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Über dieses Buch

Planabweichungen bei der Entwicklung von neuen Produkten führen beim Produktionsstart häufig zu Anlaufproblemen. Diese können beispielsweise darin bestehen, dass ein ursprünglich geplantes Produktprogramm nicht realisiert werden kann, weil einige Produktvarianten auf Grund des mangelnden Entwicklungsstands der in sie eingehenden Teile (Baugruppen und Einzelteile) nicht gefertigt werden können. Für Unternehmen bedeutet dies i. d. R. entgangene Kundenaufträge, Imageverluste sowie hohe Nacharbeitskosten. Planabweichungen im Entwicklungsprozess müssen folglich rechtzeitig erkannt und korrigiert werden. Ein Planungsproblem im Rahmen des Anlaufmanagements besteht nun darin, eine zusätzliche meist knappe Ressource derart einzusetzen, dass möglichst viele und stark nachgefragte Produktvarianten ihre Produktionsreife erlangen und damit gebaut werden können.
Die vorliegende Dissertation von Christoph Stich beschreibt erstmals einen modellorientierten Problemlösungsansatz, wie bei einer variantenreichen Serienproduktion, wie sie in der Automobilindustrie üblich ist, der optimale Ressourceneinsatz bestimmt und somit die Verfügbarkeit des Produktprogramms zum Produktionsstart optimiert werden kann.
Das Buch wendet sich an interessierte Produktionsplaner und Logistiker in der industriellen Praxis sowie an Dozenten und Studenten der Betriebswirtschaftslehre, des Wirtschaftsingenieurwesens und der Wirtschaftsinformatik mit den Schwerpunkten Produktionswirtschaft und Logistik.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Gegenstand und Gang der Arbeit

Zusammenfassung
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Optimierung des Einsatzes von knappen Ressourcen. Derartige Ressourcen können z. B. in Form von Material, menschlicher Arbeitskraft oder Kapital vorliegen und werden als Produktionsfaktoren für die Entwicklung und die Erzeugung von Ausbringungsgütern (Produkten) verwendet. Der effiziente und effektive Einsatz von Ressourcen ist die Grundlage eines jeden wirtschaftlichen Handelns und damit gleichzeitig die Voraussetzung für den langfristigen ökonomischen Erfolg eines Unternehmens.
Christoph Stich

Kapitel 2. Der Serienanlauf als Planungsumfeld

Zusammenfassung
Planung kann als die gedankliche Vorwegnahme und Bewertung künftigen Handelns bezeichnet werden. Sie dient der Entscheidungsvorbereitung und -findung. Für das Verständnis und die Lösung eines Planungsproblems ist die Kenntnis des Planungsumfelds wichtig.
Christoph Stich

Kapitel 3. Abbildung variantenreicher Erzeugnisse

Zusammenfassung
Da es sich bei dem MEPVP um ein mehrstufiges Planungsproblem handelt, ist die genaue Kenntnis der Erzeugnisstruktur und der Art und Weise wie diese abgebildet wird, eine notwendige Voraussetzung für die Problemstrukturierung (Kap. 4), für die Abbildung des Problems mit mathematischen Modellen (Kap. 5) und damit auch für die Lösung des Problems (Kap. 6 und Kap. 7). In diesem Kapitel werden deshalb als erstes die verschiedenen Ebenen vorgestellt, auf denen Erzeugnisse beschrieben und abgebildet werden können. Anschließend werden die für das MEPVP bedeutsamen Ebenen ausführlich erklärt.
Christoph Stich

Kapitel 4. Das mehrstufige, einperiodige Produktprogrammverfügbarkeits-Planungsproblem (MEPVP)

Zusammenfassung
Nachdem im vorangegangenen Kapitel die verschiedenen Möglichkeiten zur Beschreibung und Abbildung variantenreicher Erzeugnisse dargestellt wurden, wird in diesem Kapitel das Problem der Produktprogrammverfügbarkeitsplanung im Serienanlauf detailliert beschrieben und strukturiert. Vorab werden für das MEPVP einige Annahmen zur Beschreibungs- und Abbildungsart des Produktprogramms der anlaufenden Produktserie getroffen. Anschließend werden verschiedene Problemparameter betrachtet. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den notwendigen Faktoreinsatzkosten zur Beseitigung des Entwicklungsverzugs eines Teils als zentralem Parameter.
Christoph Stich

Kapitel 5. Optimierungsmodelle zur Abbildung des MEPVP

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden das MEPVP-Modell und weitere Optimierungsmodelle zur Abbildung des MEPVP entwickelt. Es handelt sich dabei um gemischt-binäre und um reinbinäre Modelle. Zunächst werden die entwickelten Modelle bezüglich verschiedener Modelltypen eingeordnet und in einer Übersicht dargestellt.
Christoph Stich

Kapitel 6. Mögliche Lösungsansätze für das MEPVP

Zusammenfassung
Um ein neuartiges Problem wie das MEPVP zu lösen, ist es zweckmäßig und notwendig, die Charakteristika des Problems zu kennen. Deshalb wird in diesem Kapitel zunächst von dem konkreten MEPVP-Modell abstrahiert und das MEPVP in die OR-Systematik bzw. genauer in die Systematik der Knapsack-Probleme eingeordnet. Anschließend wird die Komplexität des MEPVP formal analysiert. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sowie die Anforderungen an ein Lösungsverfahren für das MEPVP bilden die Basis der Entscheidung für den später gewählten Lösungsansatz.
Christoph Stich

Kapitel 7. Ein heuristischer Lösungsansatz für das MEPVP

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird zunächst ein Überblick über die in dieser Arbeit betrachteten Lösungsansätze für das MEPVP gegeben. Anschließend werden die ausgewählten heuristischen Verfahren allgemein vorgestellt und danach für das MEPVP konzipiert.
Christoph Stich

Kapitel 8. Empirische Analyse des heuristischen Lösungsansatzes

Zusammenfassung
In diesem Kapitel soll gezeigt werden, dass das MEPVP mit dem im vorigen Kap. 7 konzipierten heuristischen Lösungsansatz erfolgreich gelöst werden kann. Deshalb wurden beide Algorithmen, GRASP und Tabu-Search, in Java mit der Entwicklungsumgebung IBM Websphere Studio Application Developer® Version 5.1.0 implementiert. Die Probleminstanzen und die berechneten Lösungen wurden in einer Microsoft-Access®-Datenbank gespeichert.
Christoph Stich

Kapitel 9. Schlussbetrachtung und Ausblick

Zusammenfassung
Mit dem in der vorliegenden Arbeit entwickelten MEPVP-Modell und dem heuristischen Lösungsansatz kann während des Serienanlaufs bei Variantenfertigern eine zusätzliche Ressource in Form von Material, menschlicher Arbeitskraft oder Kapital derart zu Teilen, die einen Entwicklungsverzug aufweisen, zugeordnet werden, dass die Verfügbarkeit des Produktprogramms zum Serienstart optimal ist, d. h., dass mit dem verfügbaren Produktprogramm ein maximaler Anteil an der zum Planungszeitpunkt unbekannten, zukünftigen Kundennachfrage befriedigt werden kann. Zwar wurden bei der Entwicklung des MEPVP-Modells einige zur Strukturierung des Problems notwendige, vereinfachende Abstraktionen von der Realität vorgenommen, die Lösung des MEPVP-Modells liefert dennoch wertvolle Informationen darüber, wie die einzelnen Teile für die Realisierung eines erfolgreichen Serienanlaufs mit einer optimalen Verfügbarkeit des Produktprogramms zu priorisieren sind.
Christoph Stich

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