Supply Chain Management und Logistik. Optimierung, Simulation, Decision Support

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1 Supply Chain Management und Logistik Optimierung, Simulation, Decision Support

2 Hans-Otto Gçnther Dirk C. Mattfeld Leena Suhl (Herausgeber) Supply Chain Management und Logistik Optimierung, Simulation, Decision Support Mit 140 Abbildungen und 84 Tabellen Physica-Verlag Ein Unternehmen von Springer

3 Professor Dr. Hans-Otto Gçnther Technische Universitåt Berlin Produktionsmanagement Wilmersdorfer Straûe Berlin Professor Dr. Dirk C. Mattfeld Technische Universitåt Braunschweig Wirtschaftsinformatik Spielmannstraûe Braunschweig d.mattfeld@tu-bs.de Professor Dr. Leena Suhl Universitåt Paderborn Wirtschaftsinformatik Warburger Straûe Paderborn suhl@upb.de ISBN Physica-Verlag Heidelberg Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet çber < abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschçtzt. Die dadurch begrçndeten Rechte, insbesondere die der Ûbersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfåltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfåltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulåssig. Sie ist grundsåtzlich vergçtungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Physica-Verlag ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media GmbH springer.de Physica-Verlag Heidelberg 2005 Printed in Germany Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wåren und daher von jedermann benutzt werden dçrften. Umschlaggestaltung: Erich Kirchner, Heidelberg SPIN / ± Gedruckt aufsåurefreiem Papier

4 Vorwort Der vorliegende Tagungsband zeigt Potenziale und Synergien zur Nutzung quantitativer Methoden im Supply Chain Management und in der Logistik auf. Die Beiträge wurden im Rahmen der gemeinsamen Tagung der drei Arbeitsgruppen Supply Chain Management, Logistik und Verkehr sowie Wirtschaftsinformatik der Gesellschaft für Operations Research (GOR) in Paderborn am vorgetragen. Im Fokus stehen Themen, die aktuelle Entwicklungen in Forschung und Praxis zur Integration der Gebiete aller drei Arbeitsgruppen aufzeigen. Innerhalb moderner Informations- und Kommunikationssysteme für das Supply Chain Management und die Logistik stehen heute große Mengen an digitalen, strukturierten Daten zur Verfügung, die eine hervorragende Basis für den Einsatz quantitativer Methoden bei der Entscheidungsunterstützung bilden. Durch State-of-the-Art-Methoden des Operations Research können große Datenbestände analysiert werden, um betriebliche Entscheidungen optimal zu unterstützen. Mit Technologien der Wirtschaftsinformatik werden die Ergebnisse nahtlos in Geschäftsprozesse eines Unternehmens oder einer Lieferkette eingebunden. Durch die rasante technologische Entwicklung ist der praktische Einsatz von Operations Research-Verfahren heute nicht nur in der Planungsphase, sondern oft auch in zeitkritischen Situationen während der Ausführung möglich. Die Beiträge sind inhaltlich in vier Gruppen aufgeteilt. Der Bereich Supply Chain Management und Advanced Planning Systems beinhaltet neben einem umfassenden Tutorial zu APS mehrere Beiträge zur strategischen Gestaltung von Supply Chains sowie zur Koordination und Abstimmung zwischen den Partnern einer Lieferkette. Im zweiten Teil Produktionslogistik wird die Entscheidungsunterstützung in der Produktion und Materiallogistik diskutiert. Die Ansätze und Anwendungen reichen von der optimalen Beschaffung, Maschinenbelegung und Verpackung bis hin zur Logistik-Kostenrechnung und umfassen sowohl Auftragsfertigung als auch Prozessindustrie. Zahlreiche Methoden des Operations Research wurden für den Bereich Logistik und Verkehr entwickelt und dort erstmalig eingesetzt. Im Tagungsband finden sich Anwendungen im Flug-, Bahn-, Bus- und Schiffsverkehr, wobei sich mehrere Artikel mit dem aktuellen Thema der Beherrschung von Störungen und Verspätungen im Verkehrsablauf beschäftigen. Der vierte thematische Bereich stellt die methodische Orientierung in den Vordergrund und umfasst Artikel zu Decision Support und OR- Methoden im Allgemeinen. Es handelt sich dabei um Modellierungs- und

5 vi Vorwort Lösungstechniken für die mathematische Optimierung, insbesondere Branch-and-Price, Lagrange-Relaxation und Quadratic Assignment, die unter anderem in der Beschaffung, Disposition und Transportplanung angewandt werden. Insgesamt gibt der vorliegende Band einen umfassenden Überblick über aktuelle Forschungsaktivitäten und Anwendungen von Entscheidungsunterstützungssystemen in Supply Chain Management und Logistik. Wir danken allen Autoren, Gutachtern und Lektoren für ihre stets kooperative Mitarbeit im Redaktionsprozess. Ein besonderer Dank gilt Frau Dipl.-Kff. Antonia Knübel, durch deren unermüdlichen Einsatz beim Editieren und Formatieren der Band trotz des unerwartet hohen Umfangs rechtzeitig zur Tagung fertig wurde. Hans-Otto Günther Dirk C. Mattfeld Leena Suhl

6 Inhaltsverzeichnis Vorwort v I. Supply Chain Management und Advanced Planning Systems HANS-OTTO GÜNTHER Supply Chain Management and Advanced Planning Systems: A Tutorial DAVID BETGE,RAINER LEISTEN Koordinationsansatz für ausgewählte Module von Advanced Planning and Scheduling-Systemen RICHARD PIBERNIK, ERIC SUCKY Master Planning in Supply Chains MARGARETHA PREUSSER,CHRISTIAN ALMEDER, RICHARD F. HARTL,MARKUS KLUG LP Modelling and Simulation of Supply Chain Networks GERALD REINER,WERNER JAMMERNEGG Bewertung unterschiedlicher Beschaffungsstrategien für Risk- Hedging Supply Chains unter Berücksichtigung intermodaler Transportprozesse HANS-OTTO GÜNTHER,PAUL VAN BEEK,MARTIN GRUNOW, MATTHIAS LÜTKE ENTRUP Coverage of Shelf Life in APS Systems STEFAN NICKEL,SEBASTIAN VELTEN,GILLES WEIMERSKIRCH Strategische Supply-Chain Entscheidungen in der Stahlindustrie - Eine Fallstudie FRANK BLIESENER,STEPHAN KRESS Koordination in einer internen Supply Chain zwischen Produktions- und Vertriebsgesellschaften eines international tätigen Süßwarenherstellers

7 viii Inhaltsverzeichnis II. Produktionslogistik CHRISTOPHER SÜRIE Abbildungsfehler in zeitdiskreten Optimierungsmodellen Auftreten und Maßnahmen zu ihrer Behebung CORD-ULRICH FÜNDELING,NORBERT TRAUTMANN Belegungsplanung einer Make&Pack-Anlage: eine Fallstudie aus der Konsumgüterindustrie STEFFEN LUKESCH Optimierung der Südzucker Rübenlogistik mittels iterativer linearer Programmierung THOMAS SPENGLER,THOMAS VOLLING,STEFAN REHKOPF Zum Einsatz von Chaku-Chaku-Systemen in der Montage konsumentennaher Erzeugnisse eine Fallstudie bei Rahmenauftragsfertigung MICHAEL JACOB,DANNY MYERS Product and Raw Material Storage at Omnova Solutions: A Case Study CHRISTOPH SIEPERMANN Fallstudie zur Logistikkostenrechnung: Darstellung und vergleichende Analyse verschiedener Verfahren III. Logistik und Verkehr DIRK CHRISTIAN MATTFELD IT-Integration of Terminal Operations Planning SVEN GROTHKLAGS,ULF LORENZ,JAN EHRHOFF Das Reparaturspiel als Formalisierung von Planung unter Zufallseinflüssen, angewendet in der Flugplanung YUFENG GUO,LEENA SUHL,MARKUS P. THIEL A Decision Support System for Airline Crew Management: Crew Scheduling and Rescheduling

8 Inhaltsverzeichnis ix INA BAUERDORF Die Auswirkungen von Verspätungen in Verkehrsnetzen Ansätze einer Analyse auf der Grundlage der Max-Plus Algebra ANDREAS WELS,ANDREAS RICHTER Heuristische Lösungsverfahren für das Probabilistic Traveling Salesman Problem ARMIN FÜGENSCHUH,ALEXANDER MARTIN, CHRISTIAN MEHLERT,PETER STÖVEKEN Ein Planungstool zur Schulzeitstaffelung IV. Decision Support und OR-Methoden MARTIN GRUNOW,HANS-OTTO GÜNTHER,GANG YANG Entwicklung eines interaktiven Scheduling-Support-Systems für verfahrenstechnische Prozesse FRANK KÖLLER,MICHAEL H. BREITNER Optimierung von Warteschlangensystemen in Call Centern auf Basis von Kennzahlenapproximation SIMON GÖRTZ,ANDREAS KLOSE Das kapazitierte Standortproblem: Branch-and-Price und die Wahl der Verzweigungsvariable ANDREAS KLOSE,THOMAS LIDKE Lagrange-Ansätze zur Lösung des Transportproblems mit Fixkosten STEFAN BOCK Solving Complex QAP-Instances by a PC-LAN PETER BUCHHOLZ,DENNIS MÜLLER,AXEL THÜMMLER Optimization of Process Chain Models with Response Surface Methodology and the ProC/B Toolset

9 Entscheidungsunterstützende Systeme in Supply Chain Management und Logistik Paderborn, April 2005 Veranstalter der Tagung sind die Arbeitsgruppen Logistik und Verkehr Supply Chain Management Wirtschaftsinformatik der Gesellschaft für Operations Research e. V. (GOR). Tagungsleitung Prof. Dr. Leena Suhl, Universität Paderborn Prof. Dr. Hans-Otto Günther, Technische Universität Berlin Prof. Dr. Dirk C. Mattfeld, Technische Universität Braunschweig Programmkomitee Heinrich Braun (Walldorf) Michael Breitner (Hannover) Wilhelm Dangelmaier (Paderborn) Tore Grünert (Aachen) Hans-Otto Günther (Berlin) Andreas Klose (Wuppertal) Rainer Lasch (Dresden) Dirk Mattfeld (Braunschweig) Herbert Meyr (Wien) Stefan Minner (Mannheim) Erwin Pesch (Siegen) Hartmut Stadtler (Hamburg) Leena Suhl (Paderborn), Vorsitzende Ulrich Thonemann (Münster) Stefan Voß (Hamburg)

10 I. Supply Chain Management und Advanced Planning Systems