Diplomprüfung. Standortplanung und strategisches Supply Chain Management. WS 2005/2006 (4 Punkte)

Transkript

1 Prof. Dr. Stefan Nickel Diplomprüfung (Wiederholungsprüfung gem. NPO) Standortplanung und strategisches Supply Chain Management WS 2005/2006 ( Punkte) Vorbemerkung: Zugelassene Hilfsmittel: nicht programmierbarer Taschenrechner. Beginnen Sie mit jeder Aufgabe auf einer neuen Seite. Verwenden Sie keine Rotstifte. Bitte runden Sie alle Ergebnisse auf die zweite Nachkommastelle. Die Klausur umfasst 6 Seiten. Achten Sie darauf, dass alle Seiten vorhanden sind. Wenn nicht, melden Sie dies bitte der Aufsicht. Aufgabe 1 (Theorie): (10 Minuten) a) Welche der folgenden Aussagen sind richtig und welche sind falsch? Geben Sie bei den falschen Aussagen bitte jeweils eine kurze Begründung (1 Satz) an, was falsch ist. Notieren Sie Ihre Antworten auf dem Lösungsblatt und nicht auf dem Aufgabenblatt. 1. Logistikprozesse im engeren Sinne sind: Transport, Umschlag, Lagerung und Kommissionierung. 2. Je langfristiger eine Vorhersage ist, desto besser ist die Prognose.. PL bezeichnet den Einsatz externer Logistikdienstleister um einige logistischen Aufgaben eines Unternehmens durchzuführen.. Eine Hauptgefahr strategischer Allianzen liegt im Verlust der Kontrolle. b) Beantworten Sie folgende Fragen in Stichpunkten: 1. Erklären Sie den Unterschied zwischen einer Push-, Pull- und Push Pull-Strategie. 2. Was versteht man unter dem Risk Pooling-Effekt? 1

2 c) Welche allgemeine Supply Chain Strategie wird hier angewandt? Nabisco, Inc., liefert 500 verschiedene Kuchen und über unterschiedliche Süßigkeiten an über Händler. Die Transportkosten dafür belaufen sich auf über $200 Millionen pro Jahr. Ein Grund für die hohen Kosten ist die Problematik, dass oftmals LKWs halb leer auf den Weg zu den Kunden geschickt werden müssen. Aus diesem Grund hatte Nabisco die Idee, ihre LKWs und auch ihre Lagerhäuser mit anderen Firmen zu teilen, um so eine höhere Auslastung und damit anteilsmäßig niedrigere Gesamtkosten zu erreichen. In einem kürzlich durchgeführten Pilotprogramm, teilte Nabisco seine Lager und LKWs mit 25 anderen Herstellern. In einem Testlauf, welcher 8000 Bestellungen umfasste, konnte der Gemüsehändler Lucky Stores seine Lagerbestandskosten um $ reduzieren. Nabisco selbst konnte Einsparungen in Höhe von $ bei den Transportkosten verzeichnen. Zusammen beliefen sich die Einsparungen für alle am Test beteiligten Hersteller auf knapp $ Aufgabe 2 (Volkswirtschaftliche Standortmodelle): (10 Minuten) Gegeben seien die folgenden Produktionsaktivitäten: Aktivität 1 2 p k a) Bestimmen Sie anhand von Thünens Modell rechnerisch die optimalen Entfernungsintervalle für diese Produktionsaktivitäten und geben Sie für jedes Intervall an, welche Aktivität dort am produktivsten ist. b) Ändert sich etwas an der Lösung aus Teil a), falls der Marktpreis von Aktivität 1 auf 28 sinkt? Falls ja, beschreiben sie kurz, was sich ändert. Aufgabe (Standortplanung in der Ebene): (25 Minuten) a) Herr Schlecker ist Großhändler für Lebensmittel. Da sein altes Kühlhaus zu klein geworden ist, sucht er nach einem Standort für ein neues Kühlhaus. Im Wesentlichen beliefert Herr Schlecker mehrmals täglich fünf Fastfood-Restaurants im Stadtgebiet und der näheren Umgebung. Sobald die Bestellung eines Restaurants bei ihm eingeht, stellt er die Lieferung zusammen und fährt sie aus. Das Zusammenstellen sowie die Be- und Entladung dauern insgesamt 20 Minuten pro Lieferung. Für die Auslieferung benutzt er seinen eigenen kleinen Transporter, mit dem er durchschnittlich 0 km/h fährt. Die Koordinaten der fünf Fastfood- Restaurants und die Anzahl der täglichen Bestellungen sind Restaurant Koordinaten (1, 1) (2, 2) (6, 5) (1, ) (, 2) Tägliche Bestellungen Zur Vereinfachung können Entfernungen mit der l 1 Metrik gemessen werden, wobei eine Entfernungseinheit der Metrik ca. 5 Straßenkilometern entspricht. Da seine Kunden auf eine schnelle Auslieferung der bestellten Waren bestehen, ist er auf der Suche nach einem Standort für das Kühlhaus, von dem er jedes Restaurant möglichst schnell erreichen kann. 2

3 i) Bestimmen Sie einen ungewichteten Center für dieses Problem. Wie viel Zeit braucht er maximal, um eine Bestellung auszuliefern? Wie lange braucht Herr Schlecker insgesamt für die täglichen Auslieferungen? ii) Bestimmen Sie alle ungewichteten Center für dieses Problem. Herr Schlecker ist entsetzt, wie viel Zeit er für die täglichen Auslieferungen bei dem Standort aus Teil i) braucht. Er malt sich aus, dass seine Frau und seine Kinder nicht sonderlich begeistert sein werden, wenn er kaum noch zu Hause ist. Daher macht er sich auf die Suche nach einem anderen Standort für das neue Kühlhaus. iii) Bestimmen Sie einen gewichteten Median für dieses Problem? Wie viel Zeit braucht Herr Schlecker nun für alle täglichen Auslieferungen? Wie viel Zeit braucht er maximal, um eine Bestellung auszuliefern? b) Nennen Sie zwei Verfahren zur Bestimmung des optimalen Standorts für ein 1 Centerproblem mit l 2 Metrik in der Ebene und beschreiben Sie in 1 2 kurzen Sätzen die Unterschiede zwischen den beiden Verfahren. Aufgabe (Standortplanung auf Netzwerken): (20 Minuten) a) Die Firma Schnappschuss stellt seit Jahren Spiegelreflexkameras her. Nach der Fertigung werden die Kameras zu drei Lagern transportiert, von wo aus die Feinverteilung an die Kunden (Zwischen- und Einzelhändler) abgewickelt wird. Die Kunden der Firma konzentrieren sich hierbei auf fünf Regionen, in denen auch die drei Lager liegen. In der folgenden Abbildung sind die fünf Regionen R 1,...,R 5 und, grau unterlegt, die Standorte der drei Lager (R 1, R und R 5 ) dargestellt, sowie Strassenverbindungen zwischen den Regionen. R 1 R R R 2 R 5 R 1 R 2 R R R 5 R 1 R 2 R R R Sie machen gerade ihr Praktikum in der Logistikabteilung der Firma und sind mit der Aufgabe betraut, das bisherige Distributionsnetz unter die Lupe zu nehmen. Als erstes stellen Sie anhand der Straßenentfernungen zwischen den Regionen, den durchschnittlichen Kilometerpauschalen und den prognostizierten Absatzzahlen für die Spiegelreflexkameras, die rechts angegebene gewichtete Distanzmatrix auf. Die Zahlen entsprechen dabei Kosten in e pro Jahr für die Auslieferungen. Bei einer ersten Analyse fällt ihnen auf, dass drei Lager bei nur fünf Kundenregionen eigentlich viel zu viel sind. Sie überlegen sich, ob man bei einer Lösung mit nur zwei Lagern nicht vielleicht Kosten einsparen könnte, denn durch die Schließung eines Lagers erhöhen sich zwar die gesamten Distributionskosten, aber man spart die Unterhalts- und Betriebskosten eines Lagers, welche sich auf e belaufen.

4 i) Welches der drei Lager sollte man schließen, damit die Transportkosten möglichst wenig steigen? Lohnt sich, unter Berücksichtigung der Unterhalts- und Betriebskosten, die Schließung dieses Lagers? Sie entscheiden sich dafür, das Lager in der Region 5 zu schließen. Allerdings sind nun die Standorte der beiden verbliebenen Lager nicht mehr unbedingt transportkosten-minimal. ii) Wenden Sie, ausgehend von dieser 2-Lager Lösung, die Interchange-Heuristik (mit First Improvement-Strategie) solange an, bis Sie keine bessere Lösung mehr finden, jedoch maximal 2 Iterationen. Geben Sie die endgültige Lösung und ihre Kosten an. b) Betrachten Sie folgendes Baum-Netzwerk, bei dem Knotengewichte den fettgedruckten und Kantenlängen den normal gedruckten Zahlen entsprechen. v 2 6 v 7 v v v v 6 8 v 9 v v 1 v 5 8 v 10 8 i) Bestimmen Sie alle absoluten Mediane dieses Baum-Netzwerks. ii) Würde sich an der (den) optimalen Lösung(en) aus Teil i) etwas ändern, wenn man die Kante [v, v 5 ] durch eine neue Kante [v 5, v 6 ] mit der gleichen Länge ersetzen würde? Begründen Sie Ihre Antwort in 1 2 kurzen Sätzen. Aufgabe 5 (Diskrete Standortplanung): (0 Minuten) a) Die Spezialstahl AG betreibt fünf Stahlhütten in Europa. Zur Herstellung von Superlegierungen wird der Rohstoff Kobalt benötigt. Da in den nächsten Monaten die Verträge mit ihren bisherigen Lieferanten in Südafrika und Lateinamerika auslaufen, muss die Spezialstahl AG neue Lieferverträge abschließen. Die Verträge haben in der Regel eine Laufzeit von vier Jahren. Zur Auswahl stehen fünf Lieferanten. Für die Verhandlungen mit den Lieferanten schaltet die Spezialstahl AG einen Makler ein, der sehr gute Verbindungen zu den Lieferanten hat und dementsprechend günstige Preise aushandeln kann. Allerdings verlangt der Makler pro Vertragsabschluss eine saftige Provision. In der folgenden, linken oberen Tabelle sind für jeden Lieferanten die Provision und die zu erwartenden Rohstoffpreise pro Tonne (in e) angegeben.

5 Lieferant Maklerprovision Preis pro Tonne Stahlhütte Nachfrage in Tonnen Stahlhütten Lieferanten i \ j In der rechten Tabelle sind für jede Stahlhütte die gesamten Transportkosten (in e) für die Belieferung der in den nächsten vier Jahren benötigten Menge Kobalt von jedem der fünf Lieferanten angegeben. Zu den Transportkosten kommen allerdings noch die Rohstoffkosten für die angeforderte Menge Kobalt hinzu. Die in den nächsten vier Jahren benötigte Menge Kobalt in Tonnen in jeder der fünf Stahlhütten ist in der linken unteren Tabelle angegeben. Bestimmen Sie mit dem Greedy-Verfahren eine Lösung für dieses Problem, welche die Gesamtkosten, d.h., Provisionen, Transport- und Rohstoffkosten, für die nächsten vier Jahre minimiert. Geben Sie die von Ihnen berechnete Lösung und deren Kosten an. b) Gegeben sei ein Warehouse Location Problem mit fünf Kunden und fünf möglichen Lagerstandorten. Die Fix- und Transportkosten sind wie folgt gegeben. Lager Fixkosten i \ j i) Bestimmen Sie mittels des Dual Ascent-Verfahrens eine Lösung für das duale Problem. Welchen Zielfunktionswert hat die Lösung? ii) Berechnen Sie, ausgehend von der in Teil i) ermittelten dualen Lösung, mit Hilfe der Konstruktionsheuristik eine zulässige Lösung für das WLP. Wie hoch sind die Kosten dieser Lösung? Treffen Sie eine Aussage über die Güte der gefundenen Lösung. iii) Die Qualität einer Lösung des Dual Ascent-Verfahren hängt, wie bei so vielen anderen Heuristiken auch, sehr stark von der Reihenfolge der Eingabedaten ab. Angenommen, der dritte und vierte Kunde sind umgekehrt nummeriert, d.h. die dritte und vierte Zeile in der Transportkostenmatrix sind gerade eben vertauscht. Ändert sich dadurch etwas an der von ihnen in Teil i) berechneten dualen Lösung? Wenn ja, geben Sie die neue duale Lösung an und bewerten Sie erneut mit deren Hilfe die Qualität der Lösung der Konstriktionsheuristik. c) Stellen Sie ein gemischt ganzzahliges lineares Programm für das allgemeine Warehouse Location Problem auf mit mehreren Produkten und single-sourcing (aber ohne Produktverfügbarkeiten) und mit produktabhängigen Kapazitäten für neue Einrichtungen. Definieren Sie die Entscheidungsvariablen. 5

6 Aufgabe 6 (Prognoseverfahren): (15 Minuten) Gegeben sind die folgenden Absatzzahlen der letzten vier Monate. Monat 1 2 Absatz 9 8 a) Prognostizieren Sie den Absatz vom zweiten bis zum einschließlich fünften Monat mit Hilfe des Verfahrens der Gleitenden Durchschnitte (Moving Averages). Wählen Sie für das Verfahren den Parameter r =. b) Die Prognose scheint immer recht weit daneben zu liegen. Berechnen Sie das Tracking Signal für die Monate 2. Welchen Schluss können Sie daraus ziehen? c) Prognostizieren Sie nun den Absatz vom zweiten bis zum einschließlich sechsten Monat mit Hilfe des Verfahrens der Zweifachen Exponentiellen Glättung (Methode von Holt). Bestimmen Sie hierbei die Prognosen für die Monate 2-5 jeweils basierend auf dem Vorgängermonat. Wählen Sie für das Verfahren die Parameter α = β = 0. und die Startwerte a 1 = d 1 und b 1 = (d T d 1 )/T 1. Berechnen Sie die durchschnittliche quadrierte Abweichung im vierten Monat, MSE. * * * Ende * * * Viel Erfolg! 6