Supply Chain Management

Institut für Betriebswirtschaftslehre
Operations Management
Supply Chain Management und Lagerhaltungsmanagement
Prof. Dr. Helmut Dietl
Institut für Betriebswirtschaftslehre
Lernziele
Nach dieser Veranstaltung sollen Sie wissen,
•
was man unter Supply Chain Management und
Lagerhaltungsmanagement versteht
•
welche Ziele das Lagerhaltungsmanagement verfolgt
•
welche Methoden zur Berechnung der optimalen Bestellmenge
existieren bzw. wie und wann man diese anwendet
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Definition und Aufgaben
Supply Chain Management – Definition Das Supply Chain Management umfasst die Planung und das Management aller
Aktivitäten, welche sich auf die Anbahnung von Geschäftsbeziehungen, die
Beschaffung, Umwandlung von Produktionsfaktoren, und die Logistik beziehen. Es
umfasst auch die Zusammenarbeit mit Lieferanten, Zwischenhändlern,
Drittanbietern von Dienstleistungen und Kunden.
Supply Chain Management integriert Angebots- und Nachfragemanagement
innerhalb eines Unternehmens und zwischen verschiedenen Unternehmen
Supply Chain Management – Aufgaben
Das Supply Chain Management hat eine integrative Funktion und die
Hauptaufgabe, die zentralen Funktionen und Geschäftsprozesse innerhalb eines
Unternehmens und zwischen Unternehmen zu verbinden. Es umfasst das gesamte
Logistikmanagement, Produktion, sowie die Prozesskoordination zwischen
Produktion, Marketing, Vertrieb, Design, Finanzen und Informationstechnologie.
Quelle: Council of Supply Chain Management Professionals (CSCMP)
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Supply Chain: Wertschöpfungskette
Güterfluss
Lieferant
Lager
Produzent
Lager
Grosshandel
Lager
Einzelhandel
Kunden
Informationsfluss
• Wie kann ein möglichst hoher Wert für die Kunden geschaffen werden?
• Wie können die Elemente der Wertschöpfungskette effizient und
kostenbewusst koordiniert werden?
• Wie kann eine hohe Produkt- und Servicequalität kostenoptimal realisiert
werden?
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Was macht eine gut Supply Chain aus?
Lieferung
• Pünktliche Lieferung: Prozentsatz der Bestellungen, die pünktlich und
vollständig beim Kunden ankommen
Qualität
• Kundenzufriedenheit: Bekommt der Kunde das, was er erwartet hat
• Kundenloyalität: Bestellt der Kunde beim nächsten Mal wieder bei uns
Zeit
• Wiederbeschaffungszeit
• Geschäftszyklusdauer: Zeit von der Herstellung des Produkts bis der
Kunde bezahlt
Kosten
• Gesamtkosten, welche für ein Produkt aufgewendet werden
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Lagerhaltungsmanagement
Was ist die Notwendigkeit von Lagerhaltungsmanagement?
Analogie Wassertank: Die Lagerhaltung wird als Buffer zwischen
Einkauf und Nachfrage verwendet. Der Lagerbestand …
• … steigt wenn Einkauf > Nachfrage
• … sinkt wenn Nachfrage > Einkauf
• … bleibt konstant wenn Einkauf = Nachfrage
Lagerbestand
Einkauf
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Nachfrage
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Gründe für Lagerhaltung
• Ermöglichung schneller Reaktion auf Kundenanfragen
• Höhere Autonomie gegenüber Lieferanten
• Aufbau von Sicherheitsbeständen
• Entkopplung aufeinanderfolgender Wertschöpfungs-/Produktionsstufen
• Rüstkosten (Batch-Produktion)
• Absicherung gegen Qualitätsschwankungen
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Beispiele (2011)
• Vorräte: 5’737 (Mio. $)
• Umsätze: 37’990 (Mio. $)
• Aktiva: 39’648 (Mio. $)
• Vorräte: 5’930 (Mio. $)
• Umsätze: 58’566 (Mio. $)
• Aktiva: 117’496 (Mio. $)
• Vorräte: 15’685 (Mio. $)
• Umsätze: 228’427 (Mio. $)
• Aktiva: 358’607 (Mio. $)
% Anteile:
• Gesamtvermögen 14.5%
• Umsatz 15.1%
% Anteile:
• Gesamtvermögen 5.0%
• Umsatz 10.1%
% Anteile:
• Gesamtvermögen 4.4%
• Umsatz 6.9%
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Übersicht zu Lagerhaltungsmodellen
Deterministische
Nachfrage
Stochastische
Nachfrage
Einperiodenmodelle
Vertraglich definierte
Absatzmenge in einer
Periode; Bsp.:
Zeitungsabonnement
Unsichere Absatzmenge in
einer Periode; Bsp.:
Zeitungsverkauf im Handel
Mehrperiodenmodelle
Vertraglich definierte
Absatzmenge über mehrere
Perioden; Bsp.:
Lieferantenvertrag
Unsichere Absatzmenge
über mehrere Perioden
hinweg; Bsp.:
Automobilvertrieb
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Modelle mit deterministischer Nachfrage
• Optimale Entscheidung im Einperiodenmodell mit deterministischer
Nachfrage wird direkt aus Nachfrage abgeleitet
• Im Mehrperiodenmodell mit deterministischer Nachfrage ist der
Entscheidungsprozess deutlich komplexer
• Zur formalen Handhabbarkeit werden zunächst einige Annahmen
eingeführt
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Annahmen zu Mehrperiodenmodellen
• Kontinuierlicher Bedarfsverlauf (deterministisch)
• Konstante Lieferzeiten (Zeitraum von Bestellung bis Lieferung: lead
time)
• Konstanter Produktpreis (zeit- und mengenunabhängig)
• Unbegrenzte Lagerkapazität
• Konstante Lagerkosten (zeit- und mengenunabhängig)
• Keine Fehlmengen
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Grafische Darstellung von Mehrperiodenmodellen
Lagerbestand
Bestellmenge
Kritischer
Lagerbestand
Zeit
Lieferzeit
(lead time)
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Bestimmung der optimalen Bestellmenge
Bestellmengenverfahren:
Ermittlung der optimalen Bestellmenge unter Berücksichtigung aller
relevanter Kostenkomponenten
Variablen:
• Gesamtkosten K
• Gesamtbedarf M
• Preis pro Einheit p
• Bestellmenge x
• Bestellfixkosten a
• Zins- und Lagerkosten (je Einheit) c
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Ermittlung der Gesamtkosten
Die Gesamtkosten für eine Bestellung bestehen aus drei Teilen. Ziel der
optimalen Bestellmenge ist es diese Gesamtkosten möglichst niedrig zu
halten.
Gesamtkosten = Anschaffungskosten + Bestellkosten + Lagerkosten
∗
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∗
∗
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Ermittlung der optimalen Bestellmenge
Kosten
Gesamtkosten
Lagerkosten
Anschaffungskosten
Bestellkosten
Bestellmenge
Xopt
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Vorgehen zur Ermittlung der optimalen Bestellmenge
1.
Ableitung der Gesamtkosten K nach der Bestellmenge x bilden
2
2.
Ableitung Nullsetzen
2
3.
0
Gleichung nach x auflösen
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Optimalen Bestellmenge
Die optimale Bestellmenge
steigt mit
• Steigendem Gesamtbedarf M
• Steigenden Bestellfixkosten a
Die optimale Bestellmenge x sinkt mit
• Steigenden Zins- und Lagerhaltungskosten c
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Beispiel
• Jährliche Nachfrage = 4‘000 Stück
• Bestellfixe Kosten = 150 CHF
• Zins- und Lagerkosten pro Einheit = 30 CHF
2
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2 ∗ 4 000 ∗ 150
30
200
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Bestellpunktverfahren
Bestellpunktverfahren:
Anhand von Lieferzeit und durchschnittlicher Tagesnachfrage wird der
Zeitpunkt bestimmt, an dem eine Bestellung aufgegeben werden muss.
•
Bestellpunkt R
•
Tagesnachfrage: T
•
Lieferzeit: L
Ohne Sicherheitsbestand:
R=T*L
Mit Sicherheitsbestand:
R = T * L + SB
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Beispiel
• Wie oben, ausserdem kein Sicherheitsbestand
• Tagesnachfrage = 4‘000 dividiert durch 365 = 10,96
• Lieferzeit = 10 Tage
R
10,96 ∗ 10
109,6
Sobald der Lagerbestand auf 110 Einheiten absinkt, sollten 200
Einheiten nachbestellt werden.
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Schlussfolgerungen I
Grössenvorteile
Grössennachteile
– Grössenunabhängige
Bestellkosten
– Zinsen auf gebundenes Kapital
g
– Grössenabhängige Rabatte
– Lagerkosten
Wenige Bestellungen
Kleine Bestellmenge
Grosse Bestellmengen
Viele Bestellungen
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Schlussfolgerungen II
• Hohe Bestellfixkosten resultieren in grösseren Bestellmengen und
damit grossen Lagerveränderungen
• Niedrige Bestellfixkosten resultieren in kleineren Bestellmengen und
einer „kontinuierlicheren“ Lagerhaltung
Verringerung der Bestellfixkosten durch
–
Kürzere Transportwege (z.B. Lieferantenansiedlungen)
–
Geringere Transaktionskosten (z.B. automatisierte
Bestellvorgänge)
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Modelle mit stochastischer Nachfrage
• Hier: ausschliesslich Betrachtung des Einperiodenmodells
• Beispiel Zeitungsverkäufer:
• Ausgangslage: Eine Zeitung kann nur am aktuellen Tag verkauft
werden
Kein Wiederverkaufswert
• Frage: Wie viele Zeitungen soll nun ein Verkäufer einkaufen und
somit anbieten?
• Andere Fälle denkbar: Beispiele?!
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Stochastisches Einperiodenmodell
• Falls die Nachfrage grösser ist als sein Angebot, entgeht dem
Verkäufer ein Gewinn, da er mehr Zeitungen hätte absetzen können
• Falls die Nachfrage kleiner ausfällt als der Verkäufer erwartet, dann
bleibt er auf den Zeitungen sitzen und ihm entstehen Kosten vom
(eigenen) Kauf der Zeitungen
Trade-off
Deshalb marginale Betrachtung notwenig! (Vergleiche dazu
nachfolgendes Beispiel)
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Stochastisches Einperiodenmodell Beispiel (1)
Ausgangslage
• Der Zeitungsverkäufer zahlt pro Zeitung 0.2$
• Verkauf an Kunden für 0.5$ pro Zeitung
Marginale Kosten (entgangener Gewinn) von 0.3$ pro Zeitung, falls
zu wenige Zeitungen gekauft werden
Marginale Kosten von 0.2$ pro Zeitung, falls zu viele Zeitungen
gekauft werden
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Stochastisches Einperiodenmodell Beispiel (2)
Vergleich zwischen den erwarteten Kosten und dem erwarteten
Gewinn einer nächsten Einheit:
Co =
Kosten pro Einheit bei Nachfrageüberschätzung
Cu =
Kosten pro Einheit bei Nachfrageunterschätzung
px =
Wahrscheinlichkeit, dass genau x Einheiten verkauft werden
P =
Wahrscheinlichkeit, dass bis zu Q Einheiten verkauft werden
x
Tatsächliche Nachfrage
=
Q =
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Bestellmenge, die zum Verkauf zur Verfügung bereitsteht
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Notwendige Annahmen
1. Annahme (bzgl. Mittelwert und Varianz):
Der Zeitungsverkäufer hat über die vergangenen Monate beobachtet,
dass er am Montag jeweils durchschnittlich 90 Zeitungen mit einer
Standardabweichung von 10 Zeitungen verkaufen konnte. (Beispiel:
Falls der Verkäufer jeweils 90 Zeitungen anbietet, dann wird er
durchschnittlich jeden zweiten Montag zu wenige Zeitungen haben)
2. Annahme (bzgl. Verteilung):
Die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Zeitungsverkaufs ist
normalverteilt.
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Stochastisches Einperiodenmodell Beispiel (3)
Betrachtung der erwarteten Kosten der Mengenfehlplanung (EC)
,
EC
C# $ Q
(+-
,
x p(
minQ
C# ∑(+- p(
PC#
1
P
0C#
C)
P C)
C) 1
*
C) $ x
(+,
C) ∑*
(+, p(
0,3
0,2 0,3
Q p(
0
0,6
Dies impliziert: Solange Zeitungen bestellen, bis die Wahrscheinlichkeit
eines Verkaufs der gesamten Bestellung oder weniger gleich 0.6 ist.
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Stochastisches Einperiodenmodell Beispiel (4)
• Die optimale Bestellmenge muss basierend auf den obigen Angaben
so hoch sein, dass die Wahrscheinlichkeit, die gesamte Bestellung
oder weniger zu verkaufen gleich 60% ist.
• Aufgrund der Normalverteilungsannahme müssen wir, nach
Standardisierung auf eine Standardnormalverteilung, den x-Wert
finden, welcher eine Fläche von 0.6 definiert.
• Daraus können wir schlussfolgern, dass der Zeitungsverkäufer 92.6,
also gerundet 93 Zeitungen bestellen soll.
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Standardnormalverteilung (Auszug)
Tabelle: Siehe z.B. Jacobs, Chase (2011): Operations and Supply Chain Management, S.801.
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