Verbrauchorientierte Materialbedarfsplanung

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1 Attributname Beschreibung Name des Lernobjekts Autor/en Zielgruppe Vorwissen Lernziel Beschreibung Dauer der Bearbeitung Keywords Verbrauchorientierte Materialbedarfsplanung FH Vorarlberg: Erne/Gasser Wirtschaftsinformatik Beginner Nach dem Studium dieses Lernobjekts können Sie die Ziele der verbrauchsorientierten Materialbedarfsplanung nennen. Sie sind in der Lage charakteristische Bedarfsverläufe zu beschreiben und können verschiedene Verfahren zur Bestimmung des Materialbedarfs anwenden. Das Lernobjekt beschreibt charakteristische Bedarfsverläufe und verschiedene Methoden für die Erstellung einer Bedarfsvorhersage. Die Methoden werden durch Beispiele veranschaulicht. ca. 20 min Bedarfsverlauf, Bedarfsvorhersage, Disposition, Exponentielle Glättung, Mittelwert, Regressionsanalyse, Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Erstellungsdatum April/Mai 2004 Benötigte Plugins -- Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 1

2 1 Einführung Soll der Bedarf eines Materials für ein Unternehmen ermittelt werden, so stehen drei Verfahren zur Auswahl: Programmorientierte Materialbedarfsplanung Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Subjektive Materialbedarfsplanung In diesem Lernobjekt wird die verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung (verbrauchsgebundenes Verfahren) genauer erläutert. Dieses Verfahren, das wiederum in drei Methoden unterteilt werden kann, ist in der nachfolgenden Abbildung gelb hinterlegt. Abb. 1: Verfahren der Bedarfsermittlung [1] Die verbrauchsorientierte (oder stochastische) Materialdisposition hat das Ziel, Zeitpunkt und Höhe einer Bestellung bestmöglich festzulegen. Jedoch ist es sehr schwer die Bestellzeitpunkte und Bestellmengen abzuschätzen. Daher ist es für viele Unternehmen sinnvoller, so auch für debite, den zukünftigen Bedarf aus den Verbräuchen der Vergangenheit zu ermitteln. Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 2

3 Die Einsatzbereiche für die verbrauchsorientierte Materialdisposition sind: Tertiärbereich (Verschleißwerkzeuge, Hilfs- und Betriebsstoffe) Ersatzteilbedarf, ungeplante Entnahmen C-Güter (Materialien mit geringem Wertanteil) Für die verbrauchsorientierte Materialbedarfsermittlung werden stochastische Methoden verwendet. Die Wahrscheinlichkeitstheorie wird angewandt, wofür direkt oder indirekt messbare oder auch geschätzte Daten benötigt werden. [2] Grundlage der stochastischen Verfahren sind somit effektive Verbrauchsdaten aus der Vergangenheit. Mittels dieser Verbrauchswerte wird mit mathematisch-statistischen Verfahren auf den künftigen Bedarf geschlossen. Um eine möglichst genaue Berechnung des tatsächlichen Materialverbrauchs zu gewährleisten, müssen die Zahlen des vergangenen Materialverbrauchs hinreichend genau ermittelt werden. [3] [1] Vgl. Schulte 1999, S. 296 [2] Vgl. Oeldorf/Olfert 2002, S. 191 [3] Vgl. Schulte 1999, S. 304 Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 3

4 2 Charakteristische Bedarfsverläufe Bei der verbrauchsorientierten Materialbedarfsplanung lassen sich drei charakteristische Bedarfsverläufe unterscheiden: [4] Konstanter Bedarfsverlauf Dieser liegt dann vor, wenn der Bedarf über einen längeren Zeitraum gleich bleibend ist. Bedarfsabweichungen kommen nur selten vor und entstehen zufällig. Der Bedarf schwankt daher nur um eine stabile Höhe in geringem Maße. Trendförmiger Bedarfsverlauf Dieser liegt vor, wenn keine zufälligen Schwankungen auftreten und der Verbrauch über einen längeren Zeitraum hinweg stetig steigt oder fällt. Saisonal schwankender Bedarfsverlauf ohne Trend mit Trend Wenn periodisch wiederkehrende Bedarfsschwankungen auftreten, spricht man von einem saisonal schwankenden Bedarfsverlauf. Ursachen dafür können beispielsweise Jahreszeiten oder Feiertage sein. Die Schwankungen lassen sich durch eindeutige Ursachen erklären und können aufgrund ihrer Größe nicht zufälligen Bedarfsschwankungen zugeordnet werden. Die folgende Abbildung stellt die vier unterschiedlichen Bedarfsverläufe graphisch dar: Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 4

5 Abb. 2: Bedarfsverläufe [5] [4] Vgl. Schulte 1999, S. 304 f [5] Vgl. SAP Help Portal 2004 Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 5

6 3 Stochastische Methoden der Bedarfsvorhersage Die stochastischen Methoden der Bedarfsvorhersage sind i.d.r. fester Bestandteil in EDV- Programmen der Warenwirtschaftssysteme und haben eine erhebliche Bedeutung für die Praxis, da sie häufig zur Bedarfsermittlung von C-Gütern eingesetzt werden. [6] Da die Verbreitung der ERP-gestützten Warenwirtschaftssyssteme nahezu umfassend ist, soll in die folgenden Ausführungen zum besseren Verständnis auf die stochastischen Methoden eingegangen werden. Die stochastischen Methoden der Bedarfsvorhersage sind: Mittelwert Regressionsanalyse Exponentielle Glättung [6] Vgl. Oeldorf/Olfert 2002, S. 191 Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 6

7 4 Mittelwert Ist der Bedarfsverlauf der Materialien konstant, so ist das Verfahren des Mittelwertes geeignet. Dabei lassen sich zwei verschiedene Möglichkeiten der Mittelwertbildung unterscheiden: [7] Gleitender Mittelwert Gewogener gleitender Mittelwert Gleitender Mittelwert Bei der Errechnung des gleitenden Mittelwertes werden die Verbrauchszahlen der Vergangenheit herangezogen und durch die Anzahl der Perioden dividiert. Dies stellt keinen großen Rechenaufwand dar und ist eine einfache Methode der Bedarfsvorhersage. Allerdings ist die Vorhersage falsch, sobald ein Trend auftritt. Der gleitende Mittelwert wird wie folgt errechnet: Formel 1: Gleitender Mittelwert V Vorhersagewert für die nächste Periode Ti Materialbedarf der Periode i n Anzahl der betreffenden Perioden Beispiel 1: Gleitender Mittelwert Gewogener gleitender Mittelwert Um trendmäßige Entwicklungen besser erkennen zu können, werden bei dieser Methode die einzelnen Perioden gewichtet. Damit die Trends besser sichtbar werden, wird den jüngeren Perioden ein größeres Gewicht zugemessen als den älteren. Die Berechnung wird wie folgt durchgeführt: Formel 2: Gewogener gleitender Mittelwert V Vorhersagewert für die nächste Periode Ti Materialbedarf der Periode i Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 7

8 n Anzahl der betreffenden Perioden G Gewicht der Periode Beispiel 2: Gewogener gleitender Mittelwert [7] Vgl. Oeldorf/Olfert 2002, S. 191 f Die nachfolgenden Ausführungen zum Mittelwert beziehen sich auf Oeldorf/Olfert 2002, S Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 8

9 4a Beispiel 1: Gleitender Mittelwert Angenommen der Materialbedarf des vergangenen Jahres sieht wie folgt aus: Mai 130 September 140 Juni 128 Oktober 101 Juli 134 November 95 August 98 Dezember 120 So lässt sich der Materialbedarf mit folgender Formel errechnen: V T1+ T Tn = n Es werden dafür die Werte der letzten sechs Perioden verwendet, um eine Vorhersage für Januar zu tätigen. V = 6 daraus folgt: V = 114,67 Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 9

10 4b Beispiel 2: Gewogener gleitender Mittelwert Die einzelnen Perioden sind folgendermaßen gewichtet: G1 = 5% G4 = 18% G2 = 11% G5 = 24% G3 = 15% G6 = 27% Der Materialbedarf des vergangenen Jahres ist wie folgt: Mai 130 September 140 Juni 128 Oktober 101 Juli 134 November 95 August 98 Dezember 120 V = V = 100 V = 111,86 Liegt der tatsächliche Bedarf im Januar bei beispielsweise 130 Stück, so wird für Februar eine neue Vorhersage durchgeführt. Dabei werden die Werte von August bis einschließlich Januar verwendet. Der für die Berechnung verwendete Wert des Januar, beträgt diesmal 130. Es werden somit jeweils die aktuellen Verbrauchszahlen zur Kalkulation herangezogen (nicht die Vorhersagewerte!). Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 10

11 5 Regressionsanalyse Für die Regressionsanalyse werden Zahlen aus der Vergangenheit verwendet um die Extrapolation in die Zukunft durchzuführen. Die Voraussetzung dafür ist, dass Regeln aus der Vergangenheit auch weiterhin gültig sind. [8] Die Formel für die Berechnung lautet: y = a + bx Formel 3: Regressionsanalyse a = Anfangsbestand b = Steigungsmaß der Trendgeraden (Verbrauchsveränderung je Periode) x = Perioden y = Bedarf (Einheiten) [8] Vgl. Flechtner 2002, S. 7 Die nachfolgenden Ausführungen zur Regressionsanalyse wurden in Anlehnung an Flechtner 2002, S. 6-7 formuliert. Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 11

12 6 Exponentielle Glättung Die bedeutsamste Methode bei der verbrauchsorientierten Materialbedarfsplanung ist die exponentielle Glättung. Sie ermöglicht eine Gewichtung der Daten bei wenig Rechenaufwand. [9] Um die Daten zu gewichten ist ein Glättungsfaktor α notwendig. Der Wert dieses Faktors kann zwischen 0 und 1 liegen. Nimmt α einen kleinen Wert an, dann ist die Bedeutung der Gewichtung der vergangenen Perioden stärker. Dies bedeutet, dass eine Glättung der Zufallsschwankungen erfolgt. Tritt jedoch der gegenteilige Fall ein, dass der α-wert sehr hoch ist, dann werden die Zufallsschwankungen nur geringfügig geglättet. Das heißt, die jüngere Vergangenheit erfährt eine stärkere Gewichtung. Bei konstantem Bedarf kann mittels exponentieller Glättung eine Bedarfsvorhersage durchgeführt werden. Durch die Bildung eines fortgeschriebenen Mittelwertes wird der Bedarf ermittelt. Es erfolgt eine Abschwächung der Gewichtung durch den Glättungsfaktor α bei ansteigender Vergangenheit. Die Berechung geschieht folgendermaßen: Vn = Va + α ( Ti Va) Formel 4: Exponentielle Glättung V n = Neue Vorhersage V a = Alte Vorhersage T i = Tatsächlicher Bedarf der abgelaufenen Periode α = Glättungsfaktor [9] Vgl. Flechtner 2002, S. 7 Die nachfolgenden Ausführungen zur exponentiellen Glättung wurden in Anlehnung an Flechtner 2002, S. 6-7 formuliert. Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 12

13 7 Beispiel 3: Durchführung einer verbrauchsorientierten Materialbedarfsplanung für debite Die einfachste Methode der Bedarfsvorhersage ist die Ermittlung des gleitenden Mittelwerts. Dabei werden die Mittelwerte der Verbrauchszahlen herangezogen, die sich aus der Vergangenheit ergeben haben. debite hat sich für diese Methode entschieden, da der Bedarf einen konstanten Verlauf beibehält und keine Trends auftreten. Die Formel für die Errechnung des gleitenden Mittelwerts lautet wie folgt: V T1+ T Tn = n Formel 5: Gleitender Mittelwert Dabei gilt: V = Vorhersagewert für die nächste Periode Ti = Materialbedarf der Periode i n = Anzahl der betreffenden Perioden Um einen hohen Rechen- und Zeitaufwand zu vermeiden, werden im Falle debite nicht mehr als sechs Perioden herangezogen. Außerdem können dadurch kurzfristige Zufallsschwankungen ausgeschlossen werden. Angenommen der Materialbedarf an Tischplatten der Fa. debite für das zweite Halbjahr 2002 bildete folgende Zahlenreihe: Juli 163 August 145 September 158 Oktober 170 November 150 Dezember 164 Der gleitende Durchschnittswert ergibt somit: V = 6 V = 158,33 (Tischplatten) Die Vorhersage des Bedarfs für den Monat liegt daraus folgend bei 158 Tischplatten. Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 13

14 8 Übung 1: Ermittlung des Bestellzeitpunktes Der Verbrauch von Schmierstoffen der Firma debite wird mit Hilfe des gleitenden Mittelwertes geplant. Dabei sind stets die letzten vier Perioden Grundlage der Berechnung. Der Verbrauch erreicht in der Vergangenheit folgende Werte: Verbrauchswerte Januar Februar März April Mai Juni Juli g 4.200g 4.500g 4.500g 4.600g 4.900g 4.900g Tab. 1: Verbrauchswerte Ermitteln Sie den voraussichtlichen Bedarf für August 2004 mithilfe des gleitenden Mittelwertes! Geben Sie Ihren errechneten Betrag in das untenstehende Feld (in der Form 1234) ein und klicken Sie auf "Überprüfen"! Lösung: 4725 Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 14

15 9 Glossar Extrapolation Unter Extrapolation wird die Berechnung/Abschätzung eines (meist mathematischen) Verhaltens über den gesicherten Bereich hinaus verstanden. [10] Stochastische Methoden Stochastische Methoden sind Modelle für zeitliche Vorgänge, die durch zufällige Schwankungen beeinflusst sind. [11] Wahrscheinlichkeitstheorie Die Wahrscheinlichkeitstheorie untersucht die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines bestimmten Ereignisses, wenn (theoretisch) eine ganze Reihe von Ereignissen auftreten könnten. Sie sucht damit eine quantitative Beschreibung des Zufalls. [12] [10] Wikipedia 2004 [11] Net-Lexikon 2004 [12] Net-Lexikon 2004 Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 15

16 10 Literaturverzeichnis Arnolds, Hans; Heege, Franz; Tussing, Werner (1998): Materialwirtschaft und Einkauf. 10. Aufl. Wiesbaden: Gabler. Flechtner, Gerhard (2002): Beschaffung und Lagerhaltung im Handelsbetrieb. Online im Internet: URL: (Download: ) Net-Lexikon (2004): Lexikon Das Net-Lexikon. Definition. Erklärung. Bedeutung. Online im Internet: (Download: ) Oeldorf, Gerhard; Klaus Olfert (2002): Materialwirtschaft. 10. Aufl. Ludwigshafen: Kiehl. SAP Help Portal (2004): SAP Help Portal. Online im Internet: (Download: ) Schneck, Ottmar (2000): Lexikon der Betriebswirtschaft. 4. Aufl. München: Deutscher Taschenbuch Verlag. Schulte, Christof (1999): Logistik. Wege zur Optimierung des Material- und Informationsflusses. 3. Aufl. München: Vahlen. Wannenwetsch, Helmut (2002): Integrierte Materialwirtschaft und Logistik. Eine Einführung. 1. Aufl. Berlin: Springer. Wikipedia (2004): Die freie Enzyklopädie. Online im Internet: URL: (Download: ) Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 16

17 11 Selbstkontrolle Aufgabe 1: Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung (Lückentext) Die verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung verfolgt das Ziel, -Antwort: Zeitpunkt und Höhe einer -Antwort: Bestellung zu optimieren. Dabei muss einerseits darauf geachtet werden, dass die -Antwort: Lagerhaltungs- und -Antwort: Bestellkosten so -Antwort: gering wie möglich gehalten werden. Allerdings muss gewährleistet sein, dass die -Antwort: Fertigung dem -Antwort: Bedarf entsprechend -Antwort: beliefert werden kann. Die -Antwort: verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung kommt zur Anwendung, wenn die -Antwort: programmorientierte Materialbedarfsplanung zu aufwendig ist. Aufgabe 2: Markieren Sie die korrekten Aussagen zu verschiedenen Bedarfsverläufen: Antworten: Bei einem trendförmigen Verlauf steigt der Bedarf über einen längeren Zeitraum stetig. Die programmorientierte Materialbedarfsplanung wird normalerweise für einen Grossteil der Lagerpositionen verwendet. Saisonal schwankende Bedarfsverläufe zeichnen sich durch periodisch wiederkehrende Schwankungen aus. (richtig) Bei einem konstanten Bedarfsverlauf schwankt der Bedarf nur selten, dann aber heftig. Die Schwankungen lassen sich hier eindeutig erklären. (richtig) Grundlagen der stochastischen Verfahren sind Prognosen für den zukünftigen Verbrauch. Stochastische Methoden basieren auf der Wahrscheinlichkeitstheorie. (richtig) Bei einem trendförmigen Verlauf gibt es keine zufälligen Schwankungen. (richtig) Bei einem konstanten Bedarfsverlauf gibt es keine zufälligen Bedarfsabweichungen. Aufgabe 3: Markieren Sie die korrekten Aussagen zu verschiedenen Mittelwerten: Antworten: Durch den gewogenen gleitenden Mittelwert können Trends besser vorhergesagt werden. (richtig) Sobald ein Trend auftritt, kann mit dem gleitenden Mittelwert keine zuverlässige Aussage mehr getroffen werden. (richtig) Der gewogene gleitende Mittelwert berücksichtigt die jüngeren Perioden stärker als die älteren. Der gewogene gleitende Mittelwert berücksichtigt die Perioden mit dem geringsten bzw. höchsten Verbrauch. (richtig) Beim gleitenden Mittelwert werden die Verbrauchszahlen der Vergangenheit durch die Anzahl der Perioden dividiert. (richtig) Bei konstantem Bedarfsverlauf ist das Verfahren des gleitenden Mittelwertes am Besten geeignet. (richtig) Natascha Gasser M6_LO006 Verbrauchsorientierte Materialbedarfsplanung Seite 17