpunktes nach jeder durchgeführten Instandhaltungsaktionà unterschiedlich lange Zeitintervalle Wartung = Maßnahmen zur Bewahrung eines Sollzustandes (Reinigen, Pflegen, Ölen, Nachstellen gelockerter Schrauben,…) Inspektion = Feststellung von Istzuständen und deren Vergleich mit Sollzuständen Vorbeugende Reperaturen Möglichst rechtzeitiger Austausch oder Instandsetzung von Betriebsmitteln, so dass ich Stillstände weitgehend vermeiden lassen
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Instandhaltungsstrategien
Vorgehensweise
Charakter
der Strategie Ersatzstrategie (E) Reparaturstrategie (R)
Präventivstrategie (P) Präventiversatzstrategie (PE) Präventivreparaturstrategie (PR)
Ausf
Zweielementigestrategieklasse Entscheidungsvariable [PE; AE] reine Ersatzentscheidung Termin des präventiven Ersatzes TPE [PE; AR] Termin des präventiven Ersatzes TPE [PR; AE] Termin der präventiven Reparatur TPR [PR; AR] reine Reparaturentscheidung Termin der präventiven Reparatur TPR [AE; AR] reine Ausfallentscheidung Zeitliche Sequenz von Ersatz&Reparatur SER [PE; PR] reine Prävention à irrelevant, da unmöglich Dreielementigestrategien Entscheidungsvariable [PE; PR; AE] Zeitpunkt des präventiven Ersatzes und Reparatur TPE, TPR [PE; PR; AR] TPE, TPR [PE; AE; AR] Zeitpunkt eines präventiven Ersatzes und TPE, SER Abfolge von Ersatz und Reparatur [PR; AE; AR] Zeitpunkt der präventiven Reparatur und TPR, SER Abfolge von Ersatz und Reparatur
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Daten der Instandhaltungsplanung S. 390
Zufallsvariable = Laufzeit eines Aggregates
Dichtefunktion f(t) à W`keit, dass die Lebensdauer eines Betriebsmittels in einem bestimmten Zeitpunkt t endet Verteilungsfunktion F(t) à Kumulation der Dichtefunktion à W`keit, dass ein Aggregat nach t Zeiteinheiten ausgefallen ist. Zuverlässigkeitsfunktion R (t): R(t) = 1 – F(t) à Komplement zur Verteilungsfunktion à W´keit, dass ein Aggregat nach t Zeiteinheiten noch nicht ausgefallen ist, d.h. noch funktionstüchtig ist. à Ausfallrate (AF) à Erfassung des Ausfallverhaltens eines Aggregates à Ergibt sich aus der Division von Dichtefunktion und Zuverlässigkeitsfkt. à W´keit eines Betriebsmittelausfalls, unter der Bedingung, dass das Aggregat zum Zeitpunk t noch nicht ausgefallen ist. AF(t) = f(t)/(1 – F(t)) = f(t)/R(t)
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Kosten der Instandhaltung
- KM = Materialkosten - KA = Bearbeitungs- /Arbeitskosten (Kosten pro Zeiteinheit der Instandhaltung) - KO = Kosten pro Zeiteinheit (Opportunitätskosten (Kosten des Engpasses durch Instandhaltungsbedingt Stillstandzeiten (Deckungsbeitragsentgänge)) - tI = Dauer der Instandhaltungsmaßnahme à Bewertung der Reperaturbedingten Stillstandszeiten mit den geschätzten Opportunitätskosten K = KM + tI * (KA + KO)
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Dauer der Instandhaltungsmaßnahme
= relevante Planungsgröße, die Zufallseinflüssen unterliegt, unabhängig davon, ob eine geplante oder ungeplante Instandhaltungsmaßnahme durchgeführt wird à Erwartungswert der Dauer einer geplanten Maßnahme (Egp) ist i.d.R. kleiner als bei einer ungeplanten (Eun), denn bei geplanten Instandhaltungsmaßnahmen… - kann die Termin- und Kapazitätsplanung der Instandhaltung eine Verringerung von Wartezeiten bewirken und - Folgeschäden für andere Teile können vermieden werden.
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Grundmodell der Instandhaltung
zur Bestimmung des optimalen Instandhaltungsintervalls
1) Prämissen
2) Ziel
- Ziel: Kostenminimierung pro Zeiteinheit - Existenz nur eines Aggregats - Nur ein Teil unterliegt einer Verschleißwirkung und damit Gegenstand der Instandhaltung - Erstellung von nur einem Produkt auf einem Aggregat - Keine Absatzrestriktionen à Ziel: Minimierung der Instandhaltungskosten pro Zeiteinheit des Instandhaltungszyklus durch Wahl eines vorbeugenden Instandhaltungszeitpunktes Tp*
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Grundmodell der Instandhaltung
Zielfunktion
Zykluszeit = Laufzeit eines Aggregates vom Planungszeitraum bis hin zur geplanten Instandhaltungsmaßnahme + Dauer der erwarteten Instandhaltungsdauer
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Grundmodell der Instandhaltung
Erwartungswert der Kosten
in Abhängigkeit vom vorbeugenden Instandhaltungszeitpunkt à setzt sich aus den mit den Eintrittsw´keiten gewichteten Erwartungswerten der Kosten einer geplanten R(Tp) * E(Kgp) (= Ausfall nach TP) und einer ungeplanten Instandhaltungsmaßnahme F(Tp) * E(Kun) (= Ausfall vor TP) zusammen. E(K(Tp)) = F(TP) * E(Kun) + R(TP) * Egb
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Grundmodell der Instandhaltung
Erwartungswert der Zykluszeit
In Abhängigkeit vom Zeitpunkt der vorbeugenden Instandhaltungsmaßnahme à ergibt sich aus der im Zeitraum zwischen… … Planungszeitpunkt und … geplantem Instandhaltungszeitpunkt erwarteten Laufzeit der Aggregates und der in diesem Zeitraum erwarteten Dauer der Instandhaltung à Berücksichtigung der Situationen, - Ausfall des Aggregates vor dem Erreichen des geplanten Zeitpunktes, - Kein Ausfall in diesem Zeitraum à Erwartungswert der Laufzeit des Aggregates - Kein AusfalltMultiplikation der Dauer zwischen Planungszeitraum und geplantemInstandhaltungszeitpunkt mit dem entsprechenden Wert der Zuverlässigkeitsfunktion - AusfallBestimmung des Erwartungswertes der Zufallsgröße Laufzeit mit Hilfe der Dichtefunktion à E(ZY(TP)) =
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung)
Grundmodell der Instandhaltung
Probleme
- Instandhaltungsmaßnahmen stellen stochastische Größen dar, die Dichtefunktionen erfordern - Ein Aggregat besteht aus mehreren verschleißabhängigen Teilen. Hierbei ergibt sich das Problem der Zusammenfassung von Teilblöcken - Welche Ebene soll Anknüpfungspunkt der Instandhaltungstheorie sein, da ein Aggregat aus Subsystemen besteht? - In welcher Reihenfolge sollen gleichzeitig ausfallende Aggregate bearbeitet werden, wenn Engpässe existieren?
3) Betriebsmittelerhaltung (Instandhaltung
Ökonomische Auswirkungen eines Betriebsmittelausfalls
à Verringerung der möglichen Ausbringungsmenge à Höhe der ökonom. Auswirkungen hängt vom geg. prod.wirtschaftl. Verbund ab. à ökonomische Konsequenzen bestimmt durch - vorherrschendes Produktionsverhältnissed.h. Stellung des Aggregates in der Produktionsstruktur - Substitutionsgrad der ausgefallenen Verrichtungsartz.B. Fremdbezug der erforderlichen Menge à Produktionsstillstand, wenn - eine zu durchlaufende Produktionsstufe mit einem Betriebsmittel ausfällt - Zwischenlagerbestände nicht vorhanden sind und/oder - Die Bedarfsdeckung nicht zeitgleich oder gar nicht zu decken ist à Messung der ökonomischen Wirkung à jeder Betriebsmittelausfall hat eine negative Wirkung à Deckungsbeitragsentgang = Opportunitätskosten = erfolgswirtschaftliche Nachteil ð Ausfall der gesamten Produktion einer Verrichtungsart ð Weiterproduktion, mit Konsequenzen - einer verminderten Qualität der Produktionsmenge - einer Produktionsmenge mit erhöhtem Ausschuss oder - einer Produktionsmenge mit gestiegenem Produktionskoeffizienten
Standortwahl
1) Definition
2) Standortfaktoren
3) Systematik der Standortfaktoren
(1) à Festlegung der Lage der Unternehmung im geograph. Raum à Optimaler Standort/ Standortverteilung à Bei Unternehmensgründung und/oder -expansion (2) = situationsspezifische Einflussgrößen auf die Standortwahl/ das Zielsystem einer Unternehmung einwirkt = Hauptelemente einer Standortanalyse (3) Weber (1909) - generelle Faktorensind für jede Unternehmung relevant, allgemeingültig o Arbeitskosten o Transportkosten - spezielle Faktoren hängen konkret von den Zielen der Unternehmung ab o Verderblichkeit der Rohstoffe o Verfügbarkeit größerer Energiemengen o Abhängigkeit vom Wasser
Standortwahl
Nach Behrens (1961)
à empirisch-realistische Standortlehre Ziel: Aufstellung eines möglichst umfassenden und systematischen Katalogs von Standortfaktorenà Standortentscheidung = Ergebnis eines qualitativen Vergleichs der potentiellen Standorteà Standortfaktoren fließen mit ihrer potentiellen Gewichtung ein à keine exakte Berechnung des optimalen Standortes möglich Verdienst von Behrens - Einbezug von nicht rechenhaften Standortfaktoren - Übergang von kostenminimaler zu gewinnmaximaler Betrachtungsweise
Modelltheoretische Erfassung des Standortproblems
Steiner-Weber-Ansatz (kontinuierlich)
Vorraussetzung
à Standort der die tonnenkilometrische Kosten minimiert = optimal Voraussetzung - Absetzung der produzierten Güter an unterschiedlichen Konsumorten - Nachfragemenge an den Kosumorten ist bekannt - Die zur Produktion benötigten Materialien werden von bestimmten Angebotsorten bezogen - Bedarfsmenge ist bekannt - Die Transportkosten pro Kilometer und Tonnen (k) sind konstant und für Güter und Materialien gleich
Modelltheoretische Erfassung des Standortproblems
Steiner-Weber-Ansatz (kontinuierlich)
Ziel:
Minimierung der gesamten Transportkosten für Materialien und Fertigprodukte (K) ZF: K(ST) = k * ∑ni=1 ai * di à min! Durch das KOSY ist jeder Ort (STKBi) durch die Koordinatenwerte xi und yi eindeutig bestimmt, während der zu suchende Standort (ST) die variablen Koordinaten x und y enthält di = √((x-xi)² + (y – yi)²) => K(ST) = k * ∑ni=1 ai * √((x-xi)² + (y – yi)²)
Modelltheoretische Erfassung des Standortproblems
Steiner-Weber-Ansatz (kontinuierlich)
Schwachstellen
- Minimierung der Transport- & Arbeitskosten, nicht der Gesamtkostenà Einsatz nur bei transportkostenintensiven Unternehmungen - Vorab Bestimmung der Nachfrage, des Absatz- und Produktionsprogrammsà keine Berücksichtigung der Beziehung zwischen Standort und Absatzseite - Verteilung der Orte auf eine homogene Flächeà keine Berücksichtigung der geograph: und geolog: Struktur des Raumes - Keine Berücksichtigung des Problems der Standortspaltung und Nebenbedingungen wie Grundstückgrößen usw. - Proportionalität zw. Entfernung & Transportkosten entspricht nicht der Realität - Annahme, dass benötigte Arbeitskräfte ausreichend zur Verfügung stehen
Modelltheoretische Erfassung des Standortproblems
Erweiterung des Vorgehens
Diskret
Klassisches Transportproblem
- Versandorte Ai (i = 1, …, m ) - Mit verfügbarem Gut in den Mengen ai - Dieses wird an den Bestimmungsorten Bj (j = 1, …, n) - In den Mengen bj benötigt - Die an den Versandorten verfügbare Menge stimmt mit dem Bedarf an den Bestimmungsorten überein - Transportkosten kij einer Einheit sind bekannt und konstant à Erstellung eines Versandplans der die Transportkosten minimiert
Modelltheoretische Erfassung des Standortproblems
Erweiterung des Vorgehens
Diskret
Klassisches Transportproblem
ZF: K = ∑mi=1∑nj=1 kij * xij à min! NB: Versandbedingung ∑nj=1 xij = ai à es wird nicht mehr versenden als vorhanden ist Empfangsbedingung ∑mi=1 xij = bj à alle Bedarfe werden erfüllt NNB xij ≥ 0 Mit xij = von Ai nach Bj zu transportierende Menge à Standortmodell, wenn die m Versandorte nicht vorgegeben sind, sondern lediglich als potentielle Standorte aufgefasst werden, deren günstigste in der Lösung des Transportmodells enthalten sind.
Modelltheoretische Erfassung des Standortproblems
Transportkosten und Investitionskosten sind entscheidungsrelevant
wird nun ein potentieller zu einem tatsächlichen Standort,
Anfallen von Errichtungskosten für die Errichtung eines Werke
ZF: ∑mi=1∑nj=1 kij * xij + ∑mi=1ui * KiE à min! NB: Versandbedingung ∑nj=1 xij ≤ ui * ai Empfangsbedingung ∑mi=1 xij = bj NNB xij ≥ 0 ui = 1, falls i als Standort gewählt = 0, sonst KiE = Errichtungskosten, falls Standort i gewählt wird
Modelltheoretische Erfassung des Standortproblems
3. Gruppe: Monitär quantitativ und qualitativ
Scoring Modell
Ausgangspunkt:
STi N potentielle Standorte SFj M Standortfaktoren gj Jedem Standortfaktor wird ein Gewichtungsfaktor zugeordnet rzij Bewertungsziffern der Intensitätsklassen für jede Standortkategorie, durch Bewertung der einzelnen Standorte im Hinblick auf jeden Standortfaktor Rij Gewichtete Rangziffer à relative Bedeutung der Standorteigenschaften für die Standortwahl rzij * gj = Rij à Gesamtrangziffer durch Verknüpfung der gewichteten Rangziffern - additiv bei unabhängigen Standorteigenschaften - multiplikativ bei abhängigen Standorteigenschaften oder solche die nur kombiniert zur Geltung kommen Bsp. S. 411 (Höchste Transportkosten bekomme niedrigste Rangziffer)
Modelltheoretische Erfassung des Standortproblems
Scoring Modell
Problembereiche
- ZuordnungsproblematikDefinition der Intensitätsklassen so, dass in jedem Falle eine eindeutige Zuordnung möglich ist? - EntsprechnungsproblematikEntsprechen die Relationen der Einzelrangziffern von je zwei Intensitätsklassen den Nutzenrelationen? - Gewichtungsproblematik:Sind die Standorteigenschaften entsprechend ihrer tatsächlichen Bedeutung für die Entscheidung gewichtet? Vorteil: Transparenz des Entscheidungsprozesses, durch die Verwendung der Gewichtungszahlen und Rangwerte
Heuristik
1) Existenzberechtigung
2) Ziel
3) Voraussetzung
4) Merkmale
(1) à Probleme bei der Lösung gemischt-ganzzahliger Optimierungsmodelle (2) Reduktion des Problemlösungsaufwandes und damit Zeitaufwand (3) Wohlstrukturiertes Problem, d.h. - nach Art und Umfang scharf definiert - Operationale Zielfunktion ist gegeben - Existenz eines effizienten Lösungsverfahrens - Fehlende Lösungsgarantie - Spezifische Problemorientierung, d.h. geringer Allgemeinheitsgrad
