Table Of ContentBochumer Beiträge zur Unternehmensführung und
Unternehmensforschung
Michael Markiewicz
Ersatzteildisposition
im Maschinenbau
Betriebswirtschaftliche Methoden der
Planung und Überwachung
Markiewicz
Ersatzteildisposition im Maschinenbau
Bochumer Beiträge
zur Unternehmensführung und
Unternehmensforschung
Herausgegeben von
Prof Dr. Hans Besters
Prof. Dr. Dr. h. c. Walther Busse von Colbe
Prof. Dr. Werner Engelhardt
Prof. Dr. Arno Jaeger
Prof. Dr. Gert Laßmann
Prof. Dr. Wolfgang Maßberg
Prof. Dr. Eberhard Schwark
Prof. Dr. Rolf Wartmann
Band 32
Institut für Unternehmungsführung
und Unternehmensforschung
der Ruhr-Universität Bochum
Michael Markiewicz
Ersatzteildisposition ·
im Maschinenbau
Betriebswirtschaftliche Methoden
der Planung und Überwachung
SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Markiewicz, Michael:
Ersatzteildisposition im Maschinenbau: betriebswirtschaftl.
Methoden d. Planung u. Überwachung I Michael Markiewicz.
(Bochumer Beiträge zur Unternehmungsführung und
Unternehmensforschung; Bd. 32)
Zug!.: Bochum, Univ., Diss., 1986
ISBN 978-3-409-13619-8
NE: GT
©Springer Fachmedien Wiesbaden 1988
Ursprünglich erschienen beiBetriebswirtschaftlicher Verla~ Dr. Th. Gabler GmbH, Wiesbaden !988
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung
außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags
unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mi
kroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
ISBN 978-3-409-13619-8 ISBN 978-3-663-13435-0 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-13435-0
Geleitwort
Lagerhaltungsmodelle blicken auf eine recht lange Vergangenheit zurück, erinnert
sei nur an die "Andlersche Formel". Der Grund ist, daß man relativ einfach Sach
verhalte wie Lagerzugang, Lagerabgang etc. modellieren und mit vor-und nachge
schalteten Aktivitäten (Produktion, Vertrieb) verknüpfen kann. Hierbei läßt sich
die - intellektuelle - Komplexität durch "high-sophisticated" Lagerbetrachtun
gen sowie durch Kombination mit Produktionsmodellen, Prognosemodellen u. ä.
beliebig steigern, so daß letztlich gerade mathematische Wunderwerke entstehen.
Deren mathematischer Aufwand auf der einen Seite und deren hoher Abstrak
tionsgrad ( = Entfernung von der Realität) auf der anderen Seite verhindern jedoch
in der Regel den praktischen Einsatz im Betrieb mit der Konsequenz: es finden
"Quick-and-Dirty"-Methoden Anwendung, die viel an Effektivität verschenken.
Die nachstehende Arbeit ist zwischen diesen beiden Extremen angesiedelt. Sie
wurde angeregt durch einen Betrieb (ein Unternehmen) mit dem Bedürfnis, seine
historisch gewachsene Lagerdisposition etc. zu verbessern, und sie gipfelt in einem
von diesem gebilligten praktikablen, dennoch aber wissenschaftlich fundierten
Vorschlag. Hierbei löst sich die Arbeit von den speziellen Gegebenheiten des be
sagten Betriebes, d. h. es wird ein generelles "System" entwickelt.
Neben dieser kurz skizzierten Position der vorgelegten Arbeit in der Landschaft
der Lagerhaltungsmodelle weist sie zudem zwei Besonderheiten auf. Zum einen:
das Lager wird nicht - quasi vorgeschaltet - aus der Sicht des Konsumenten be
trachtet, sondern es handelt sich - nachgeschaltet - um das Lager eines Produzen
ten, der unter Berücksichtigung seiner eigenen Fertigung die Kunden mit Ersatz
teilen bedienen muß (in der Literatur bisher nur unzureichend behandelt). Zum
anderen: der Praktikabilität wegen - mehrere tausend Produkte (Ersatzteile) un
terschiedlichster Größe, Menge, Bewegung und Fertigungstiefe sind zu betrachten
- ist aus der Sicht der Lagerverwaltung nur ein Bestellpunktverfahren akzeptabel
(Auslösen einer Bestellung vom Lager her); das Modell bzw. das zu installierende
System sieht daher an seiner "Oberfläche" wie ein solches aus.
Aus dem Gesagten geht hervor: der Verfasser legt mit seinem Vorschlag nicht le
diglich ein weiteres Lagerhaltungsmodell vor; vielmehr geht er - im Blick auf den
praktischen Einsatz und auf die Situation als Produzenten-Endlager - besondere
Wege, letzteres im Sinne eines Regelsystems. Schließlich sei noch erwähnt, daß das
Arbeiten dieses Systems über eine Simulation mit Zahlen der Praxis erprobt wur
de. Dies alles sind gute Gründe, die nachstehenden Ausführungen als einen Ge
winn zu sehen, und zwar einen Gewinn für Praxis und Wissenschaft gleichermaßen.
ROLF WARTMANN
Vorwort
Die Problematik der Ersatzteilbewirtschaftung beim Hersteller von Produktions
anlagen hat in der betriebswirtschaftliehen Literatur bislang wenig Beachtung ge
funden. Aus der Unvorhersehbarkeit des einzelnen Ausfalls wird zumeist gefol
gert, daß sich diese Problematik einer analytischen Behandlung weitgehend ent
zieht. Die vorliegenden Beiträge beschränken sich entweder ganz auf die Beschrei
bung der qualitativen Nachfragestruktur und leiten allgemeine Lagerhaltungsprin
zipien daraus ab oder verweisen auf den Einsatz von EDV-Systemen zur Ersatz
teillagerdisposition. Die in den Software-Paketen der EDV-Hersteller angebote
nen Standarddispositionssysteme liefern jedoch für den stark unregelmäßigen Er
satzteilbedarf nur unzureichende Ergebnisse, da sie implizit einen gleichmäßigen
Verlauf der Nachfrage unterstellen.
Das Fehlen anwendungsbezogener, quantitativ orientierter, EDV-gestützter Dis
positionskonzepte für die Bereitstellung von Ersatzteilen lieferte den Ansatzpunkt
für die durchgeführten Untersuchungen. In dieser Arbeit wird ein Dispositionsmo
dell entwickelt, das für den Spezialfall der Ersatzteillagerhaltung die quantitative
Grundlage liefert, um bei unzureichenden Informationen rational unterstützte La
gerhaltungsentscheidungen treffen zu können.
Mein besonderer Dank gilt zunächst meinem akademischen Lehrer, Herrn Profes
sor Dr. Rolf Wartmann, der diese Arbeit in vielfältiger Weise unterstützte und
nachhaltig förderte. Dank für kritische Bemerkungen und fruchtbare Anregungen
gebührt in gleichem Maße auch Herrn Professor Dr. Gerd Laßmann, der das Kor
referat zur Dissertation übernahm.
Außerordentlich hilfreich waren die vielen Diskussionen mit Kollegen und Freun
den am Seminar für theoretische Wirtschaftslehre der Ruhr-Universität Bochum.
Der starke Praxisbezug der Arbeit resultiert aus einer intensiven Projektarbeit bei
der Firma Eickhoff in Bochum.
Zu Dank verpflichtet bin ich schließlich der Alwin-Reemtsma-Stiftung für die För
derung des Forschungsprojektes sowie dem Direktorium des Institutes für Unter
nehmungsführung und Unternehmensforschung und dem Gabler-Verlag für die
Aufnahme in die Schriftenreihe.
Das Manuskript wurde im September 1986 abgeschlossen.
MICHAEL MARKIEWICZ
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Einführung
1 • 1 Problemstellung .•.••..•.••••••..•••....•.
1.1.1 Ersatzteilversorgung bei einem Hersteller
von Bergbaumaschinen •.•••..•••.•..••...•. 1
1 • 1 • 2 Gegenstand der vorliegenden Arbeit •...... 4
1 • 2 Gang der Untersuchung •••..••..•..••..•.•. 7
2 Grundlagen
2. 1 Begriffe und ihre Abgrenzungen........... 9
2. 1.1 Produktionsanlagen....................... 9
2. 1 • 2 Anlagenverschleiß •.•••••.•...••.•••...•.. 10
2. 1 • 3 Instandhaltungsmaßnahmen .•.••.•...•....•. 11
2. 1 • 4 Ersatzteil............................... 12
2.2 Ersatzteilversorgung als Problemstellung
beim Hersteller von Anlagen.............. 18
2. 2. 1 Das betriebliche Tätigkeitsfeld der
Ersatzteilversorgung..................... 18
2.2.1.1 Organisation der Ersatzteilversorgung ..•. 19
2.2.1.2 Ermittlung des Ersatzteilbedarfs •.•••...• 20
2.2.1.3 Disposition der Ersatzteillagerbestände .• 23
2.2.2 Rechtliche Verpflichtung des Herstellers
zur Bereitstellung von Ersatzteilen ....•• 25
2.2.3 Erfolgswirkungen der Ersatzteilversorgung 30
3 Bedarfsermittlung für Ersatzteile
3. 1 Prognoseansätze zur Bedarfsermittlung ••.• 35
3 • 1 • 1 Kausalanalyse .•.••••...•..•.••.•.•••..•.• 39
3 .1. 2 Lebensdaueranalyse....................... 42
3. 1 • 3 Verbrauchsanalyse ..•..•...••.•••.••.•...• 49
3. 1 • 4 Zeitreihenanalyse ..•....••.•..•..•...•.•• 51
3.2 Ersatzeilbedarfsprognose mittels Zeit-
reihenanalyse ..••••••••••.•.••••.••.••... 53
3. 2. 1 Klassifikation der Bedarfsstruktur ••...•. 54
3.2.1.1 Variabilität der Häufigkeitsverteilung ..• 56
3.2.1.2 Form der Häufigkeitsverteilung ..••••.•... 58
3.2.2 Auswahl der Wahrscheinlichkeitsverteilung 60
3.2.2.1 Anpassungsfähigkeit der Verteilung ••....• 61
3.2.2.2 Numerische Aspekte .•••...••..•..•••...••• 63
3.2.2.3 Gammaverteilung ......••.••.••••.....••... 65
4 Ziele der Ersatzteillagerhaltung
4. 1 Lagerhaltungssituation •..••••••.••••.•..• 68
4.2 Kostenminimierungsansatz .••...•••....•..• 70
4. 2. 1 Ermittlung entscheidungsrelevanter Lager-
kosten................................... 72
4.2.1.1 Beschaffungskosten •••••••...•••..•..•••.• 74
4.2.1.2 Lagerungskosten ••••.•••....•••........••. 77
4.2.1.3 Fehlmengenkosten ••..•••......••.•••.•..•. 81
4.2.2 Optimalität der Einprodukt-Ansätze •...•.. 87
4.3 Op~rationale Unterziele der Ersatzteil-
lagerhaltung ••.......••..•........•..•... 91
4.3.1 Formulierung von Entscheidungskriterien .. 91
4.3.1.1 Verfügbarkeit und Lieferbereitschaftsgrad 94
4.3.1.2 Lieferbereitschaftsgraddefinitionen ••••.. 95
4.3.1.3 Ermittlung der Lieferbereitschaftsgrade .. 99
4.3.1.4 Auswahl der Lieferbereitschaftsgrade ..... 101
4.3.2 Dispositionsproblem mit mehrfacher Ziel-
setzung.... . • . . • . • • . • . . . . • • • • . . . . • • . • . • . . 1 04
5 Dispositionsmodell für zentrale
Ersatzteilläger
5. 1 Der systemtheoretische Ansatz bei der
Modellbildung. . • • • . . . • • . • • . • . . . . • . • • . • • . . 1 0 6
5.2 Modell der Ersatzteildisposition ..•.....• 108
5. 2. 1 Modellannahmen und Modelldarstellung •...• 108
5.2.2 Innerer Regelkreis •.•.......•••...•..•..• 112
5.2.3 Äußerer Regelkreis .•••....•.....••..••... 115
5.2.3.1 (s,Q)-Regler •...•....••..•••....••..•.•.. 115
5.2.3.2 (s,S)-Regeler ..••.•...•.•..•....•..•••..• 117
5.2.3.3 Approximation der Nachfrageverteilung .•.. 124
5.2.3.4 Adaptive Anpassung bei instationärer
Nachfrage • . . • • • . . • • • . • • • . . • • • . . • . • . . • . . . 1 2 7
5.2.3.5 Berücksichtigung von Zusatzinformationen. 131
5.2.3.6 Integration deterministischer Bedarfs-
anteile ••••••••••••••••••••••••.••••••••• 134
5.2.4 Lagersteuerung ••••••••••••.•••.•••••.•••• 138
5.2.4.1 FÜhrungsgrÖßen des adaptiven Regelkreises 138
5.2.4.2 Festlegunq der Mindestbestellmenge ••••••• 142
5.2.4.3 Festlegunq des Servicegrades •.••••••••••• 146
6 Simulation
6. 1 Simulation in der Lagerhaltung •..•..•..•. 151
6.2 Durchführung der Simulation •••••.••.••..• 153
6. 2. 1 Datenbasis •••••••••.••.••••••.••.••.••••• 154
6.2.2 Approximation der Nachfrageverteilung ••.• 156
6.2.3 Simulationsläufe •••..••.••.••.••.••.•••.• 157
6. 2. 4 Parametervariation ••.•••.••••••.••.•.•••• 160
6.3 Analyse der Simulationsergebnisse .••••••• 162
6. 3. 1 Adaptionsverhalten des Regelkreises •••••. 162
6. 3. 2 Zeitreihe der Lagerkennziffern ••••••••••• 168
6. 3. 3 Auswertung der Lagerkennziffern •••••••••• 170
6.4 Zusammenfassung der Simulationsergebnisse 181
7 Zusammenfassung der Ergebnisse ........... 183
Anhang 1 • • • • • • • • • • • • . . • • • • . • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • . 1 85
Anhang 2 • • . • . . • • • . • • • • • . • • • . . • • . . • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1 8 7
Literaturverzeichnis •••.••••••••.••.••.•••.•••••.•• 204
