Werkzeugmaschinenlabor der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen

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1 Werkzeugmaschinenlabor der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen Lehrstuhl für Produktionssystematik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. G. Schuh Fabrikplanung Logistik I - Logistikplanung - Vorlesungsverantwortlicher: Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. P. Attig Steinbachstr. 53B Raum 58 Tel.: P.Attig@wzl.rwth-aachen.de Logistik I Ü6 S. 0

2 Inhaltsverzeichnis: Inhaltsverzeichnis Seite Glossar Seite 2 Übung Situationsbeschreibung Seite 3 Aufgabe : Lagerplanung Seite 5 Aufgabe 2: Lageroptimierung Seite 7 Aufgabe 3: Travelling-Salesman Seite 20 Logistik I Ü6 S.

3 Glossar: Heuristik Eine Methode, komplexe Probleme, die sich nicht vollständig lösen lassen, mit Hilfe einfacher Regeln und unter Zuhilfenahme nur weniger Informationen zu entwirren. Kommissionierung Bezeichnet das Zusammenstellen von bestimmten Teilmengen (Artikeln) aus einem bereitgestellten Sortiment aufgrund eines Auftrages. Dabei kann es sich um einen Kundenauftrag oder auch um einen Produktionsauftrag handeln. Lagernutzungsgrad Er zeigt das Verhältnis von genutzter zu verfügbarer Fläche. Die Kennziffer deckt sowohl Engpässe (Überbelegung) als auch mangelhafte Auslastung (Überkapazitäten) auf. Lagerreichweite Sie gibt an, wie lange der durchschnittliche Lagerbestand bei einem durchschnittlichen Verbrauch ausreicht. Die Lagerreichweite kann auch für einen bestimmten Stichtag (z. B. Quartalsbeginn) berechnet werden. Logistik I Ü6 S. 2

4 Eickhoff Maschinenfabrik GmbH Fertigungsstandort Klipphausen: Werksplanung auf grüner Wiese Dimensionen der Werkshalle: 30 m x 27,5 m Der Materialfluss soll kreisförmig geschehen: Eingang im WE Hochregallager und Großteillager versorgen Kommissionierung, Montage und QS Kleine und größere Komponenten werden in Hochregal gelagert Großteile werden aufgrund ihres Gewichts auf Bodenlagerflächen bevorratet Regallager muss in Fertigungsplan passen: Maximaltiefe: 3 m Breite des Regallagers noch undefiniert, so schmal wie möglich Seite 3 Logistik I Ü6 S. 3

5 Eickhoff Maschinenfabrik GmbH Layout der Montagehalle 27,5 m Montage 2 Bereitstellung Montage Bereitstellung Reinigung Lackierung Trockner EM Aus- Lieferung ( mech.) Elektroinst. Zwischenpuffer Rüstplatz Pum penr aum Umrichter Prüfstand Öl WA (~4 Getr.) 30 m LKW Hochregal Stirnradstufe Vormontage Marktplatz, Kommissionierzone Großteillager Waschmasch. 0x0 WE / WA Materialfluss Planungsbereich 3 m Quelle: WZL Projektbeispiel??? Seite 4 Logistik I Ü6 S. 4

6 Gliederung Aufgabe : Lagerplanung 2 Aufgabe 2: Lageroptimierung 3 Aufgabe 3: Travelling Salesman Problem Seite 5 Logistik I Ü6 S. 5

7 Aufgabe : Lagerplanung Aufgabenstellung a) Die Produktionsleitung und das Logistikmanagement haben aus strategischen Gründen beschlossen, dass der Lagerbestand eine zweiwöchige Produktion sicher stellen soll. Eickhoff montiert in einer Zweischichtproduktion an fünf Tagen pro Woche, während in einer Schicht ein Getriebe gefertigt werden kann. Berechnen Sie die Anzahl der Getriebe, die bei diese Vorgaben gelagert werden müssen. b) Berechnen Sie mit Hilfe der Datenblätter die Anzahl der benötigten Regalfächer z RF für kleine und größere Komponenten inkl. einem Sicherheitszuschlag s RF von zehn Prozent. c) Kalkulieren Sie die Anzahl der Ebenen z E in einem Regal, wobei die Fachhöhe h F auf 70 cm festgelegt wird und die Halle eine Höhe h H von 6,5 m aufweist. d) Nun sollen die berechneten Getriebeteile im Hochregal zur Verfügung gestellt werden. Geben Sie die Anzahl der benötigten Regalsäulen z S an. Seite 6 Logistik I Ü6 S. 6

8 Aufgabe : Lagerplanung Aufgabenstellung e) Es existieren verschiedene Möglichkeiten für einen Regalstrukturplan. Stellen Sie zwei dieser unter der Prämisse auf, dass alle Regalfächer einheitliche Abmessungen von 900 mm x 300 mm x 700 mm (t RF x b RF x h RF besitzen und für das Regallager eine Tiefe t RL von 3 m zur Verfügung steht. Jede Regalzeile braucht nur von einer Seite zugänglich zu sein. Die Stapler benötigen für das Handling der Paletten eine Transportwegbreite b TW von mindestens 4 m. Alle Regale müssen vom Mittelgang aus erreichbar sein. Skizzen der möglichen Lösungen 3 m?? Seite 7 Logistik I Ü6 S. 7

9 Aufgabe : Lagerplanung Aufgabenstellung f) Berechnen Sie den Flächennutzungsgrad der kleineren Variante. Als Regalfläche wird die komplette Lagerfläche, als Gesamtfläche die Raumfläche bezeichnet. g) Berechnen Sie die benötigte Fläche, die die Großteile auf dem Hallenboden einnehmen, indem Sie zusätzlich einen Bodenstellfaktor s B von,2 verwenden. Seite 8 Logistik I Ü6 S. 8

10 Aufgabe : Lagerplanung Nomenklatur Fach Säule Ebene Zeile Quelle: Onk Logistik Tools Seite 9 Logistik I Ü6 S. 9

11 Aufgabe : Lagerplanung Lagerkennzahlen Lagerkennzahlen Flächennutzungsgrad Raumnutzungsgrad Lagernutzungsgrad Lagerwirkungsgrad h h 2 v v 2 v 3 h t B t E b l 2 Gesamtfläche Regal- bzw. Abstellfläche b 2 b l l x b x h = Raumvolumen l 2 x b 2 x h 2 = Lagervolumen l l x b x h = Lagervolumen S v i = Lagergutvolumen t B = Aufwand Einlagern t E = Aufwand Entladen h F = Regal- bzw. Abstellfläche Gesamtfläche h R = Lagervolumen Raumvolumen h N = Lagergutvolumen Lagervolumen h vl = (Aufwand Einlagern+Entladen)A (Aufwand Einlagern+Entladen)B abhängig von: Lagerausführung A,B = Lagersystem A, B (Systemvergleich) abhängig von: Lagerstelle abhängig von: Lagergut abhängig von: Lagerausführung Lageraufgabe i. A. a.: Krippendorff Seite 0 Durch Kennzahlen lassen sich komplexe Zusammenhänge in verdichteter Form darstellen. In der Regel werden zur Beurteilung von logistischen Prozessen mehrere Kennzahlen benötigt, da Einzelkennzahlen aufgrund der teils gegenläufigen Ziele der Logistik nicht ausreichen. Logistik I Ü6 S. 0

12 Aufgabe : Lagerplanung Flächenberechnungen Ermittlung des Netto- Lagerbedarfs Ermittlung des Brutto-Lagerbedarfs (Lagergutfläche A LGu ) Ermittlung der Lagernutzfläche Lagernutzfläche A LN Systembedingter Leerplatzanteil Zuschlag für Kleinbestände Lagerhauptfläche A LH Lagernebenfläche A LNe Saisonal bedingter Lagerplatzbedarf Dispositionsreserve Hauptfunktionsfläche A LHF Nebenfunktionsfläche A LNF Reserve für besondere Bestände Bestellgröße: 00% bei fixer 50% bei freier Lagerplatzzuordnung Sicherheitsbestand Netto-Lagerplatzbedarf Lagergrundfläche A LG Lagergutfläche A LGu Guttransportfläche A LT Manipulationsfläche A LM Quelle: Aggteleky; Wirth Seite Der maximale Lagerbedarf (Netto) ergibt sich aus den summierten Platzbedarfen folgender Teilbestände: - dem Sicherheitsbestand - der Losgröße einer Anlieferung (Bestellgröße) - der Reserve für besondere Bestände wie Lagerhüter - der Reserve für saisonal bedingte Schwankungen Das reibungslose Betreiben eines Lagers erfordert jedoch einen gewissen Leerplatzanteil, der von der Lagerungsstrategie, dem Lagerungssystem und von dispositiven Aspekten abhängt, und sich aus folgenden Teilen zusammensetzt: - der Dispositionsreserve zur Unterbringung von nicht planmäßigen Restmengen oder vorzeitigen Anlieferungen sowie zur rationellen Leerplatzzuweisung bei freier Lagerung - dem Zuschlag für Kleinbestände, bei denen aus Gründen der Einfachheit und Übersichtlichkeit eine platzgebundene Lagerung vorgezogen wird. - dem systembedingten Leerplatzanteil, da auf jedem Lagerplatz nur ein Artikel gelagert werden sollte und immer mit angebrochenen Gebinden gerechnet werden muss. Zur Berechnung der Lagernutzfläche, also der gesamten Lagerfläche, benötigt man weiterhin: - die Manipulationsfläche, zur Berücksichtigung der Bewegungstoleranz des Lagerguts (des Transporthilfsmittel) in der festen Ausrüstung bzw. auf dem Stellplatz - die Guttransport- und Bewegungsfläche für die Ein- und Auslagerung (z. B. Regalgänge und Übergabebereiche) - die Nebenfunktionsfläche, die die indirekt der Lagerung zuordenbaren Flächen zusammenfasst ( z. B. zur Kommissionierung, Bereitstellung oder Qualitätssicherung) - die Lagernebenfläche (z. B. für EDV, Klimaanlagen, Sozialräume, Feuerlöschanlagen) Logistik I Ü6 S.

13 Aufgabe : Lagerplanung Tabelle mit Informationen über kleine Komponenten Bauteile Lagermedium Lagermed./ Getriebe Länge [m] Breite [m] Höhe [m] Lagermed./ Regalfach Lagerdeckel, Planetenräder, Bolzen und Gitterbox 0,9,3 0,65 weitere Kleinteile Ritzelwelle Gitterbox 0,333 0,9,3 0,65 Schrumpfverbindung Regalpalette 0,5 Kleine Lager Europalette 0,8,2 0,2 3 Pumpe Gitterbox 0,333 0,9,3 0,65 Filter Gitterbox 0,25 0,9,3 0,65 Elektrikkomponenten Gitterbox 0,25 0,9,3 0,65 Quelle: WZL Projektbeispiel Seite 2 Logistik I Ü6 S. 2

14 Aufgabe : Lagerplanung Tabelle mit Informationen über größere Komponenten Bauteile Lagermedium Lagermed./ Getriebe Länge [m] Breite [m] Höhe [m] Lagermed./ Regalfach Planetenträger (klein) Regalpalette 0,6 Planetenrad (klein) Gitterbox 0,9,3 0,65 Planetenrad (groß) Gitterbox 2 0,9,3 0,65 Drehstabritzel (klein) Gitterbox 0,333 0,9,3 0,65 Drehstabritzel (groß) Gitterbox 0,9,3 0,65 Quelle: WZL Projektbeispiel Seite 3 Logistik I Ü6 S. 3

15 Aufgabe : Lagerplanung Tabelle mit Informationen über Großteile Bauteile Lagermedium Lagermed./ Getriebe Länge [m] Breite [m] Höhe [m] Bodenstapelung Schrumpfscheibe Bodenpalette,5,5 0,6 4 Gehäuse -,5,5 2 Gehäusedeckel -,5,5 0,2 5 Hohlrad (groß) -,8,8 0,4 5 Hohlrad (klein) -,5,5 0,3 5 Flanschgehäuse -,8,8 0,35 5 Zwischenflansch -,8,8 0,35 5 Große Lager Bodenpalette,5,5 0,2 0 Planetenträger (groß) -,5,5,2 Quelle: WZL Projektbeispiel Seite 4 Logistik I Ü6 S. 4

16 Lösungsskizze: Logistik I Ü6 S. 5

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19 Aufgabe 2: Lageroptimierung Aufgabenstellung In Aufgabe haben Sie das Lager für eine Produktionsstückzahl von bis zu 520 Getrieben bei einer Reichweite von 2 Wochen ausgelegt. Welche Auswirkungen hat die geplante Stückzahlerhöhung auf 000 Getriebe/ Jahr auf die Lagerauslegung? Lagerbestand Verbrauch Anzahl Getriebe Meldebestand Wiederbeschaffungszeit Wiederbeschaffungsmenge Sicherheitsbestand Zeit Reichweite Seite 8 Logistik I Ü6 S. 8

20 Aufgabe 2: Lageroptimierung Lösungsvorlage Lagerbestand Sicherheitsbestand Zeit Seite 9 Logistik I Ü6 S. 9

22 Aufgabe : Travelling Salesman Problem Aufgabenstellung Im Rahmen der Planungen für die Versorgungslogistik stellt sich für die Eickhoff Maschinenfabrik GmbH folgendes Problem: Für die schweren Getriebeteile soll eine Vorbearbeitung bei Lohnfertigern in der Umgebung erfolgen. Bei einem Besuch in Dresden wollen Sie mögliche Lieferanten in der Umgebung besuchen. Die Standorte der Lieferanten sind in der Karte rechts eingezeichnet. Ermitteln Sie mit Hilfe von heuristischen Verfahren eine möglichst kurze Route. Start- und Endpunkt Ihrer Reise ist Dresden. a) Verfahren des nächsten Nachfolgers b) Sweep-Verfahren 56 km Magdeburg 29 km Gera 03 km Leipzig 90 km 38 km 2 km Berlin 30 km 34 km Dresden Cottbus Seite 2 Logistik I Ü6 S. 2

23 Aufgabe : Travelling Salesman Problem Lösungsvorlage Verfahren des nächsten Nachfolgers Dresden Entfernung 0 km Sweep-Verfahren Dresden Entfernung 0 km = = Seite 22 Logistik I Ü6 S. 22