Kapazitätsorientierte Verfahren der Losgrößenplanung

Die Entwicklung von Verfahren zur Losgrößenplanung kann als eine der wohl populärsten Disziplinen der Betriebswirtschaftslehre bezeichnet werden.¹ Obwohl erste Ansätze zur Bestimmung kostenoptimaler Losgrößen bereits vor rund siebzig Jahren konzipiert wurden², hat dieses Forschungsgebiet bis zum heutigen Tage nichts an Aktualität verloren.

Die industrielle Produktion vollzieht sich als technologische Transformation eines i. d. R. vorgegebenen Inputs in einen am Markt verwertbaren Output bei weitgehender Arbeitsteilung und räumlicher Konzentration der eingesetzten Produktionsfaktoren.¹ Abb. 1 soll dies in stark vereinfachter Form verdeutlichen

In Abhängigkeit des Bedarfs an Eigenfertigungsteilen im Zeitablauf¹ lassen sich Verbrauchs-² und programmgebundene³ Verfahren der Losgrößenplanung sowohl mit als auch ohne Berücksichtigung von Kapazitätsengpässen unterscheiden. Ausgehend von differierenden Entscheidungssituationen versuchen beide Verfahrensgruppen jedoch eine identische Zielfunktion zu optimieren. Deshalb soll im folgenden die zugrundegelegte Zielfunktion sowie deren Komponenten näher erörtert werden, bevor sich eine Darstellung der verschiedenen Ansätze zur Bestimmung kostenoptimaler Losgrößen anschließt.

Sowohl in der deutschsprachigen als auch in der angelsächsischen Literatur lassen sich eine Reihe kapazitätsorientierter Verfahren der Losgrößenplanung bei einstufiger Fertigung finden.¹ Diese Ansätze unterscheiden sich vor allem in der unterschiedlichen Berücksichtigung von Kapazitätsengpässen im Rahmen der Losgrößenbildung.

Für den Fall der einstufigen Fertigung hat die Wissenschaft sowohl bei Vorliegen eines Kapazitätsengpasses als auch bei Vernachlässigung von Kapazitätsengpässen eine Reihe effizienter Algorithmen zur Losgrößenplanung entwickelt.¹ Dagegen sind kapazitätsorientierte Verfahren zur Bestimmung kostenoptimaler Losgrößen bei mehrstufiger Fertigung² relativ selten zu finden, wie DeBodt et al. feststellen: “If multi-level systems with dependent demand are considered, the problem becomes even more complex and research on this problem has been very limited.”³

Die bisherigen kapazitätsorientierten Verfahren der Losgrößenplanung weisen eine Fülle von Mängeln und Einschränkungen auf, die einen Einsatz in der Unternehmenspraxis nahezu nicht zulassen. Ein Ziel des nachfolgend dargestellten heuristischen Verfahrens zur Bestimmung kostenoptimaler Losgrößen bei bestehenden Kapazitätsengpässen ist es daher, mit einem vertretbaren Rechenaufwand eine möglichst geringe Einschränkung der Allgemeingültigkeit zu verwirklichen. Deshalb werden u. a. von Periode zu Periode variierende Nettobedarfe und Fertigungskapazitäten zugelassen. Als weiteres Ziel ist die Minimierung der Anzahl möglicher Abbruchskriterien zu nennen, die in anderen Verfahren eine Reihe möglicher Lösungsalternativen von vornherein ausschließen und damit die Anwendbarkeit in der Praxis zusätzlich restringieren.

Mit Heuris LSP wurde in der vorliegenden Arbeit ein neues kapazitätsorientiertes Verfahren der Losgrößenplanung bei Montagestrukturen und Vorliegen eines Kapazitätsengpasses vorgestellt sowie dessen Leistungsfähigkeit anhand einer Simulationsstudie demonstriert.