Bachelorarbeit, 2010
105 Seiten, Note: 1,0
1 Einleitung
2 Supply Chain
3 Operations Research
4 Darstellung des fiktiven Unternehmens
5 Tourenplanung (Das Vehicle Routing Problem)
5.1 Ökonomische Problemstellung
5.2 Mathematische Formulierung des Problems
5.3 Mathematisches Modell
5.4 Aufgabe zum Vehicle Routing Problem
5.4.1 Problembeschreibung
5.4.2 Umsetzung in Excel
5.4.3 Lösung
5.4.4 Kritik
6 Produktion/ Beschaffung (Nichtlineare Optimierung)
6.1 Ökonomische Problemstellung
6.2 Mathematische Formulierung des Problems
6.3 Mathematisches Modell
6.4 Aufgabe zu Nichtlineare Optimierung (Produktion)
6.4.1 Problembeschreibung
6.4.2 Umsetzung in Excel
6.4.3 Lösung
6.4.4 Kritik
6.5 Aufgabe zu Nichtlineare Optimierung (Beschaffung)
6.5.1 Problembeschreibung
6.5.2 Umsetzung in Excel
6.5.3 Lösung
6.5.4 Kritik
7 Produktion/ Distribution (Das allgemeine Netzwerkproblem)
7.1 Ökonomische Problemstellung
7.2 Mathematische Formulierung des Problems
7.3 Mathematisches Modell
7.4 Aufgabe zum allgemeinen Netzwerkproblem
7.4.1 Problembeschreibung
7.4.2 Umsetzung in Excel
7.4.3 Lösung
7.4.4 Kritik
8 Prozessoptimierung in der Praxis
9 Fazit
Die vorliegende Arbeit untersucht betriebswirtschaftliche Möglichkeiten zur Optimierung einer Supply Chain mittels Tabellenkalkulation, wobei der Fokus auf der mathematischen Entscheidungsunterstützung durch Operations Research liegt.
5. Tourenplanung (Das Vehicle Routing Problem)
Unter einem Tourenplanungsproblem (im Folgenden als VRP bezeichnet) wird ganz allgemein das Problem, dass in einem Fuhrpark verschiedenen Fahrzeugen Aufträge zuzuordnen sind, wobei für jedes Fahrzeug zugleich die Reihenfolge festgelegt werden muss, in der die Aufträge auszuführen sind verstanden. In der angloamerikanischen Literatur sind diese Probleme unter dem Begriff „Vehicle Routing Problems“ bekannt. VRPs bestehen aus einer Kombination von Zuordnungsproblemen (Clustering) und Reihenfolgeproblemen (Routing Problem). Das Reihenfolgeproblem ist im Prinzip ein Rundreiseproblem. Dabei muss entweder die kürzeste Rundreise, die jeden Knoten genau einmal enthält (Traveling Salesman Problem), oder die kürzeste Rundreise, welche jede Kante genau einmal enthält (Briefträgerproblem), gefunden werden.
5.1 Ökonomische Problemstellung
Von einem Depot werden n-1 Kunden mit LKW gleichen Typs beliefert. Für jeden Kunden ist der Ladebedarf des LKW bekannt, ebenso die Gesamtkapazität der einzelnen LKW. Nach der Belieferung kehrt der LKW ins Depot zurück. Alle Distanzen zwischen Depot und Kunden sind bekannt.
In welcher Reihenfolge sollen die LKW die Kunden anfahren, so dass alle Kunden beliefert werden und die Gesamtkosten dafür minimal sind.
1 Einleitung: Beschreibt die Motivation zur Prozessoptimierung im Zuge des steigenden Wettbewerbs und den Einsatz von Operations Research zur Entscheidungsfindung.
2 Supply Chain: Erläutert die Begrifflichkeiten und die strategische Bedeutung der Integration von Unternehmensaktivitäten entlang der Wertschöpfungskette.
3 Operations Research: Führt in die Anwendung quantitativer Methoden zur Vorbereitung optimaler Entscheidungen und die Modellbildung ein.
4 Darstellung des fiktiven Unternehmens: Stellt das Beispielunternehmen vor, das Elektroartikel herstellt und als Grundlage für die nachfolgenden Optimierungsmodelle dient.
5 Tourenplanung (Das Vehicle Routing Problem): Behandelt die Tourenplanung für den Außendienst mittels mathematischer Modellierung und Excel-Solver.
6 Produktion/ Beschaffung (Nichtlineare Optimierung): Analysiert Produktionsmengen- und Materialbedarfsplanungen unter Berücksichtigung von Rabattstaffelungen und Kapazitätsgrenzen.
7 Produktion/ Distribution (Das allgemeine Netzwerkproblem): Untersucht die kostenoptimale Verteilung von Produkten über ein Netzwerk von Lagern und Fabriken.
8 Prozessoptimierung in der Praxis: Veranschaulicht anhand des Beispiels RECARO Aircraft Seating, wie Optimierungsprozesse den Geschäftserfolg in der Realität steigern.
9 Fazit: Reflektiert die Ergebnisse der Arbeit und bewertet die Praxistauglichkeit des Einsatzes von Tabellenkalkulation für Optimierungsaufgaben.
Supply Chain, Operations Research, Tourenplanung, Vehicle Routing Problem, Nichtlineare Optimierung, Produktionsplanung, Beschaffungsoptimierung, Netzwerkproblem, Materialbedarfsermittlung, Excel Solver, Prozessoptimierung, Kostenminimierung, Logistik, Wertschöpfungskette, Unternehmensmodellierung
Die Arbeit behandelt die betriebswirtschaftliche Optimierung einer Supply Chain unter Verwendung von Tabellenkalkulations-Software.
Die zentralen Themen sind Tourenplanung, Produktions- und Beschaffungsplanung sowie die Verteilung (Distribution) von Waren in einem Netzwerk.
Ziel ist es, betriebliche Prozesse mathematisch zu modellieren, um durch den Einsatz des Excel-Solvers eine kostenminimierte Ressourcen- und Mengenplanung zu erreichen.
Es werden Methoden des Operations Research eingesetzt, insbesondere lineare und nichtlineare Optimierungsmodelle zur Entscheidungsunterstützung.
Der Hauptteil widmet sich der praktischen Umsetzung von Optimierungsmodellen für das Vehicle Routing Problem, die Produktions- und Materialbedarfsplanung sowie die Distributionsoptimierung an einem fiktiven Elektroartikel-Unternehmen.
Schlüsselbegriffe sind Supply Chain Management, Operations Research, Excel-Solver, mathematische Modellbildung und Prozessoptimierung.
Da es sich um ein komplexes Problem handelt, erreicht der Solver bei sechs zu besuchenden Kunden das Limit der Integer-Subprobleme und erfordert ein manuelles Fortsetzen der Suche.
Aufgrund von nicht differenzierbaren Funktionen und Sprüngen in der Zielfunktion durch Rabattstaffelungen können numerische Verfahren in der Regel nur lokale Minima berechnen.
Es wird genutzt, um die mehrstufige Erzeugnisstruktur bei der Materialbedarfsermittlung für die Produktion grafisch und mathematisch korrekt abzubilden.
Die Arbeit nutzt das Unternehmen RECARO Aircraft Seating, um den messbaren Erfolg von Optimierungsprogrammen in der Unternehmenspraxis zu belegen.
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