Klausur B-Modul 31541: Produktionsplanung Wintersemester 2017/18

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1 FAKULTÄT FÜR WIRTSCHAFTSWISSENSCHAFT Name: Vorname: Klausur B-Modul 31541: Produktionsplanung Termin: Prüfer: 15. März 2018, Uhr Prof. Dr. Thomas Volling Aufgabe Σ maximale Punktzahl erreichte Punktzahl Note: Datum: Unterschrift des Prüfers 2018 FernUniversität in Hagen, Fakultät für Wirtschaftswissenschaft

2 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 2 HINWEISE ZUR BEARBEITUNG Die Klausur besteht aus einem Aufgabenteil inklusive Lösungsbögen. Überprüfen Sie zunächst, ob Sie die korrekte Anzahl an Seiten (insgesamt 24 Seiten) erhalten haben. Melden Sie sich unverzüglich bei einer der aufsichtsführenden Personen, falls das nicht der Fall sein sollte. Füllen Sie nun den Kopf des Deckblattes und der nachfolgenden Seiten aus! Bitte geben Sie, wenn nicht anders gefordert, den Lösungsweg an. Ergebnisse ohne nachvollziehbaren Lösungsweg können mit weniger als der angegebenen Punktzahl bewertet werden. Die Lösungen müssen in die dafür vorgesehenen Lösungsbereiche eingetragen werden. Bei Platzproblemen verwenden Sie bitte die Rückseiten und verweisen auf diese. Eigene mitgebrachte Blätter dürfen nicht verwendet werden! Verwenden Sie bitte weder einen Bleistift noch einen Rotstift! Bitte schreiben Sie leserlich! Unlesbarkeiten gehen zu Ihren Lasten. Bitte runden Sie ggf. Ihre Ergebnisse auf zwei Stellen nach dem Komma. Die Verwendung eines Taschenrechners ist dann und nur dann erlaubt, wenn dieser einer der drei folgenden Modellreihen angehört: Casio fx86 oder fx87 Texas Instruments TI 30 X II Sharp EL 531 Die Verwendung anderer Taschenrechnermodelle wird als Täuschungsversuch gewertet und mit der Note nicht ausreichend (5,0) sanktioniert. Ob ein Taschenrechner einer der drei Modellreihen angehört, können Sie selbst überprüfen, indem Sie die vom Hersteller auf dem Rechner angebrachte Modellbezeichnung mit den oben angegebenen Bezeichnungen vergleichen: Bei vollständiger Übereinstimmung ist das Modell erlaubt. Ist die auf dem Rechner angebrachte Modellbezeichnung umfangreicher, enthält aber eine der oben angegebenen Bezeichnungen vollständig, ist das Modell ebenfalls erlaubt. In allen anderen Fällen ist das Modell nicht erlaubt. Unterschreiben Sie vor der Abgabe Ihre Klausur auf der letzten von Ihnen beschriebenen Seite! Die Klausur umfasst 4 Aufgaben. Die gesamte Bearbeitungszeit beträgt 120 Minuten. Bei jeder Aufgabe ist die maximal erreichbare Punktzahl angegeben. Insgesamt können maximal 100 Punkte erreicht werden.

3 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 3 In der Klausur können neben freien Aufgaben unter anderem auch folgende Aufgabentypen vorkommen: Richtig/Falsch-Aufgaben: Gegebene Aussagen sind auf ihre Richtigkeit hin zu prüfen und entsprechend zu kennzeichnen (R/F). Es kann auch eine zusätzliche Begründung gefordert werden. Zutreffende Kennzeichnungen und korrekte Begründungen werden mit der angegebenen Punktzahl bewertet. Lückentext-Aufgaben: Formale oder verbale Beschreibungen bzw. Grafiken enthalten Leerstellen, die in geeigneter Weise zu füllen sind. Zutreffende Angaben werden mit der auf sie entfallenden Punktzahl bewertet. Multiple-Choice-Aufgaben mit Einfachwahl (1 aus n): Bei jeder Teilaufgabe ist genau eine von n gegebenen Antwortmöglichkeiten zutreffend. Die Teilaufgabe wird mit der angegebenen Punktzahl bewertet, wenn genau (und ausschließlich) die zutreffende Antwortmöglichkeit gekennzeichnet wurde. Sie erhalten 0 Punkte für die Teilaufgabe, wenn Sie keine vorgegebene Antwortmöglichkeit wählen. Sie erhalten ebenfalls 0 Punkte für die Teilaufgabe, wenn Sie mehr als eine Antwortmöglichkeit kennzeichnen. Multiple-Choice-Aufgaben mit Mehrfachwahl (x aus n): In jeder Teilaufgabe können Sie die in der Klausur angegebene Punktzahl erreichen. Sie erhalten 0 Punkte, wenn Sie keine vorgegebene Antwortmöglichkeit wählen. Die Punktevergabe erfolgt gemäß dem in der nachfolgenden Tabelle dargestellten Berechnungsschema. Anzahl vorgegebener Antwortmöglichkeiten Davon zutreffend gekennzeichnete Antwortmöglichkeiten Sie erhalten x % der erreichbaren Punkte Nicht alle der beschriebenen Aufgabentypen müssen in der Klausur Verwendung finden. Viel Erfolg!

4 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 4 Aufgabe 1 Wer wird Produktionsplaner? 25 Punkte Die folgenden Aufgabenteile 1 a) bis 1 g) werden als Multiple-Choice-Aufgaben mit Mehrfachauswahl (x aus n) gewertet. Von den vorgegebenen Antwortmöglichkeiten können jeweils 1 bis 5 zutreffend sein. a) Welche Aussage(n) trifft/treffen laut Studienbrief für die Kuppelproduktion zu? 2,5 Punkte Eine feste Koppelung der Produkte liegt vor, wenn zwischen den erzeugten Gütern ein starres Mengenverhältnis besteht. Eine einfache Kuppelproduktion liegt vor, wenn die Güter nur noch nachgelagerte Arbeitsgänge durchlaufen. Eine mehrfache Kuppelproduktion liegt vor, wenn zwischen den erzeugten Gütern ein variierbares Mengenverhältnis besteht. Eine lineare Kuppelproduktion liegt vor, wenn der Kuppelprozess bei einem Arbeitsgang stattfindet. Keine der zuvor genannten Antworten ist richtig. b) Welche der folgenden Planungsaufgaben ist/sind laut Studienbrief Teilaufgabe(n) der Produktionsprozessplanung in der Fließfertigung? 2,5 Punkte Leistungsabstimmung Terminplanung Pufferbestimmung Fertigungsauftragsgrößenplanung Keine der zuvor genannten Antworten ist richtig.

5 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 5 c) Worin besteht/bestehen laut Studienbrief der/die Unterschied(e) zwischen der langfristigen und der kurzfristigen Produktionsprogrammplanung? 2,5 Punkte Während die langfristige Produktionsprogrammplanung vorrangig das Produktionsprogramm in der Kleinserien- und Einzelfertigung festlegt, wird in der kurzfristigen Produktionsprogrammplanung das Produktionsprogram in der Massen- und Serienproduktion festgelegt. Während bei der kurzfristigen Produktionsprogrammplanung Entscheidungen über das Produktsortiment getroffen werden, legt die langfristige Programmplanung fest, in welchen Mengen einzelne Produkte des Sortiments bei gegebenen Ressourcen innerhalb einer Planungsperiode hergestellt werden müssen, um eine bestimmte Zielsetzung zu erreichen. Während bei der langfristigen Produktionsprogrammplanung Entscheidungen über das Produktsortiment getroffen werden, legt die kurzfristige Programmplanung fest, in welchen Mengen einzelne Produkte des Sortiments bei gegebenen Ressourcen innerhalb einer Planungsperiode hergestellt werden müssen, um eine bestimmte Zielsetzung zu erreichen. Während bei der langfristigen Produktionsprogrammplanung Entscheidungen über den Produktionsstandort getroffen werden, legt die kurzfristige Programmplanung fest, in welcher Reihenfolge Aufträge auf Maschinen bearbeitet werden sollen. Keine der zuvor genannten Antworten ist richtig.

6 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 6 d) Welche(r) Problemkreis(e) tritt/treten laut Studienbrief in der mehrstufigen Fertigung auf? 2,5 Punkte Problem der optimalen Wahl zwischen Eigenfertigung oder Fremdbezug Problem der optimalen Verfahrenswahl bei mehreren Fertigungsstellen Problem der Teilebedarfsermittlung in der Mehrstufenfertigung Abstimmungsprobleme zwischen einzelnen Produkten Keine der zuvor genannten Antworten ist richtig.

7 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 7 e) Welche Aussage(n) trifft/treffen auf die in Abbildung 1 dargestellte graphische Lösung zur Bestimmung eines optimalen Produktionsprogramms zu? 5 Punkte x 2 Restriktionen Höchstmenge x 2 50 Mindestmenge x Abbildung 1: Graphische Bestimmung des optimalen Produktionsprogramms x 1 Wenn der Stückdeckungsbeitrag von x 2 mehr als doppelt so groß ist wie der von x 1 und von x 1 höchstens 50 Stück produziert werden können, wird diese Höchstgrenze voll ausgeschöpft. Wenn der Stückdeckungsbeitrag von x 2 mehr als doppelt so groß ist wie der von x 1 und von x 1 mindestens 50 Stück produziert werden können, werden 50 Stück von x 2 produziert. Wenn der Stückdeckungsbeitrag von x 2 positiv, aber weniger als halb so groß ist wie der von x 1 und von x 1 höchstens 50 Stück produziert werden sollen, werden 70 Stück von x 2 produziert. Wenn der Stückdeckungsbeitrag von x 2 genauso groß ist wie der von x 1 und von x 1 mindestens 50 Stück produziert werden sollen, werden von x 2 65 Stück produziert. Keine der zuvor genannten Antworten ist richtig.

8 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 8 f) Welche Aussage(n) trifft/treffen auf das in Abbildung 2 dargestellte Operationsfeld des graphischen Verfahrens von AKERS zu, wenn 1 Kästchen einer Zeiteinheit entspricht? 5 Punkte 2 A 2 C 2 B 2 D Abbildung 2: Operationsfeld des graphischen Verfahrens von AKERS Die Bearbeitungszeit des 1. Auftrages auf Maschine A beträgt 3 Zeiteinheiten. Die reine Bearbeitungszeit des 1. Auftrages beträgt insgesamt 20 Zeiteinheiten. Unter der Prämisse, dass bei freier Maschine sofort mit der Bearbeitung des anstehenden Auftrages begonnen wird, trifft der optimale Weg durch das Operationsfeld bei gleichzeitigem Bearbeitungsbeginn beider Aufträge auf das Konfliktfeld C. Die minimale Zykluszeit beträgt 26 Zeiteinheiten. Keine der zuvor genannten Antworten ist richtig.

9 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 9 g) Welche Aussage(n) trifft/treffen auf das in Abbildung 3 dargestellte GANTT-Diagramm zu? 5 Punkte Maschine A 1 X 1 X 2 X 3 A 2 X 1 X 2 X 3 A 3 X 1 X 2 X Abbildung 3: GANTT-Diagramm t Die Abbildung zeigt ein auftragsorientiertes GANTT-Diagramm. Die Wartezeit W 2 beträgt 3 Zeiteinheiten. Die Leerzeit L 2 beträgt 3 Zeiteinheiten. Die Gesamtleerzeit L beträgt 15 Zeiteinheiten. Keine der zuvor genannten Antworten ist richtig.

10 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 10 Aufgabe 2 Echte Chemie 29 Punkte Die KINOVE GmbH ist ein Hersteller von Spezialchemie und stellt in einem mehrstufigen Prozess zwei verschiedene Endprodukte her: den Lack Fi-Nish und den Kleber Glu-E. Zur Herstellung einer Mengeneinheit [ME] Fi-Nish werden 8 ME des Zwischenprodukts Z1 und 6 ME des Rohstoffs R2 benötigt. Für die Herstellung einer ME Glu-E sind 5 ME des Zwischenprodukts Z1, 4 ME des Zwischenprodukts Z2 und 7 ME des Rohstoffs R3 erforderlich. Das Zwischenprodukt Z1 besteht aus 7 ME des Rohstoffs R1 und 2 ME des Rohstoffs R3 sowie 4 ME des Zwischenprodukts Z2. Das Zwischenprodukt Z2 wird aus 3 ZE des Rohstoffs R2 und 4 ZE des Rohstoffs R3 hergestellt. Dieses Jahr plant die KINOVE GmbH den Absatz von 150 ME Fi-Nish, 250 ME Glu-E, 20 ME Z1 und 40 ME Z2. a) Grenzen Sie die Begriffe Primärbedarf und Sekundärbedarf gegeneinander ab. Nennen Sie Einsatzmöglichkeiten eines GOZINTO-Graphen und erläutern Sie die Grenzen seiner Einsetzbarkeit. Welches alternative Verfahren zur Bestimmung des Teilebedarfs lässt sich anwenden? 6 Punkte b) Stellen Sie den oben dargestellten Sachverhalt dar, indem Sie den vorgegebenen GOZINTO- Graphen in Abbildung 4 vervollständigen. 10 Punkte c) Berechnen Sie den Gesamtbedarf dieses Jahres für die Erzeugnisse. Stellen Sie die von Ihnen durchgeführten Rechenschritte in der vorgegebenen Tabelle 1 zusammen. Hinweis: Die Anzahl der verfügbaren Zeilen muss nicht mit der Lösung übereinstimmen. 7 Punkte d) Für den Lack Fi-Nish soll geprüft werden, ob ein Zusatzauftrag im Umfang von weiteren 50 ME angenommen werden kann. Zwar haben Sie zuvor die Gesamtbedarfe für ein Jahr im Voraus geplant, die gelagerten Mengen der Rohstoffe und des Zwischenprodukts Z2 würden jedoch ausreichen, um den Zusatzauftrag zu erfüllen. Lediglich vom Zwischenprodukt Z1 stehen nicht ausreichend ME zur Verfügung, sodass der Zusatzauftrag von Fi-Nish nicht ohne eine Reduzierung der produzierten ME des Klebers Glu-E erfüllt werden könnte. Wie sollte die KINOVE GmbH vorgehen, um eine optimale Entscheidung zu treffen? Unterstützen Sie die Entscheidungsfindung, indem Sie die angemessene Vorgehensweise stichpunktartig schildern. 6 Punkte

11 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 11 Lösung Aufgabe 2 a)

12 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 12 Lösung Aufgabe 2 b) Fi-Nish 150 Glu-E 250 Z1 20 Z2 40 R1 0 R2 0 R3 0 Abbildung 4: GOZINTO-Graph

13 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 13 Lösung Aufgabe 2 c) Tabelle 1: Berechnung des Gesamtbedarfs

14 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 14 Lösung Aufgabe 2 d)

15 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 15 Aufgabe 3 Regale nach Maß 21 Punkte AEKI ist eine kleine Tischlerei, die sich auf die kundenindividuelle Herstellung von Regalen aus Holz spezialisiert hat. In immer der gleichen Reihenfolge werden dazu drei Produktionsschritte auf drei Maschinen A m (mit m = 1,,3) durchgeführt: Sägen (A 1 ), Lackieren (A 2 ) und Verpacken (A 3 ). Beim Sägen werden die Holzplatten nach Kundenwunsch zugeschnitten, beim Lackieren werden die einzelnen Bauteile lackiert und beim Verpacken werden die Bauteile transportsicher verpackt. Da es sich bei den Regalen um ein kundenindividuelles Naturprodukt handelt, ergeben sich für jeden Auftrag an jeder Maschine unterschiedliche Bearbeitungszeiten. Aktuell liegen drei Aufträge X j (mit j = 1,,3) vor, deren Reihenfolge so festgelegt werden soll, dass die Zykluszeit minimiert wird. Die Bearbeitungszeiten p jm (in Zeiteinheiten ZE) der hier betrachteten Aufträge können der unten stehenden Tabelle 2 entnommen werden. Tabelle 2: Bearbeitungszeiten der Aufträge Maschine Auftrag X 1 X 2 X 3 A A A a) Ein Kollege hat damit begonnen, mit Hilfe des Verfahrens von IGNALL und SCHRAGE das oben geschilderte Reihenfolgeproblem zu lösen. Da er jedoch erst in der letzten Woche in der Tischlerei angefangen hat, fehlt ihm die Erfahrung und seine Ergebnisse sind unvollständig. Helfen Sie dem Kollegen, indem Sie die fehlenden Werte ergänzen und die optimale Auftragsfolge und die damit realisierte Zykluszeit bestimmen. Vervollständigen Sie dazu die vorbereitete Tabelle 3. 7 Punkte b) Zeichnen Sie die optimale Auftragsfolge in Form eines auftragsorientierten GANTT-Diagramms in Abbildung 5. Bei der Ausführung des Plans kommt es zum Zeitpunkt t=8 zu einer Störung beim Lackieren (A 2 )? Wie lange darf die Behebung der Störung maximal dauern, bis sich Auswirkungen auf den Zielfunktionswert ergeben? Erläutern Sie Ihre Antwort stichpunktartig. 8 Punkte Hinweis: Wenn Sie Aufgabenteil a) nicht lösen konnten, gehen Sie von der Auftragsfolge X 1, X 2, X 3 aus.

16 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 16 c) In der nächsten Planungsperiode beobachten Sie ein vermehrtes Auftreten von Störungen im Produktionsbetrieb, sodass es immer wieder zu Verzögerungen in der Fertigstellung einzelner Aufträge und zu Abweichungen von der geplanten minimalen Zykluszeit kommt. Nennen Sie zwei mögliche negative Konsequenzen für das Unternehmen und entwickeln Sie jeweils eine Maßnahme, um den Konsequenzen entgegenzuwirken. Investitionen sind leider aufgrund des schwierigen Geschäftsumfelds nicht möglich. Begründen Sie Ihre Antwort stichwortartig. 6 Punkte

17 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 17 Lösung Aufgabe 3 a) Tabelle 3: Lösung des Reihenfolgeproblems Partielle Auftragsfolge σ Späteste Fertigstellungszeitpunkte Untere Schranken Bound s 1 s 2 s 3 S X X X Optimale Auftragsfolge: Zykluszeit: Hier haben Sie Platz für Ihre Lösungsnotizen:

18 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 18 Lösung Aufgabe 3 b) Abbildung 5: GANTT-Diagramm Länge der Störung: Begründung:

19 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 19 Lösung Aufgabe 3 c)

20 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 20 Aufgabe 4 Alles ist im Fluss! 25 Punkte Sie sind ProduktionsleiterIn in der 2Rad-Manufaktur, einem Hersteller hochwertiger Fahrräder. 2Rad verbaut ausschließlich die neuesten Komponenten, sodass in regelmäßigen Abständen eine neue Abstimmung der Fertigungslinie notwendig ist. Heute sollen Sie eine geeignete Abstimmung für einen Fließbandabschnitt ermitteln, an dem vier Fertigungsschritte (Arbeitselemente) ausgeführt werden: Montage des Sattels (A1), Montage des Lenkers (A2), Justierung des Schaltwerks (A3) sowie Qualitätskontrolle (A4). Die Arbeitselemente müssen nur einmal ausgeführt werden. A1, A2 und A3 sind in jeder Reihenfolge beliebig kombinierbar. A4 muss unbedingt als letzter Schritt durchgeführt werden, es können aber weitere Arbeitselemente an derselben Arbeitsstation ausgeführt werden. Die Operationsdauern und Lohnsätze der einzelnen Arbeitselemente können Sie Tabelle 4 entnehmen. Tabelle 4: Übersicht der Arbeitselemente im betrachteten Fließbandabschnitt Arbeitselement A1 Sattel A2 Lenker A3 Schaltwerk A4 Kontrolle Operationsdauer [Minuten] Lohnsatz der Operation [ / Minute] Sie werden bei der Abstimmung des Fließbandsystems vom Praktikanten Karl Klammer unterstützt. Er ist sich jedoch unsicher, welche Aufgabe sich genau dahinter verbirgt. a) Nennen Sie die beiden Gestaltungsparameter, die für den Fließbandabgleich genutzt werden können. Nennen Sie auch die beiden unterschiedlichen Zielsetzungen, die bei der klassischen Leistungsabstimmung verfolgt werden können. 4 Punkte b) Stellen Sie zunächst stichpunktartig den Unterschied zwischen Leerkosten aufgrund von Leerzeiten und Leerkosten aufgrund von Anforderungsdifferenzen dar. 4 Punkte c) Wie kann es gelingen, einen Teil der Leerkosten aufgrund von Leerzeiten zu reduzieren? Woran kann es liegen, dass ein bestimmter Teil der Leerkosten nicht reduzierbar ist? 4 Punkte

21 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 21 Der Praktikant Karl Klammer hat inzwischen für die vorgegebene Taktzeit von 9 Minuten eine Auswahl zulässiger Abstimmungen der Arbeitselemente in Tabelle 5 dargestellt. d) Ermitteln Sie für die vorbereiteten Abstimmungen die Lohnkosten, die Leerkosten aufgrund von Leerzeiten sowie die Leerkosten aufgrund von Anforderungsdifferenzen. Vervollständigen Sie dazu Tabelle 5. Geben Sie die leerkostenoptimale Abstimmung an. 13 Punkte

22 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 22 Lösung Aufgabe 4 a) Lösung Aufgabe 4 b)

23 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 23 Lösung Aufgabe 4 c)

24 Klausur zum B-Modul 31541: Produktionsplanung Seite 24 Lösung Aufgabe 4 d) Tabelle 5: Ausgewählte zulässige Abstimmungen Abstimmung I. II. III. Arbeitssystem A1, A2 A3 A4 A2 A3 A1, A4 A3 A1, A2, A4 Arbeitszeit Lohnsatz Lohnkosten Leerzeit Leerkosten aufgrund von Leerzeiten Arbeitskombination Leerkosten aufgrund von Anforderungsdifferenzen Leerkostenoptimale Abstimmung: