OM 1.

• Rentabilität, Kostensenkung
• Qualität
• Geschwindigkeit / Durchlaufzeitsenkung
• Flexibilität
• Personalsicherheit und -zufriedenheit

Einen Rahmenplan für das Layout erarbeiten und à jour halten, unter Berücksichtigung folgender Prinzipien:

• Strukturieren der Fabrik in „Unterfabriken“ (Fertigungszellen, -inseln)
• Leichter Zugang an der Peripherie für Wareneingang und Spedition, und so nahe wie möglich an den Hauptprozessen
• Produktorientierung: Unterfabriken, die hauptsächlich Komponenten einer Produktefamilie herstellen, nahe an Montage dieser Produkte.
• Unterfabriken, die gemeinsame Komponenten verschiedener Produktefamilien herstellen, zentral anordnen
• Fabrikfläche auf das Minimum begrenzen
• Zentrallager aufheben. Lagerbewirtschaftung in der Verantwortung der Unterfabriken
• Raumreserven für künftigen Bedarf vorsehen
• Peripherie für Ein- und Ausgangsprozesse reservieren, und nicht durch Büros behindern
• Flächen für Gänge und Lager minimal halten.

• Fertigungs-/Montagelinie: Abgleichprobleme, flexible Konfigurationen, gemischte Modelle
• Fertigungszellen: Bildungsprinzip

Version 1: Bestimme die minimale Anzahl Arbeits-stationen (und die Zuordnung der Operationen zu diesen AS) bei vorgegebener Zykluszeit C, bzw. Produktionsrate 1/C.

Version 2: Bestimme die minimale Zykluszeit C, bzw. die maximale Produktionsrate 1/C (und die Zuordnung der Operationen zu den AS) bei vorgegebener Anzahl Arbeitsstationen

• Fertigungszellen, -inseln (engl. manufacturing cells) :
  • Fertigungseinheiten, welche Komponenten (Produkte, Werkstücke, ...) mit ähnlichen Operationen (Bearbeitungsschritten) herstellen

• Zusammenfassen von Maschinen (bzw. Arbeitsstationen, Betriebsmittel, ...) und Komponenten in mehrere Gruppen, so dass möglichst wenig Interaktion (Materialfluss, Informationsfluss, ...) zwischen den Gruppen besteht
• Engl. Group Technology, Cellular Manufacturing, ...

• Ziel: Kombination der Vorteile von produkt- und prozessorientiertem Layout:
  • Vorteil von produktorientiertem Layout: Produktivität
  • Vorteil von prozessorientiertem Layout: Flexibilität

• Ein einfacher Ansatz zur Bildung von Fertigungszellen (1958).
• Verfahren basiert auf Ähnlichkeitskoeffizienten:
  • Ähnlichkeitskoeffizient: Wert zwischen 0 und 1, welcher die "Ähnlichkeit" von Maschinen bzw. Maschinengruppen beschreibt
  • Hoher Ähnlichkeitskoeffizient bedeutet hohe Ähnlichkeit.
  • Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, Ähnlichkeitskoeffizienten zu definieren.

Diverse produktionsrelevante Faktoren werden ignoriert:

• Reihenfolge und Bearbeitungszeiten der Operationen
• Produktionsmengen der Komponenten
• Maschinenkapazitäten

Kapazität als zeitliche Verfügbarkeit (Faktorenkapazität):

• Definition: (Faktoren-)Kapazität einer Ressource: Zeitdauer, für welche die Ressource verfügbar ist in einem bestimmten Zeitraum
• Faktorenkapazität ist ein von Objekttypen (Produkten) unabhängiges Ersatzmass für die Kapazität
• Beachte: (Faktoren-)Kapazität einer Ressource entspricht dem zeitlichen Anteil (z.B. in %), zu welchem die Ressource verfügbar ist.
• Masseinheit der (Faktoren-)Kapazität: [Zeiteinheit / Zeiteinheit]
• Die Faktorenkapazität kann als Spezialfall des unter A) definierten Kapazitätsbegriffs aufgefasst werden: "maximaler Throughput ist gegeben als die maximale Anzahl Std., welche in einem bestimmten Zeitraum (in Std.) verfügbar sind"
• Typische Begriffe bei Verwendung der Faktorenkapazität: Anlagen-, Maschinen-, Personal Beschaffungs-, Transportkapazität
• Beispiele:
  • 240 Betriebsstunden pro Woche von Maschine M (oder Maschinentyp M).
  • 800 Arbeitsstunden pro Woche in der Montageabteilung
• Weitere Unterscheidung des Kapazitätsbegriffs in Abhängigkeit von:
  • betrachtetem Produktionssystem
  • betrachtetem Zeithorizont
  • betrachtetem Leistungsvermögen

• Betrachtetes System (Ressource, Prozess) kann sein: Fabrik, Abteilung, Werkstatt, Arbeitsstelle, Maschine, usw

• Kapazität wird gemessen und geplant hinsichtlich verschieden langer Horizonte. Eine grobe Einteilung:
  • Langfristig: 1 bis mehrere Jahre (Entscheide über: Fabriken, Anlagen, Personalaustattung, usw.)
  • Mittelfristig: Monate, Quartale (Überstunden, Auswärtsvergabe, usw.)
  • Kurzfristig: Monat bis Tag (Disposition von Personal, alternative Produktionsroutings, usw.)

• Theoretische vs. nutzbare Kapazität
• Theoretische Kapazität:
  • Auch: Design-Kapazität, Grundkapazität, Maximalkapazität
  • Maximaler (mittlerer) Throughput bei "idealem" Betrieb
  • "idealer" Betrieb: maximale Verfügbarkeit ohne Berücksichtigung von Störungen
• Nutzbare Kapazität:
  • Auch: Effektive Kapazität, Verfügbare Kapazität
  • Maximaler mittlerer Throughput bei "normalem" Betrieb.
  • "normaler" Betrieb: reale Verfügbarkeit unter Berücksichtigung von Störungen
  • Verluste verursacht durch Störungen ("Störfaktoren"):
    • Stillstandzeiten, Pausen, Reinigungsvorgängen, Pannen ("Breakdowns"), ungeplanten Personalabsenzen, ...
• Bestimmung der nutzbaren Kapazität häufig vereinfacht als: Nutzbare Kapazität = Theoretische Kapazität * Verfügbarkeitsfaktor
  • z.B. Verfügbarkeitsfaktor = 85%
  • Verfügbarkeitsfaktor: Empirisch im Betrieb zu ermitteln (schwierig!)

• Langfristige Kapazitätsplanung

Zweck; Sicherstellen der Faktorenkapazitäten, so dass sie langfristig dem vorgesehenen Bedarf entsprechen

• in kostenoptimaler Weise
  • zunehmende / abnehmende Skalenerträge
  • global optimieren (Supply Chain)
• bei möglichst hoher Flexibilität
  • möglichst agil auf Bedarfsänderung /Verschiebung reagieren können

Ein prinzipielles Vorgehen:

• Kapazitätsbedarfe vorhersagen
  • Absatz prognostizieren und Produktionsziele bestimmen
  • Bedarfe an Produktionsfaktorenkapazitäten ableiten
• Analyse der vorhandenen Faktorenkapazitäten, Identifizieren allfälliger Kapazitätserweiterungen/Reduzierungsalternativen
• Auswahl einer Alternative, um „optimale“ Harmonisierung der Kapazitäten an die Bedarfe zu erzielen

• „Einfache Deduzierung“ der Kapazitätsbedarfe aus den Produktionszielen und den Arbeitsplänen der Produkte
• Vergleich mit Verfügbaren Kapazitäten und Anpassungen
• „Einfache Deduzierung“ problematisch: berücksichtigt nicht
  • Komplexität der Produktionsprozesse
    • technische Produktionsabläufe eines Produkts
    • Wechselwirkungen unter den Produkten, die auf denselben Anlagen hergestellt werden
  • Abwägung mehrerer Ziele (höhere Kapazität <-> grössere Lager)
  • gesamte logistische Kette
  • zeitliche Dynamik und zufällige Einflüsse

• Simulation: detaillierte Nachbildung der Produktions-abläufe für verschiedene Szenarien (betreffend Produktionsprogramm und Kapazitäten)
• Mathematische Optimierungsmodelle
  • Siehe nachfolgendes Bsp.

Mehr Kapazität oder Höhere Lager

• Aufgabe: Festlegen der Standorte, bzw. der Standortverteilung der Unternehmung im geographischen Raum
• Gekoppelt mit Kapazitätsplanung!

• Klassische Standortanalyse (v.a. qualitativ)
  • Standortfaktoren identifizieren
  • Szenarien entwickeln und bezüglich der Standortfaktoren beurteilen
• Quantitative, mathematische Modelle
  • Evaluationsmodelle,"What If?"
    • Entwickeln von Szenarien (Alternativen), Berechnen der Konsequenzen
  • Optimierungsmodelle, "What's best?"
    • Beschreibung der zulässigen Lösungen (Lösungsraum) mit Bedingungen

Bestimmen von optimierten Lösungen mit Optimierungsalgorithmus

• Quantitative Standortfaktoren: Transportkosten, Grundstückpreise, Personalkosten, Beschaffungskosten für Materialien, Finanzierungskosten, Fördermassnahmen der öffentlichen Hand, Grund- und Gewerbesteuer, Gewinnsteuern, Regionaler Produktkauf, etc.
• Qualitative Standortfaktoren: Grundstück (Lage, Form, etc.), Infrastruktur (Verkehrsnetze, Transportgewerbe, Beratungsdienste, etc.), Personalverfügbarkeit (Bevölkerungsstruktur, Ausbildung, etc.), Soziale und politische Faktoren, Lebensqualität am Ort, Umwelteinflüsse & Belastungsmöglichkeiten
• Diverse andere Systematiken verfügbare (siehe BWL-Literatur, z.B. [Thommen])
• Häufig auch Unterteilung der Standortfaktoren (Kriterien):
  • Muss-Kriterien
  • Wunsch-Kriterien
• Evaluation und Bewertung:
  • mit klassischer Nutzwertanalyse (siehe nächste Seite)
  • mit polaren Diagrammen
  •  ...

OM beschäftigt sich insbesondere damit, wie die Aktivitäten des "Kerngeschäfts" ("daily business") möglichst effizient, kostengünstig, zuverlässig, fehlerfrei, durchgeführt werden.

• Development
• Operations
• Marketing & Sales
• Accounting & Finance
• HR (Human Resources)
• ICT (Information and Communications Technology)
• Support (technisch, organisatorisch, ...)

• Development: Entwicklung neuer Produkte, Anpassung bestehender Produkte, zukunftsgerichtet
• Operations: Herstellung der Produkte und Dienstleistungen des Unternehmens, Bereitstellung für den Kunden
• Marketing & Sales: Werbung, Aquisition neuer Kunden, Verkauf, Beratung, Kundenbetreuung

Operations bezeichnet das Kerngeschäft eines Unternehmens. Dieses umfasst alle Systeme und Prozesse, welche die Produkte und Dienstleistungen des Unternehmens kreieren und bereitstellen, d.h. direkt und in wesentlichem Mass an der Wertschöpfung beteiligt sind.

• entsprechen oft auch den organisatorischen Einheiten bzw. Management-Bereichen eines Unternehmens → Aufbau-Organisation
• Jede organisatorisch Einheiten umfasst typischerweise über eine eigene Führungshierarchie
• Eine Unternehmensstruktur (Aufbau-Organisation), deren organisatorische Einheiten im Wesentlichen den Unternehmensfunktionen entsprechen, heisst funktionsorientiert
  • Alternativ: prozessorientierte Organisation

Operations Management beinhaltet

• die Gestaltung (engl. Design)
• den Betrieb (engl. Operation, d.h. Planung und Steuerung)
• die Optimierung (engl. Improvement)

aller Systeme und Prozesse des ‘Kerngeschäfts’. Dieses umfasst alle Systeme und Prozesse, welche die Produkte und Dienstleistungen des Unternehmens kreieren und bereitstellen, d.h. direkt und in wesentlichem Mass an der Wertschöpfung beteiligt sind

• Gesamtes Leistungsspektrum
  • Sowohl materielle Produkte (Güter) als auch Dienstleistungen
  • Grenze zwischen Produktions- und Dienstleistungsbetrieben zunehmend fliessend
• Gesamter Lebenszyklus des Produkts / Dienstleistung
  • Beschaffung - Produktion - Vertrieb - Unterhalt - Entsorgung
• Gesamte Supply Chain
  • Supply Chain: Gesamtes Netzwerk von Unternehmen, welche an der Leistungserbringung beteiligt sind
  • Umfassende Systembetrachtung: ‘Produktion’ erfolgt nicht in isolierten Einzelunternehmen, sondern in einem Verbund von Unternehmen

Analyse und Optimierung von Aufgaben des OM mit Hilfe quantitativer (mathematischer) Modelle und Algorithmen.

Einsatz von quantitativen (mathematischen) Modellen oder anderer Methoden als Entscheidungshilfen in betrieblichen Problemstellungen

Theoretisches OR: Bereich der Mathematik, welcher sich mit der Lösung komplexer mathematischer Modellierungs- und Optimierungsprobleme beschäftigt

Angewandtes OR: Entscheidungsunterstützung und Optimierung mit Hilfe mathematischer Modelle und Methoden bei komplexen Problemstellungen aus der betrieblichen Praxis (Produktion, Logistik, Dienstleistung, ...).

Grundlegendes Ziel des OM ist, dass ein Unternehmen eine möglichst grosse Leistung erbringt. 

betriebliche Kennzahl, misst Leistung eines bestimmten Bereichs oder Aspekts eines Betriebs adäquat

Im Nenner wird nur ein einzelner Inputtyp (ein einzelner Produktionsfaktor) verwendet. 

Im Nenner werden mehrere Inputtypen (mehrere Produktionsfaktoren) verwendet.

• Bei der Multifaktoren-Produktivität müssen die verschiedenen Inputtypen (‘Produktionsfaktoren’) im Nenner mit einem kompatiblen Mass gemessen werden.

als operative Ziele meist ungeeignet. relatives Mass (nur im Vergleich aussagekräftig), Vergleichsmass:

• Firmenintern: Vergleich mit anderen Abteilungen oder über die Zeit
• Firmenextern: Vergleich mit Konkurrenten

Input (Produktionsfaktoren) ⇒ Transformation (Produktion) ⇒ Output (Produkt, Dienstleistung

• Hervorbringung und Bereitstellung von Produkten und Dienstleistungen
• Auch «Faktorenkombinationsprozess» genannt

D.h. bei der Produktion werden verschiedene Produktionsfaktoren zu einem Produkt kombiniert

• Menschliche Arbeitsleistung (objektbezogener oder dispositiver Art)
• Werkstoffe (Rohstoffe, Vorstoffe, Hilfsstoffe)
• Betriebsmittel:
  • Zur aktiven Nutzung (Maschinen, Anlagen, Geräte, ...)
  • Zur passiven Nutzung (Gebäude, ...)
  • Zum Verbrauch (Energie, Kühl- und Schmiermittel, ...)
• Information
• Kunden (bei Dienstleistungen

Transformierende Ressourcen: Menschliche Arbeitsleistung, Betriebsmittel

Transformierte Ressourcen: Werkstoffe, Informationen, Kunden (bei Dienstleistungen)

• Materielle Produkte (Endprodukte, Zwischenprodukte, Abfallprodukte, ...)
• Immaterielle Produkte (Dienstleistungen, Arbeitsleistungen, Informationen, ...)
• Gemischte Produkte: Mit unterschiedlichem Anteil an materiellen und immateriellen Elementen