Struktur und Mechanismen des Modells für Lieferkettenplanung

Ergebnis

Das erstellte SCP-Modell bildet die Grundlage für alle Aktivitäten der Lieferkettenplanung.

Die Definition des SCP-Modells kann in der M3 Business Engine (BE) erstellt werden und die Daten können extrahiert und zu SCP überführt werden. In diesem Fall werden jedoch nur Änderungen an SCP-spezifischen Daten in der BE vorgenommen.

Bevor Sie beginnen

Bevor das SCP-Modell definiert und angewendet werden kann, müssen die folgenden Voraussetzungen erfüllt sein:

• Die Voraussetzungen, die in der Einführung des M3 SCP-Dokuments aufgeführt sind, müssen erfüllt sein.
• Microsoft Access 97 oder 2000 muss installiert sein, um Daten manuell in den Datengenerator einzugeben.

Beschreibung

Kenntnis der folgenden Dinge muss vorliegen, um das SCP-Modell definieren zu können.

• Struktur des SCP-Modells
• Die Mechanismen, die den Lieferkettenablauf steuern

Die Struktur des SCP-Modells enthält die Elemente, die den Ablauf der Lieferkette bestimmen. Die Mechanismen der Lieferkette bestimmen, wie der Ablauf durch die Struktur bestimmt wird. Die Struktur und die Mechanismen der Lieferkette werden in den folgenden Abschnitten vertieft.

Struktur des SCP-Modells

Das SCP-Modell enthält die folgenden Elemente:

• Perioden
• Startlager
• Netzwerkknoten
• Knotenverteilbeziehung (Transport)
• SCP-Artikelgruppen
• Lieferprozesse (Produktion und Einkauf)
• Netzwerkfähigkeiten
• Kosten
• Ressourcenkapazitäten
• Strafen

Der Umfang des SCP-Modells kann durch die Multiplikation der Anzahl an Perioden, Knoten und Artikelgruppen miteinander ermittelt werden. Die Gesamtzahl der Perioden, Knoten und Gruppen muss sorgfältig geprüft werden, wenn das Modell definiert wird. Dies ist notwendig, da es direkten Einfluss darauf hat, wie viel Zeit zur Berechnung der Lieferketten und Simulationen nötig ist.

Daten können auf zwei Arten erstellt werden:

1. Bestimmte Daten können von M3 BE überführt werden, andere Daten werden lokal im M3 SCP-Datengenerator erstellt oder:

2. Alle Daten werden im M3 SCP-Datengenerator erstellt.

In beiden Fällen werden alle Daten in der Modelldatenbank kombiniert.

Perioden

Perioden sind einer der Grundbausteine, die das SCP-Modell definieren. Sie definieren außerdem das Zeitfenster der Lieferkettenplanung. Das SCP-Modell arbeitet mit festen Periodenlängen. Beispiel: Perioden können als einwöchige Perioden, vierwöchige Perioden oder achtwöchige Perioden definiert werden. Eine längstmögliche Periode wird empfohlen, da zu viele kurze Perioden den Langzeitplanungsüberblick streuen.

Startlager

Das Startlager ist die einzige Art und Weise, laufende Aktivitäten vom Anfang der Planungsperiode anzuzeigen. Das Startlager ist durch die Anzahl der vorrätigen Artikelgruppen an Netzwerkknoten zu Beginn der Lieferkettenoptimierungsperiode definiert.

Das Startlager wird zu Beginn der ersten Periode nach der Planungszeitgrenze als Lager verwendet. Die Planungszeitgrenze wird für jede SCP-Artikelgruppe definiert und bestimmt die Anzahl von Perioden, in denen das SCP-Modell nichts für die Artikelgruppe am Netzwerkknoten einplanen soll.

Netzwerkknoten

Ein Netzwerkknoten stellt einen Bedarfs- und/oder Lieferpunkt in der Lieferkette in einer aggregierten geographischen Stufe dar, z. B. eine Produktionsanlage in Kopenhagen oder ein Markt in New York.

Die folgenden Arten von Netzwerkknoten können in M3 SCP angewendet werden:

• Einkaufsknoten
• Versorgungsknoten
• Verkaufsknoten

Einkaufsknoten

Einkaufsknoten stellen die Lieferkapazität von Lieferanten, Unterlieferanten und Subunternehmern dar. M3 SCP kontrolliert die Produktion und Lagerkapazität von Einkaufsknoten nicht. Diese Knoten werden nur verwendet, wenn der Artikeleingang in das SCP-Modell eingegeben wird. Jeder Einkaufsknoten in SCP entspricht genau einem Lieferanten in M3 BE. Verbindungen zwischen Versorgungsknoten werden als Verteilknotenbeziehungen erstellt (siehe Abschnitt zu Verteilknotenbeziehungen unten).

Versorgungsknoten

Versorgungsknoten stellen globale und/oder lokale Lagerorte dar. In BE kann ein Versorgungsknoten Folgendes darstellen:

1. Eine Produktionslager

2. Eine Anzahl Distributionslager

3. Ein Produktionslager in Verbindung mit einer Anzahl von Distributionslagern

Mehrere Ebenen können bei Produktions- und Distributionslagern bearbeitet werden. Verknüpfte Lagerorte sollten jedoch zur gleichen Anlage gehören. Daher kann ein Versorgungsknoten in M3 SCP eine Anzahl Lagerorte in einer abgegrenzten Umgebung, aber nur ein Produktionslager darstellen. Verbindungen zwischen Versorgungsknoten (und anderen Knoten) werden als Verteilknotenbeziehungen erstellt (siehe Abschnitt zu Verteilknotenbeziehungen unten).

Verkaufsknoten

Verkaufsknoten stellen Kunden-, Partner- oder Händlerbedarfe auf den Märkten dar. Ein Verkaufsknoten kann Bedarfe im Primärbedarfsplan oder eine Gruppe von Kunden mit Bedarf im Verkaufsbudget darstellen. Verkaufsknoten werden nur für den Artikelausgabe im SCP-Modell verwendet und sind die einzige Art von Ausgabeknoten. Sie können weder Produktion, Transport oder Lagerressourcen darstellen. Verbindungen zwischen Beschaffungsknoten und Versorgungsknoten werden als Verteilknotenverhältnisse erstellt (siehe Abschnitt zu Verteilknotenbeziehungen unten).

Beziehungen zwischen Netzwerkknoten

Das Verhältnis verschiedener Arten von Netzwerkknoten in M3 SCP wird in der folgenden Grafik angezeigt:

Knotenverteilbeziehungen

Knotenverteilbeziehungen stellen die möglichen Bewegungen von Artikeln von einem Netzwerkknoten zum nächsten dar. Das Verhältnis kann als Transport von einem Einkaufsknoten zu einem Beschaffungsknoten, zwischen Beschaffungsknoten und von einem Beschaffungsknoten zu einem Verkaufsknoten definiert werden. (Das Verhältnis kann auch als Transport von einem Einkaufsknoten zu einem Verkaufsknoten definiert werden. Dies ist allerdings nicht üblich)

Unterschiedliche Transportalternativen können verschiedenen Knotenverteilbeziehungen zugewiesen werden, z. B. kann es unterschiedliche Transportalternativen zwischen den gleichen beiden Knoten geben. Es gibt keine Einschränkungen darüber, wie Verhältnisse erstellt werden können. Allerdings kann ein Verhältnis nur den Transport zwischen den gleichen beiden Knoten definieren. (M3 SCP ist mit Standardsymbolen für Schiffe, Lastwagen, Züge und Flugzeuge ausgestattet, aber der Benutzer definiert die Transportalternativen).

Die Knotenverteilbeziehungen können an den folgenden Stellen im SCP-Modell definiert werden:

SCP-Artikelgruppen

SCP-Artikelgruppen definieren die niedrigste Ebene der Artikeldaten in M3 SCP. Eine SCP-Artikelgruppe ist eine Ansammlung von individuellen Artikeln mit ungefähr den gleichen Merkmalen, z. B. Gewicht, Volumen, Kosten und Produktionsstruktur, Produktionsalternativen, Liefermöglichkeiten etc. Wenn die Gesamtanzahl der einzelnen Artikel gering ist, können SCP-Artikelgruppen auch so definiert werden, dass sie nur jeweils einen Artikel beinhalten.

Die Daten der Artikelgruppe werden als gewichtete Durchschnittsdaten für Artikel in jeder Gruppe berechnet. Die Berechnungen zeigen die relativen Materialmengen an, die durch die Lieferkette fließen werden. Auf diese Art zeigt die individuelle Artikelgruppe eine Durchschnittsgröße jedes Artikels in der Gruppe an.

SCP-Gruppen

Jede SCP-Artikelgruppe kann einer SCP-Gruppe zugewiesen werden. Dies ist praktisch, wenn viele SCP-Artikelgruppen gleichzeitig angezeigt werden. Eine Reihe von Artikelgruppen kann zur gleichen SCP-Gruppe gehören, allerdings kann jede Artikelgruppe nur Teil einer SCP-Gruppe sein. Auf diese Weise werden SCP-Gruppen verwendet, um einen besseren Überblick über große Mengen von SCP-Artikelgruppen zu geben. SCP-Gruppen werden nur verwendet, um Artikelgruppen in Grafikberichten und Profilen anzuzeigen und haben keinen Effekt auf den Planungsprozess. Alle SCP-Gruppen werden lokal in M3 SCP erstellt und verwaltet.

Lieferprozesse

Lieferprozesse werden in M3 SCP so wiedergegeben, dass sie die Art und Weise anzeigen, auf die sie in die Lieferkette "eintreten", sei es durch Kauf oder Produktion. Einkaufsprozesse stellen den Kauf von Artikeln dar. "Den Prozess einmal durchführen" bedeutet, eine Einheit der Artikelgruppe zu kaufen.

Produktionsprozesse stellen die Möglichkeiten dar, auf die eine gewisse Anzahl von Artikeln zu anderen Artikelgruppen umgewandelt werden. Ein Produktionsprozess ist die höchste Stufe in der Produktstruktur. Jeder Prozess gehört zu einem bestimmten Knoten in der Lieferkette. Ein Produktionsprozess kann eine beliebige Anzahl und Menge von Eingangsartikeln in eine beliebige Anzahl und Menge von Ausgabeartikeln umwandeln.

Der Ressourcenbedarf für jeden Produktionsprozess ist mit dem Prozess selbst verknüpft.

Stücklisten und Operationspläne

Produktionsprozesse werden verwendet, um zu definieren, wo und wie SCP-Artikelgruppen produziert werden können. Jeder Prozess besteht aus einer Stückliste und einem Operationsplan. Sie können die Prozesse mit Folgendem verwenden:

• Einfache Struktur (nur ein Output und keine Alternativen innerhalb jedes Knotens)
• Alternative Stückliste (ähnlicher Ausgangartikel und Operationsplan, aber verschiedene Eingabeartikel)
• Umgekehrte Stücklisten (ein Eingangsartikel und mehreren Ausgangsartikel)
• Stücklisten mit Nebenprodukten (mehrere Eingangs- und Ausgangsartikel)
• Alternativer Operationsplan (ähnlicher Eingangs- und Ausgangsartikel, aber unterschiedliche Ressourcen)

Der gängigste Produktionsprozess für die Planungssicherheit von SCP ist die einfache Struktur mit einfachen Stücklisten und einem einfachen Operationsplan aus der KGP (Kapazitätsgrobplanung).

Operationspläne, d. h. der Kapazitätsbedarf, können für den Produktionsprozess als Ganzes definiert werden. Im einfachsten Fall entspricht dies einem Kapazitätsbedarf für die Produktion eines Endprodukts. Der Bedarf wird in Stunden gemessen und die Produktionsvorlaufzeit wird vom Ende eines Produktionsprozesses zurückberechnet. Dies bedeutet, dass die Anforderung vor der Prozessfertigstellung erfüllt sein muss. Siehe nächste Grafik.

Wie in der Grafik oben dargestellt, müssen Materialien und Ressourcen nicht unbedingt entsprechende Offsets und Vorlaufzeiten haben. Ist dies der Fall, ist es jedoch erlaubt.

Beispiel eines Produktionsprozesses basierend auf einer generellen Stückliste.

Bei der generellen Stückliste gibt es keine "Regeln" darüber, welche und wie viele Eingabe- und Ausgangsartikel der Prozess haben kann. Es kann ein oder mehrere Eingangsmaterialien und einen oder mehrere Ausgangsartikel geben (mit aufeinander abgestimmten Mengen).

Die nächste Grafik illustriert die Grundstruktur einer allgemeinen Stückliste.

Ein Beispiel für eine allgemeine Stückliste könnte ein fleischverarbeitender Betrieb sein, in dem ein Schwein und einige Werkzeuge die Eingangsartikel zum Prozess sind und verschiedene Fleischstücke die Ausgangsartikel. Alle Eingangs-/Ausgangsartikel sind Teil des gleichen Prozesses, d. h. die Verarbeitung des Schweins.

Beispiel eines Produktionsprozesses basierend auf einer einfachen Stückliste

Wenn der einfache Stücklistentyp verwendet wird, kann eine SCP-Artikelgruppe nur auf eine Art an jedem Knoten produziert werden, d. h., es gibt keine Alternativen. Auf einer einfachen Stückliste kann es ein oder mehrere Eingangsmaterialien geben, aber nur einen Ausgangsartikel, das Endprodukt (Menge = 1). Die nächste Grafik illustriert die Grundstruktur der einfachen Stückliste.

Ein Beispiel für eine spezielle Stückliste könnte eine Fahrradfabrik sein, in der eine Anzahl Rohmaterialien die Eingangsartikel sind, während nur ein Artikel – das Fahrrad – der Ausgangsartikel ist.

Netzwerkfähigkeiten

Netzwerkfähigkeiten beschreiben, wo es möglich ist, Artikel zu kaufen, zu verteilen, zu produzieren und zu lagern.

• Einkaufsfähigkeit (pro Einkaufsknoten) Definiert, welche und wie viele SCP-Artikelgruppen der Einkaufsknoten liefern kann.
• Verteilungsfähigkeit (pro Knotenverteilbeziehung) Definiert, welche und wie viele SCP-Artikelgruppen die Knotenverteilbeziehung transportieren kann.
• Produktionsfähigkeit (pro Versorgungsknoten) Definiert, welche und wie viele SCP-Artikelgruppen der Versorgungsknoten produzieren kann.
• Lagerfähigkeit (pro Versorgungsknoten) Definiert, welche und wie viele SCP-Artikelgruppen der Versorgungsknoten lagern kann.

Die nächste Grafik zeigt, wie die Netzwerkfähigkeiten im SCP-Modell zueinander in Beziehung stehen:

Sowohl Produktions- als auch Lagerfähigkeiten können für die Versorgungsknoten definiert werden, die ein Produktionslager darstellen. Dies ist der einzige Fall, in dem mehr als eine Art von Fähigkeit für den gleichen Standort im SCP-Modell definiert werden kann.

Kosten

Im SCP-Modell können die folgenden Kosten definiert werden:

• Einkauf Die Einkaufskosten/-preise können auf Kombinationen aus Verkaufsknoten/Artikelgruppe angewendet werden.
• Transport Die Transportkosten können auf Kombinationen aus Knotenverteilbeziehungen/Artikelgruppen angewendet werden.
• Handhabung Die Handhabungskosten können auf Kombinationen von Einkaufs-, Beschaffungs- und Verkaufsknoten/Artikelgruppen angewendet werden.
• Produktion Die Produktionskosten können auf Kombinationen von Produktionsprozess/Artikelgruppe/Beschaffungsknoten angewendet werden.
• Bestand Die Lagerkosten können auf Kombinationen von Beschaffungsknoten/Artikelgruppen angewendet werden. Die Lagerkosten basieren auf dem Endsaldo der Perioden.

Alle Kosten werden als Kosten pro SCP-Artikelgruppeneinheit definiert und können im Laufe der Zeit variieren. Kosten beziehen sich auf die folgenden Stellen im SCP-Modell:

Ressourcenkapazitäten

Die Definition der Ressourcenkapazitäten bildet die Grundlage für die Ausführung einer realistischen Lieferkettenplanung. Wenn keine Ressourcenkapazitäten definiert werden, entspricht dies der Planung mit ausschließlich unbegrenzten Ressourcen.

Die folgenden Arten von Ressourcenkapazitäten können im SCP-Modell definiert werden:

• Lieferantenkapazität Lieferantenkapazitäten werden immer in Artikelgruppen pro Periode gemessen.
• Transportkapazität Transportkapazitäten werden pro Ressource definiert und in Gewichts- oder Volumeneinheiten gemessen. Die Einheiten können nicht auf die gleiche Ressource angewendet werden.
• Produktionskapazität Produktionsressourcen sind mit den Beschaffungsknoten verbunden, an denen die Kapazität von entscheidender Bedeutung ist. Die Kapazität von Produktionsressourcen wird in Stunden pro Periode im gesamten Planungshorizont angegeben.
• Ship-in-Kapazität Eine Ship-in-Ressource steht für Anlagen oder Mitarbeiter, die eingehende Artikel an einem Knoten verwalten, z. B. bei Wareneingang aus Zügen oder Schiffen. Eine Ship-in Ressource kann pro Beschaffungsknoten definiert werden. Ship-in-Kapazitäten werden pro Ressource definiert und in Gewichts- oder Volumeneinheiten gemessen. Die Einheiten können nicht auf die gleiche Ressource angewendet werden.
• Ship-out-Kapazität Eine Ship-out-Ressource steht für Anlagen oder Mitarbeiter, die ausgehende Artikel aus einem Knoten versenden, z. B. bei Warenversand mit Zügen oder Schiffen. Eine Ship-out-Ressource kann pro Einkaufs- oder Beschaffungsknoten definiert werden. Ship-in-Kapazitäten werden pro Ressource definiert und in Gewichts- oder Volumeneinheiten gemessen. Die Einheiten können nicht auf die gleiche Ressource angewendet werden.
• Lagerflächenkapazität Eine Lagerfläche ist ein physischer Standort, an dem Waren oder Halbfabrikate gelagert werden. Die Kapazitäten der Lagerflächen werden verwendet, um kritische Lagerflächen an bestimmten Netzwerkknoten zu bestimmen. Der Sinn ist es, Lagerflächen in der Lieferkette, die eine begrenzte Kapazität (innerhalb des taktischen Horizonts) haben, wie z. B. Gefrierschrankkapazität und Innenareale, miteinzubeziehen. Die Lagerflächenkapazität wird entweder in Volumen oder Gewicht angegeben. Die Einheiten können nicht auf die gleiche Lagerfläche angewendet werden. (Die Kapazität für Lagerflächen wird nicht pro Tag definiert, da Vorräte zu einem bestimmten Zeitpunkt entnommen werden). Jeder SCP-Artikelgruppe, die zu einem Netzwerkknoten gehört, kann nur einer Lagerfläche zugewiesen werden.

Ressourcenkapazitäten beziehen sich auf die folgenden Stellen im SCP-Modell:

Zusätzliche Maßnahmen können ergriffen werden, um den Lieferkettenablauf weiter zu kontrollieren/einzuschränken. Siehe nächsten Abschnitt über Strafen.

Strafen

Strafen sind eine von vielen Möglichkeiten, um zu kontrollieren, wie SCP den Marktbedarfen Priorität zuweist, wenn der Fluss durch die Lieferkette berechnet wird. Es gibt zwei Grundstrafen, die angewendet werden können:

• Strafe für verpasste Lieferungen (MDP). Die Wahl von MDPs bedeutet, dass der Lieferkettenfluss von Strafen für nicht gedeckte Bedarfe gesteuert wird. Der Schwerpunkt wird darauf liegen, den Bedarf um jeden Preis zu decken, um die noch höheren Strafen zu vermeiden, die bei Nichtlieferung verhängt werden. Dies bedeutet, dass mit MDPs sichergestellt werden soll, dass der Bedarf so umfassend wie möglich gedeckt wird, auch wenn dieser Bedarf zu keinem Gewinn führt. Die Höhe der Strafe zeigt die gewählten Priorisierung an, d. h. dass zuerst der Bedarf gedeckt wird, auf welchen die höchste Strafe angewendet wird. Der Bedarf, auf welchen die niedrigste Strafe angewendet wird, wird zuletzt gedeckt.
• Periodenproduktionsstrafe (BPP) Bei Verwendung von BPPs wird der Optimizer angewiesen, geringe Produktionen zu reduzieren, um die Strafen für das Starten neuer Produktionen zu verringern. Dies basiert auf der Einführung eines Festpreises (einer Strafe), der sich auf den laufenden Produktionsprozess in einer Periode bezieht. Der BPP-Wert kann mit einem vom Benutzer gewählten Faktor multipliziert werden. Ein höherer BPP-Faktor macht es attraktiver, für den Optimizer geringe Produktionen zu reduzieren, während ein niedrigerer Faktor den umgekehrten Effekt hat.

Siehe Optimierungsstrategien für mehr Informationen über die Verwendung von Strafen.

Die Mechanismen, die den Lieferkettenablauf steuern

Wenn das SCP-Modell definiert wird, muss bekannt sein, wie die Mechanismen des Modells funktionieren. Die Mechanismen des SCP-Modells lassen sich mit vier Schlüsselbegriffen beschreiben: Struktur, Bedarf, Kosten und Beschränkungen.

• Struktur – definiert den möglichen Ablauf. Die Struktur des SCP-Modells (wie im vorangehenden Abschnitt beschrieben) legt die Fähigkeiten des Lieferkettennetzwerks in Bezug auf das Knoten- und Verteilungsverhältnis und dessen möglichen Artikelfluss fest.
• Bedarf – zieht Artikel durch die Lieferkette. Der Bedarf leitet den Ablauf im SCP-Modell ein. Bedarf aus den Märkten ist der einzige Grund dafür, dass Material durch die Lieferkette gezogen wird – um einen gewissen Gewinn zu erzielen oder Strafen für Nichtlieferung zu vermeiden – und Zug ist der Schlüsselbegriff dafür, wie das SCP-Modell arbeitet. In der Lieferkettenplanung werden keine Materialien durch die Lieferkette geschoben. Es besteht kein Grund zur Produktion oder Einlagerung von Artikeln, wenn kein Bedarf nach ihnen besteht – abgesehen von Sicherheitsbeständen.
• Kosten – bestimmen den Artikelfluss durch die Lieferkette. Wann und wo Materialien durch die Lieferkette gezogen werden, wird von den Kosten bestimmt. Kosten werden auf den Ablauf in der Lieferkette in Bezug auf Einkauf, Lagerbestand, Produktion und Transport angewendet. Wenn nur Kosten berücksichtigt werden (Ressourcen ausgeschlossen), kann der ideale Lieferkettenablauf angezeigt werden.
• Beschränkungen – Ressourcen beschränken den Artikelfluss durch die Lieferkette. Wie viele Materialien durch die Lieferkette gezogen werden, wird durch Beschränkungen an verschiedenen Ressourcen kontrolliert. Ressourcen werden an verschiedenen Stellen im SCP-Modell, in denen Artikel verwaltet werden, angewendet (z. B. Lagerbestand, Transport und Produktionsaktivitäten).

Die Grundmechanismen des SCP-Modells werden in der nächsten Grafik illustriert:

Zusammengefasst funktioniert das SCP-Modell folgendermaßen: Die Lieferkettenstruktur definiert die möglichen Abläufe, Bedarfe ziehen den Fluss, Kosten lenken und Ressourcen beschränken den Fluss.