Flexibilität in Rahmenverträgen : Ansatz zur standardisierten Ausgestaltung und Risikobeherrschung für das Materialmanagement 9783835054554, 3835054554 [PDF]

Zitiervorschau

Nikolai Iliev Flexibilität in Rahmenverträgen

GABLER EDITION WISSENSCHAFT

Nikolai Iliev

Flexibilität in Rahmenverträgen Ansatz zur standardisierten Ausgestaltung und Risikobeherrschung für das Materialmanagement

Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Paul Schönsleben

Deutscher Universitäts-Verlag

Bibliografische Information Der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

Dissertation Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich, 2007

1. Auflage September 2007 Alle Rechte vorbehalten © Deutscher Universitäts-Verlag | GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2007 Lektorat: Frauke Schindler / Britta Göhrisch-Radmacher Der Deutsche Universitäts-Verlag ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media. www.duv.de 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, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Umschlaggestaltung: Regine Zimmer, Dipl.-Designerin, Frankfurt/Main Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Printed in Germany ISBN 978-3-8350-0902-8

Geleitwort In Käufermärkten hat der Kunde die Tendenz, die Lieferbereitschaft zu Lasten des Lieferanten zu fordern. Der Kunde minimiert seine Bestände. Geschieht dies ohne Zusammenarbeit mit dem Lieferanten, dann bleibt diesem nichts anderes übrig, als schliesslich seinerseits Bestände an Halb- oder Fertigprodukten zu führen. Die Kosten verlagern sich dann ganz einfach von Kunden zum Lieferanten, bleiben aber in der ganzen Supply Chain sehr wohl erhalten und reduzieren deren Konkurrenzfähigkeit. Diese Tatsache veranlasste die führenden OEM schon seit einiger Zeit, mit Schlüssellieferanten enger zu kooperieren. Von besonderer Bedeutung in der Kooperation zwischen Kunde und Lieferanten sind Rahmenaufträge. Diese unterscheiden sich von bloßen Vorhersagen dadurch, dass der Kunde sich nicht nur über eine wahrscheinliche Abnahmemenge pro Artikel und Zeitperiode äussert, sondern sich verbindlich auf eine maximale und – vor allem auch – eine minimale Abnahmemenge festlegt. Je kleiner die Differenz zwischen maximaler und minimaler Abnahmemenge ist, desto günstiger wird die Beschaffung und Herstellung für den Lieferanten, da er besser planen kann. Gerade in gesättigten Märkten kann es gerne vorkommen, dass der Kunde (z.B. ein OEM) seinerseits Schwankungen des Bedarfs seiner Kunden (z.B. der Verbraucher) insbesondere nach unten akzeptieren muss. Es hat dann aus seiner Sicht keinen Wert, zu enge Grenzen in den Rahmenverträgen festzulegen. Auch kann es ohne weiteres vorkommen, dass sogar die minimale Abnahmeverpflichtung sich als zu hoch erweist. In solchen Situationen hat es sich für manche Geschäftspartner als vorteilhaft erwiesen, Regeln festzulegen, welche die Flexibilität der Rahmenaufträge beschreiben. Dies betrifft sowohl die sogenannte Volumenflexibilität, d.h. die Abweichung von maximaler und minimaler Abnahmemenge von einer wahrscheinlichen Abnahmemenge, als auch die zeitliche Flexibilität, d.h. die Verschiebung von Anteilen einer bestimmten Menge in die Zukunft. Mit solchen Vorgaben kann der Lieferant die maximalen Bestände berechnen, welche sich bei ihm aufgrund der seinem Kunden gewährten Flexibilität ergeben, und damit auch sein Lagerhaltungsrisiko. Eine solche transparente Rechnung (open book) kann sodann – bei partnerschaftlichen Verhältnissen – als Grundlage für Ausgleichszahlungen des Kunden an den Lieferanten herangezogen werden. Jedoch besteht in der Praxis selten Einigkeit über die Höhe der Ausgleichszahlungen, da die Einholung einer Transparenz über vertraglich resultierende Lagerbestände sich als sehr aufwendig erweist und die Partner zum Schutz ihrer eigenen Interessen die Objektivität gegenseitiger Angaben häufig anzweifeln. Im Zusammenhang mit der Flexibilisierung von Rahmenaufträgen gibt es interessanterweise äusserst wenig Literatur in Wissenschaft und Praxis. Die Gründe für diese Tatsache liegen wohl darin begründet, dass sogar einfachste Flexibilitätsregeln sehr schnell zu enormen Schwierigkeiten in der genügend genauen Berechnung der Lagerhaltungskosten, die sich zur Gewährung dieser Flexibilität ergeben, führen. Die meisten Arbeiten konzentrieren sich auf eine im Zeitverlauf stochastische Ermittlung von Lagerhaltungsrisiken für limitierte Spezialfälle, die kaum die mannigfaltigen Realitäten vieler unterschiedlicher Geschäftsvorfälle abbilden können.

VI

Geleitwort

Hier setzt die Arbeit von Herrn Iliev an. Sie erweitert systematisch den Wissensstand sowohl in der Festlegung von Standards für flexibilitätsorientierte Rahmenverträge, als auch in der äusserst schwierigen rechnerischen Herleitung der sich ergebenen Lagerhaltungsrisiken. Herr Iliev definiert ein theoretisch fundiertes, analytisches Modell mit einem Satz von standardisierten Parametern, die in Vertragsklauseln festgelegt werden können und welche zusammen die Flexibilität von Rahmenaufträgen definieren. Für die definierten Standardverträge ist es erforderlich, den Parametern in Abhängigkeit bestimmter Vertragskonstellationen gewisse Einschränkungen zu unterlegen – und das ist genau die „Kunst“ in diesem Modell. Diese Einschränkungen kundenseitiger Flexibilität sind nötig, um Vertragskonzepte auf eine beiderseitig solide und nachvollziehbare Geschäftsgrundlage zu stellen. Die gewählten Einschränkungen der Flexibilitätsparameter scheinen zum Teil leicht verständlich zu sein. Sie sind aber – ausgehend von Beobachtungen und Ideen in Betrieben der Praxis – nach vielen aufwendigen Recherchen und Rechenarbeiten entstanden. Die Komplexität der Berechnung der Lagerhaltungskosten ergibt sich zum einen wegen der Anzahl der Parameter: obwohl es nur wenige sind, beeinflussen sie sich gegenseitig. Zum anderen ergibt sich die Komplexität vor allem wegen der Zeitachse: Die Entscheidungen (d.h. Werte für die Parameter) in einer Planungsperiode haben Konsequenzen für die Lagerhaltungskosten und auch für die Entscheidungsfreiheit in nachfolgenden Planungsperioden. Der Herausforderung die Kostenberechnungen für zusätzliche Lagerhaltung rechnerisch nachvollziehbar und transparent darstellen zu können, ist die vorliegende Arbeit in hohem Maß gerecht geworden. Der Anspruch auf Machbarkeit wird durch die Umsetzung des entwickelten Konzepts im Rahmen einer Fallstudie bei einem Unternehmen der Elektronikindustrie untermauert. Die Arbeit von Herrn Iliev generiert auf dem wichtigen und anspruchsvollen Themengebiet der Rahmenvertragsgestaltung sehr interessante Erkenntnisse und ebnet einen Weg zur verbreiteten Umsetzung unter eng kooperierenden Unternehmen. Der Arbeit ist daher eine weite Verbreitung in Wissenschaft und Praxis gleichermaßen zu wünschen.

Prof. Dr. Paul Schönsleben

Vorwort Die Idee zur vorliegenden Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als Assistent am ETHZentrum für Unternehmenswissenschaften (BWI) im Bereich Logistik, Operations und Supply Chain Management an der ETH Zürich. Sehr früh beschäftigte mich eines der Kernprobleme des Supply Chain Management: Eine engere Zusammenarbeit zwischen Partnern in der Lieferkette eröffnet bei fairer Aufteilung allen Beteiligten Rationalisierungspotentiale. Doch wie bringt man Unternehmen dazu, ihre Informations- und Geschäftspolitik radikal zu verändern? Wie sind Unternehmen motiviert, solche zum Teil großen Veränderungsvorhaben durchzuführen? Die Antwort schien von Anfang an klar: Durch Transparenz des Nutzens und der Aufwände! Die Vorteilhaftigkeit von Rahmenverträgen als wichtiges Instrument im Supply Chain Management gegenüber bloßen Vorhersagen wurde bereits in verschiedenen stochastischen Modellversuchen bescheinigt, was u.a. für den hohen Verbreitungsgrad spricht. Mein Forschungsbedarf erwuchs aus Beobachtungen in der industriellen Praxis, die eine starke Verzerrung und Uneinigkeit über die entstandenen Kosten und Risiken attestierten. Meine Dankbarkeit gilt an dieser Stelle all den Personen, die mich auf dem Weg von der Konkretisierung des Themas bis zur Abgabe der Doktorarbeit begleitet und unterstützt haben: Besonderer Dank gilt den zahlreichen Industrievertretern, die mir den Anstoß gegeben und die fortlaufende Machbarkeit meines entwickelten Konzepts hinterfragt haben. Der Dank zum Anstoß gebührt dabei Frau Anna Caniglia und Herrn Andreas Hänggi, beide Mitarbeiter in der strategischen Beschaffung und Logistik der ehemaligen Schweizer Niederlassung der Flextronics International Ltd. Ohne die wertvolle Mitarbeit von Vertretern der Firma enics, ehemals Elcoteq, wäre die Arbeit nie so umsetzungsorientiert entstanden. Neben dem Leiter der Kundenprozesse Herrn Christian Pabst und dem Verantwortlichen für Supply Chain Management Herrn Markus Jeck war es Herr Olaf Krämer im Besonderen, verantwortlich für die gesamte innerbetriebliche Logistik vom Kunden hin zum Zulieferer, der das Konzept auf Herz und Nieren geprüft und die Umsetzungsstärke eingefordert hat. Bei ihm bedanke ich mich im Besonderen für die zahlreichen geschäftlichen sowie privaten Diskussionen, die diese Arbeit vorangebracht haben. Mein größter Dank gilt meinem Doktorvater Professor Paul Schönsleben, der es mir ermöglichte diese Arbeit zu schreiben. Er hat mir zum einen stets den Freiraum gewährt, innerhalb dessen sich meine Arbeit entfalten konnte. Zum anderen gelang es ihm durch seine Erfahrung und sein konstruktives Mitwirken in vielen Fragestellungen mir die Inspiration für die innovativen Ideen des Konzepts zu schenken. Bei Herrn Professor Rémy Glardon bedanke ich mich für die angenehme Zusammenarbeit im Forschungsprojekt E-Fulfillment und die freundlich wohlwollende Übernahme des Korreferats sowie den letzten Feinschliff vorliegender Arbeit.

VIII

Vorwort

Des Weiteren bedanke ich mich bei allen wissenschaftlichen Partnern und Industrievertretern des internationalen Forschungsprojekts LicoPro für die produktive Zusammenarbeit und all die wertvollen, fachlichen Diskussionen, die entscheidend zum Gelingen dieses Werks beigetragen haben. Herrn Professor Markus Baertschi und all meinen Kollegen am Lehrstuhl danke ich für die gute und wertvolle Zusammenarbeit sowie die schöne Zeit in Zürich. Schließlich danke ich meinen Eltern Lina und Albert, die mich auf allen meinen Wegen stets unterstützt, gefördert und geformt haben. Ihnen sei dieses Buch gewidmet.

Nikolai Iliev

Management Summary Quantity flexibility contracts are a prevalent medium in industrial practice aiming at reducing demand and inventory risks with increased fill rates and higher responsiveness. Meanwhile researchers have proved the advantage of such contracts by simulation models. But it still lacks tangible methods for a transparent estimation of negotiable costs and also for implementation on operational level. Against this background a model for configuration and monetary evaluation of flexibility oriented contracts was elaborated. In present work, flexibility stands for targetoriented stocking up of products and components as a reaction to presumed demand uncertainties. Uncertainties comprise flexible volumes over time (volume flexibility), fixed volumes over flexible timeframes (time flexibility), and a mix of both. The model closes currently existing gaps of scientific models and comprises a potential for broad dissemination, due to its tangibility and ease of use. The standardization of elaborated contract schemes enables further concretization of the term flexibility and enables industry-wide applications by developed coherent standardized parameters. These also facilitate an easy and comprehensible calculation of financial risks that are caused by providing flexibility to customer´s orders. The appliance in practice gained high acceptance by the intelligible formulation of flexibility oriented demand patterns and tangible displays of additional risks caused by inevitable stocking. On operational level the grant of volume flexibility was quite easy to implement. Process flows needed to be changed slightly and the adjustment of the ERP-system was manageable. The provision of time flexibility was more complex, due to necessary adaptations of processes and an awkward parametrization of the ERP-system. The challenge was to enable postponements for demand forecasts and to differentiate those concurrently from backorders. A complete and thorough integration of all business processes, from customer´s to suppliers´ interfaces within one company, represents a very important success factor for the realization of these contracts.

X

Zusammenfassung

Zusammenfassung Abnahmeregelungen in Form von flexibilitätsorientierten Rahmenverträgen sind in der industriellen Praxis ein gängiges Instrument zur Eindämmung von Bedarfs- und Bestandsrisiken bei gleichzeitig erzielbarer höherer Liefer- und Reaktionsfähigkeit. Mittlerweile haben auch Wissenschaftler mit Hilfe von Modellsimulationen die Vorteilhaftigkeit solcher Verträge nachgewiesen. Es fehlt bislang jedoch an greifbaren Methoden, um zum einen im Voraus für kooperative Vertragsverhandlungen eine Transparenz über die Kostensituation und zum anderen durch die Einfachheit und Robustheit eines Modells Hinweise für die operative Umsetzung zu erhalten. Vor diesem Hintergrund wurde in vorliegender Arbeit ein Modell zur Gestaltung und Bewertung von flexibilitätsorientierten Rahmenverträgen zwischen Kunden und Herstellern entwickelt. Flexibilität wird in vorliegender Arbeit als zielgerichtetes Bevorraten von Produkten und Einkaufteilen zur Anpassung an unsichere Bedarfssituationen verstanden. Die Unsicherheit eines Bedarfs tritt nicht nur bezüglich seiner Menge innerhalb eines Zeitraums (Volumenflexibilität), sondern auch in Form von unsicheren Abnahmezeitpunkten fixer Mengen (Zeitflexibilität) sowie in der Vermischung beider Flexibilitätsarten (gemischte Flexibilität) auf. Das Modell schließt bisherige Lücken vorhandener Methoden und anderer Modelle und stellt gleichzeitig durch seine Verständlichkeit und einfache Handhabung ein Potential zur weiten Verbreitung dar. Dieses Potential wurde zusätzlich um Standardisierungsbemühungen angereichert, die eine weitere Konkretisierung des Begriffs der Flexibilität ermöglichen. Die Standardisierung durch einfach verstellbare Parameter eröffnet nicht nur breite, branchenübergreifende Anwendungsmöglichkeiten, sondern ermöglicht auch eine einfache und nachvollziehbare Kalkulation von zusätzlichen Lagerhaltungskosten sowie Risikozuschlägen für kundenseitig gewährte Flexibilitäten. Bei der Anwendung des Modells in der Praxis stellte sich bei der Formulierung flexibilitätsorientierter Bedarfe eine hohe Akzeptanz durch Verständlichkeit, auch beim Ausweis zusätzlicher Lagerhaltungskosten, ein. Zudem war die Gewährung einer Volumenflexibilität auch einfach in der operativen Umsetzung, da nur leicht veränderte Abläufe ohne große Änderungen in den Einstellungen eines ERP-Systems vonnöten sind. Im Gegensatz dazu sind die regelbasierten Abläufe bei Gewährung einer zeitlichen Flexibilität komplexer, da in diesen Fällen Prognosen regelbasiert zeitlich verschoben und gleichzeitig von Rückständen in der Produktion unterschieden werden müssen. Eine vom Kunden zum Zulieferer gelebte Durchgängigkeit in den Abläufen innerhalb eines Unternehmens stellt bei dieser Vertragsart einen besonderen Erfolgsfaktor dar.

Inhaltsverzeichnis Geleitwort ......................................................................................................... V Vorwort........................................................................................................... VII Management Summary...................................................................................... IX Zusammenfassung ............................................................................................. X Abbildungsverzeichnis .....................................................................................XIII Tabellenverzeichnis ......................................................................................... XIX Abkürzungen, Formelzeichen und Indizes.......................................................... XXI 1 Einleitung .......................................................................................................1 1.1 Motivation ............................................................................................................ 1 1.2 Zielsetzung........................................................................................................... 2 1.3 Fokus und Abgrenzung.......................................................................................... 2 1.4 Aufbau der Arbeit und Forschungssystematik ......................................................... 5

2 Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement .....................9 2.1 Wesen des Materialmanagements.......................................................................... 9 2.1.1 Trends und Ziele der Materialwirtschaft ......................................................... 9 2.1.2 Funktionale Abgrenzung des Materialmanagements...................................... 12 2.1.3 Positionierung innerhalb der Produktionsplanung und –steuerung (PPS) ........ 14 2.1.4 Unternehmenshierarchische Aufgabensicht des Materialmanagements .......... 17 2.2 Flexibilitätsplanung zur Bewältigung von Unsicherheiten ....................................... 19 2.2.1 Begriff der Unsicherheit und Flexibilitätsplanung .......................................... 19 2.2.2 Quellen der Unsicherheit im Materialmanagement ........................................ 21 2.3 Anforderungen der industriellen Praxis ................................................................. 26

3 Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement ..................31 3.1 Massnahmen zur Reduzierung der Unsicherheit im Materialmanagement................ 31 3.2 Modelle zur Analyse und Gestaltung von Rahmenverträgen ................................... 39 3.3 Integration von Rahmenverträgen in gängigen ERP-Systemen............................... 44 3.4 Zusammenfassung und Handlungsbedarf ............................................................. 47

XII

Inhaltsverzeichnis

4 Kooperationsmodell zur Gestaltung flexibilitätsorientierter Vertragsklauseln........49 4.1 Beschreibungsparameter flexibilitätsorientierter Vertragsklauseln........................... 49 4.1.1 Planungszeitraum und abzusichernde Abrufmengen pro Abrufintervall........... 49 4.1.2 Zeitabhängige Volumenparameter ............................................................... 51 4.1.3 Volumenabhängige Zeitparameter ............................................................... 53 4.2 Definition von Standardverträgen......................................................................... 56 4.3 Kalkulationsmodell zur Abbildung flexibilitätsorientierter Verträge .......................... 62 4.3.1 Eingangsgrößen ......................................................................................... 62 4.3.2 Modellierung lieferantenseitiger Bestellabrufe .............................................. 64

5 Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge.........................................69 5.1 Risikozuschlagskalkulation bei gewährter Volumenflexibilität.................................. 69 5.1.1 Annäherung durch zeitlich linearen Risikoaufbau .......................................... 69 5.1.2 Grenzwertbetrachtungen für die Änderungsflexibilität ................................... 76 5.1.3 Diskrete Formulierung von Korrekturfaktoren für den mehrperiodigen Fall ..... 80 5.2 Risikozuschlagskalkulation bei gewährter zeitlicher Flexibilität................................ 97 5.2.1 Grenzwertbetrachtungen für die Änderungsflexibilität ..................................101 5.3 Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität............................102 5.3.1 Annäherung durch zeitlich linearen Risikoaufbau .........................................102 5.3.2 Grenzwertbetrachtungen für die Änderungsflexibilität ..................................107 5.3.3 Diskrete Formulierung von Korrekturfaktoren für den mehrperiodigen Fall ....111 5.4 Vorgehen zur Gestaltung und Bewertung flexibilitätsorientierter Rahmenverträge ..126

6 Praxisbeispiel der Anwendung standardisierter Flexibilitätsverträge ................. 131 6.1 Gewährleistung einer mengenmäßigen Flexibilität ................................................131 6.2 Gewährleistung einer zeitlichen Flexibilität...........................................................134 6.3 Zusammenfassung der Praxisstudie ....................................................................137

7 Zusammenfassung und Ausblick ................................................................... 139 Glossar........................................................................................................... 141 Literaturverzeichnis ......................................................................................... 143

Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Eingriffsystem zur Gestaltung und Bewertung flexibilitätsorientierter Verträge . 3 Abbildung 2: Merkmalsausprägungen zur Zusammenarbeit in Lieferketten .......................... 4 Abbildung 3: Grundidee der Aktionsforschung als Prozessdarstellung.................................. 6 Abbildung 4: Erforderliche Flexibilität aufgrund sich weitender Zeitschere ......................... 10 Abbildung 5: Konkurrierende Ziele in der Materialwirtschaft ............................................. 11 Abbildung 6: Einflussbereich des Materialmanagements innerhalb der eingegliederten Informations- und Materialflüsse eines Produktionsunternehmens ................ 15 Abbildung 7: Materialmanagement im Grobablauf der PPS ............................................... 16 Abbildung 8: ALP-Modell als Rahmen zum Aufbau und Betrieb von Partnerschaften in einem Logistiknetzwerk ........................................................................................ 18 Abbildung 9: Schwankungen an relativen und absoluten Neuzulassungen zweier Automodelle .............................................................................................. 22 Abbildung 10: Produktions- und Beschaffungsstrategien aufgrund zeitlicher Restriktionen.. 25 Abbildung 11: Rahmenvertragsquote auf Kunden- und Zuliefererseite .............................. 27 Abbildung 12: Hinderungsgründe für den Einsatz eines Modells zur vertraglichen Kooperation ............................................................................................ 27 Abbildung 13: Abbildbarkeit von Rahmenverträgen in ERP-Systemen................................ 28 Abbildung 14: Massnahmen zur Reduzierung der Unsicherheit ......................................... 31 Abbildung 15: Rahmenverträge in Abhängigkeit von der Produktionsstrategie ................... 33 Abbildung 16: Anteile der Produktionsstrategien an Rahmenvertragstypen........................ 34 Abbildung 17: Zusammenstellung der Dispositionsverfahren ............................................ 35 Abbildung 18: Einschätzung und Erfüllung des eigenen und zulieferseitigen Informationsbedarfs ................................................................................ 38 Abbildung 19: Anwendung von Quantity Flexibility Contracts............................................ 44 Abbildung 20: In gängigen ERP-Systemen verwaltete Daten von kundenseitigen Rahmenverträgen................................................................................................ 45 Abbildung 21: Von ERP- und SCM-Anbietern unterstützte Kommunikationsstandards ......... 46 Abbildung 22: Planungszeiträume T in Abhängigkeit von der Produktionsstrategie............. 50 Abbildung 23: Bedarfsmengen innerhalb des Planungszeitraums Tj ................................... 51

XIV

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 24: Beispiel für diskrete, kundenseitige Mengenflexibilitäten innerhalb der Zeiträume j ............................................................................................. 52 Abbildung 25: Beispiel für diskrete, kundenseitige Mengen- und Zeitflexibilitäten innerhalb der Planungszeiträume Tj ......................................................................... 54 Abbildung 26: Innerhalb von T verlaufende, kontinuierliche und kumulierte Sicht für veränderliche Abrufmengen ..................................................................... 55 Abbildung 27: Exemplarische Volumenflexibilität von 50% für einen Standardvertrag ........ 56 Abbildung 28: Exemplarische Volumenflexibilität von 100% für einen Standardvertrag ...... 57 Abbildung 29: Variationskoeffizient der maximalen Bedarfsmenge in Abhängigkeit von der Volumenflexibilität und der Anzahl Abrufintervalle ..................................... 58 Abbildung 30: Zeitflexibilität in Abhängigkeit von der Volumenflexibilität bei maximaler Verschiebungsintensität ........................................................................... 60 Abbildung 31: Periodenbezogene Residuen bei Standardverträgen ................................... 61 Abbildung 32: Objektorientiertes Datenbankschema der produktspezifischen Eingangsgrößen ...................................................................................... 64 Abbildung 33: Im Modell verankerte Beschaffungs- und Produktionsstrategien bei der Produktion auf Auftrag ............................................................................ 65 Abbildung 34: Im Modell verankerte Beschaffungs- und Produktionsstrategien bei der Lagernachfüllproduktion................................................................................... 66 Abbildung 35: Dispositionsstrategien verschiedener Bedarfe in Abhängigkeit der Produktionsstrategie ................................................................................................. 66 Abbildung 36: Lagerbestand im Zeitverlauf ..................................................................... 69 Abbildung 37: Risikozuschläge in Abhängigkeit von der Volumenflexibilität und der kundenseitigen Abnahme......................................................................... 71 Abbildung 38: Resultierender Lagerbestandsverlauf für unterschiedliche Bedarfsänderungen ................................................................................. 72 Abbildung 39: Änderungsflexibilität flex, ab der die bezogene Menge größer als der Endbestand der Vorperiode ist ................................................................. 73 Abbildung 40: Graphisches Problem zur Bestimmung der Strecke AF .............................. 74 Abbildung 41: Risikozuschläge für verschiedene Änderungs- und Volumenflexibilitäten bei minimaler kundenseitiger Abnahme .......................................................... 75 Abbildung 42: Risikozuschläge für verschiedene Änderungsflexibilitäten und kundenseitige Abnahmemengen .................................................................................... 76 Abbildung 43: Planungszeitraum als Reichweite eines Endbestands .................................. 77 Abbildung 44: Untere Schranken für die Änderungsflexibilität ........................................... 77

Abbildungsverzeichnis

XV

Abbildung 45: Entscheidungssituation über eine maximale Änderungsflexibilität bei einem Bedarfssprung......................................................................................... 78 Abbildung 46: Maximal erlaubte Bedarfssprünge zur Vermeidung von Exzessrisiken für verschiedene Volumenflexibilitäten und Bedarfsniveaus ............................. 79 Abbildung 47: Maximale Änderungsflexibilitäten für unterschiedlich hohe kundenseitige Abnahmen und unterschiedlichen Volumenflexibilitäten ............................. 80 Abbildung 48: Beispiele für Lagerbestandsverläufe in Abhängigkeit der Abrufintervalle bei sofortiger, kundenseitiger Abnahme ......................................................... 81 Abbildung 49: Beispiele für Lagerbestandsverläufe bei hohen Abrufraten und sofortiger, kundenseitiger Abnahme ......................................................................... 81 Abbildung 50: Beispiele für Lagerbestandsverläufe bei hohen Abrufraten und spätest möglicher, kundenseitiger Abnahme ......................................................... 82 Abbildung 51: Lagerzuwachsmengen im Zeitverlauf bei sofortiger Abnahme. .................... 83 Abbildung 52: Lagerzuwachsmengen im Zeitverlauf bei spätest möglicher Abnahme und VF=100% ............................................................................................... 84 Abbildung 53: Lagerzuwachsmengen im Zeitverlauf bei spätest möglicher Abnahme und VF=50%................................................................................................. 85 Abbildung 54: Resultierende Lagervolumina bei kundenseitiger Abnahme von MaxBM zum spätest möglichen Zeitpunkt .................................................................... 86 Abbildung 55: Lagerkostendifferenz im Verhältnis zu den zusätzlichen Lagerhaltungskosten bei sofortiger Abnahme ........................................................................... 88 Abbildung 56: Korrauf,VF in Abhängigkeit der Anzahl Abrufintervalle und der Volumenflexibilität ................................................................................... 90 Abbildung 57: Korrauf,VF in Abhängigkeit der Anzahl Abrufintervalle und der kundenseitigen Abnahme für VF=50%............................................................................. 91 Abbildung 58: Lagerabbaukurven für verschiedene Abrufintervalle ................................... 92 Abbildung 59: Lagerabbaukurven für frühest und spätest mögliche kundenseitige Abnahmen bei sechs Abrufintervallen ........................................................................ 92 Abbildung 60: Korrab,VF in Abhängigkeit der Anzahl Abrufintervalle und der Volumenflexibilität ................................................................................... 94 Abbildung 61: Korrab,VF in Abhängigkeit der Anzahl Abrufintervalle und der kundenseitigen Abnahme ................................................................................................ 95 Abbildung 62: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Volumenflexibilitäten ........................................................... 96 Abbildung 63: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene kundenseitige Abnahmen .................................................... 96

XVI

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 64: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Abrufraten .......................................................................... 97 Abbildung 65: Lagerbestandsverlauf bei Gewährleistung zeitlicher Flexibilität und sofortiger kundenseitiger Abnahme ......................................................................... 98 Abbildung 66: Lagerbestandsverlauf bei Gewährleistung zeitlicher Flexibilität und spätest möglicher kundenseitiger Abnahme .......................................................... 99 Abbildung 67: Lagerkostendifferenz im Verhältnis zum Lagervolumen bei sofortiger Abnahme ...............................................................................................100 Abbildung 68: Risikozuschläge für verschiedene Verschiebungsdauern und Abrufraten .....101 Abbildung 69: Risikozuschläge in Abhängigkeit von der Verschiebungsdauer und Volumenflexibilität bei sechs Abrufintervallen ...........................................103 Abbildung 70: Risikozuschläge in Abhängigkeit von der Abrufrate bei einer Volumenflexibilität von 50% ...............................................................................................104 Abbildung 71: Resultierender Lagerbestandsverlauf für unterschiedliche Bedarfsänderungen bei Vorliegen gemischter Flexibilität.........................................................104 Abbildung 72: Risikozuschläge für verschiedene Änderungs- und Volumenflexibilitäten bei gemischter Flexibilität .............................................................................106 Abbildung 73: Risikozuschläge für verschiedene Änderungsflexibilitäten und kundenseitige Abnahmemengen ...................................................................................107 Abbildung 74: Untere Schranken für die Änderungsflexibilität bei gemischter Flexibilität zur Vermeidung von Exzessrisiken ................................................................108 Abbildung 75: Untere Schranken für die Änderungsflexibilität bei gemischter Flexibilität zur Vermeidung von negativem Lagerabbau ..................................................109 Abbildung 76: Untere Schranke für die Änderungsflexibilität zur Gewährleistung beider Bedingungen..........................................................................................110 Abbildung 77: Lagerbestandsverlauf bei gemischter Flexibilität und sofortiger kundenseitiger Abnahme ...............................................................................................111 Abbildung 78: Lagerbestandsverlauf des periodenbezogenen Residuums bei gemischter Flexibilität und sofortiger Abnahme .........................................................112 Abbildung 79: Vorgehen zur Bestimmung der zusätzlichen Lagermengen periodenbezogener Residuen bei sofortiger Abnahme ............................................................113 Abbildung 80: Lagerbestandsverlauf bei gemischter Flexibilität und spätest möglicher kundenseitiger Abnahme ........................................................................115 Abbildung 81: Lagerbestandsverlauf des periodenbezogenen Residuums bei gemischter Flexibilität und spätest möglicher Abnahme..............................................115 Abbildung 82: Residualmengenentwicklung für unterschiedliche Abnahmezeitpunkte ........116

Abbildungsverzeichnis

XVII

Abbildung 83: Korrauf,GF in Abhängigkeit der Abrufrate und der Volumenflexibilität bei einer zeitlichen Verzögerung eines halben Planungsintervalls.............................118 Abbildung 84: Korrauf,GF in Abhängigkeit der Abrufrate und der Verschiebungsdauer bei einer Volumenflexibilität von 50%....................................................................118 Abbildung 85: Lagerabbaukurven für frühest mögliche kundenseitige Abnahmen bei sechs Abrufintervallen und einer Volumenflexibilität von 50% ............................119 Abbildung 86: Lagerabbaukurven für spätest mögliche kundenseitige Abnahmen bei sechs Abrufintervallen und einer Volumenflexibilität von 50% ............................119 Abbildung 87: Vorgehen zur Bestimmung der Lagerabbaukurven bei gemischter Flexibilität und unterschiedlicher Abnahmezeitpunkte ...............................................120 Abbildung 88: Korrab,GF in Abhängigkeit von der Abrufrate und der Volumenflexiblilität ......123 Abbildung 89: Korrab,GF in Abhängigkeit von der Abrufrate und der Verschiebungsdauer ....123 Abbildung 90: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Volumenflexibilitäten ..........................................................125 Abbildung 91: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Verschiebungsdauern .........................................................125 Abbildung 92: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Abrufraten .........................................................................126 Abbildung 93: Vorgehen zur Gestaltung und Bewertung flexibilitätsorientierter Rahmenverträge ....................................................................................127 Abbildung 94: Daten- und Verarbeitungsübersicht zur Ex-ante Kalkulation von Risikozuschlägen ....................................................................................129 Abbildung 95: Zeitenverhältnisse des Vertragskonzepts Volumenflexibilität vor Vertragsstart..........................................................................................132 Abbildung 96: Zeitenverhältnisse des Vertragskonzepts Volumenflexibilität mit Vertragsstart..........................................................................................132 Abbildung 97: Risikozuschläge für unterschiedliche Abnahmemengen, Volumenflexibilitäten und Abrufraten.......................................................................................133 Abbildung 98: Zeitenverhältnisse des Vertragskonzepts Zeitflexibilität vor Vertragsstart ....134 Abbildung 99: Zeitenverhältnisse des Vertragskonzepts Zeitflexibilität..............................134 Abbildung 100: Risikozuschläge für unterschiedliche Verschiebungsdauern bei sechs Abrufintervallen......................................................................................136

Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Übersicht über in Modellen untersuchte Vertragstypen ..................................... 39 Tabelle 2: Vertragsspezifische Eingangsgrößen................................................................ 62 Tabelle 3: Unternehmensspezifische Eingangsgrößen ...................................................... 63 Tabelle 4: Differenzierung der Vertragsvorlaufzeiten in Abhängigkeit verschiedener Anfangsreichweiten ........................................................................................ 64 Tabelle 5: Effekt hoher Lagerbestände bei später kundenseitiger Abnahme und 50%iger Volumenflexibilität.......................................................................................... 85 Tabelle 6: Verschiebungsdauern verschiedener Lagerumschlagszahlen ............................135

Abkürzungen, Formelzeichen und Indizes Abkürzungen Zeichen

Erläuterung

ALP BDE BOM BZ CPFR ERP ETO KMU KTZ MRP MTO MTS ODBC OLFC PPS PTO PTS PZ RHF SCM VMI

Advanced Logistic Partnership Betriebsdatenerfassungssystem Bill-of-Material Beschaffungszeit Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment Enterprise Resource Planning Engineer-to-Order Kleine und mittlere Unternehmen Kundentoleranzzeit Materials Requirements Planning Make-to-Order Make-to-Stock Open Database Connectivity Open Loop Feedback Control Produktionsplanung und –steuerung Purchase-to-Order Purchase-to-Stock Produktionsdurchlaufzeit Rolling-Horizon-Flexibility Supply Chain Management Vendor Managed Inventory

Formelzeichen Zeichen

Einheit

Erläuterung

D

[-]

B

[Stück]

b

[Stück]

Volumenparameter für maximale Anpassung pro Abrufintervall Gesamtbedarfsmenge eines Planungszeitraums Abrufmenge eines Abrufintervalls

CPU

[Geldeinheit]

Stückkosten

'

[Stück]

Differenzmenge

'LKZ

[Geldeinheiten]

Differenzkosten zweier kundenseitiger Abnahmezeitpunkte

XXII

Abkürzungen, Formelzeichen und Indizes

'T

[Zeitraum]

d

[-]

Zeitraum der Bestandswirksamkeit von Endbeständen Verschiebungsdauer als Anzahl Abrufintervalle

EB

[Stück]

Endbestand eines Planungszeitraums

EKA

[-]

Einkaufsanteil

flex

[-]

GF

[-]

Änderungsflexibilität der Gesamtbedarfsmenge Gesamte oder gemischte Flexibilität

ic

[1/Jahr]

Kapitalzins

Korrab

[-]

Korrauf

[-]

KV

[Stück]

Korrekturfaktor für Lagerabbau im mehrperiodigen Fall Korrekturfaktor für Lageraufbau im mehrperiodigen Fall Kundenseitig abgenommene Menge

kv

[-]

Anteil an der maximalen Bestellmenge

MaxBM

[Stück]

Maximale Bestellmenge

MinBM

[Stück]

Mindestbestellmenge

MinEM

[Stück]

Minimale Einkaufsmenge

n

[-]

Anzahl Abrufintervalle

LKZ

[Geldeinheiten]

k LKZ

[Geldeinheiten]

p

[-]

Innerhalb eines Planungszeitraums zusätzlich anfallende Lagerhaltungskosten Innerhalb eines Planungszeitraums idealisiert zusätzlich anfallende Lagerhaltungskosten Verschiebungsintensität

PR

[Stück]

q

[-]

r

[-]

RZ

[-]

Periodenbezogenes Residuum eines Planungszeitraums Wahrscheinlichkeit der kundenseitigen Abnahmemenge Wahrscheinlichkeit der kundenseitigen Verschiebungsdauer Risikozuschlag

k RZ

[-]

Idealisierter Risikozuschlag

s

[-]

T

[Zeitperiode]

Wahrscheinlichkeit der kundenseitigen Änderungsflexibilität Länge eines Planungszeitraums

TP

[Zeitpunkt]

Bestellzeitpunkt für Primärbedarfe

TS

[Zeitpunkt]

Bestellzeitpunkt für Sekundärbedarfe

Abkürzungen, Formelzeichen und Indizes

XXIII

t

[Zeitperiode]

Länge eines Abrufintervalls

VF

[-]

Volumenflexibilität

WST

[-]

Wertschöpfungstiefe

Z

[-]

ZF

[-]

Volumenparameter für minimale Anpassung pro Abrufintervall Zeitflexibilität

Indizes Zeichen

Erläuterung

Ende

Bezug zum Schluss einer Planungsperiode

i

Zählvariable für Abrufintervalle

j

Zählvariable für Planungszeiträume

k

Zählvariable für Komponenten

max

Maximalwert

min

Minimalwert

Start

Bezug zu Beginn einer Planungsperiode

GF

Bezug zur Gesamtflexibilität

VF

Bezug zur Volumenflexibilität

ZF

Bezug zur Zeitflexibilität

1

Einleitung

1.1

Motivation

Die sich rasch verändernden und unvorhersehbaren Marktverhältnisse stellen erhöhte Anforderungen an Unternehmen, die heutzutage einem vermehrt globalem Wettbewerb und sehr hohem Kostendruck gegenüberstehen. Verkürzte Produktlebenszyklen und das Angebot von immer mehr Produktvarianten in stark volatilen Märkten erfordern ein flexibles, auf die jeweilige Situation abgestimmtes Handeln. Mit der zunehmenden Auslagerung von wertschöpfenden Aktivitäten rückt auch die Beherrschung der komplexer werdenden Zuliefer- und Kundenbeziehungen in den Fokus gesamtunternehmerischer Aktivitäten. Die Beherrschung von flexiblen Kunden- und Zulieferbeziehungen stellt bereits heute in vielen Industrien eine Kernkompetenz dar und erwächst zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Im Besonderen sind produzierende Unternehmen hohen Marktrisiken ausgesetzt, die ihren Kunden eine weitaus geringere Lieferzeit einräumen müssen als sie für die Fertigung der Endprodukte benötigen oder ihren eigenen Lieferanten zur Wiederbeschaffung der Einkaufsteile abfordern können. Die Folge sind vorzuhaltende Lagerbestände, die unter Umständen sogar entwertet werden müssen sowie Lieferausfallrisiken, die in entgangenen Umsätzen münden können. Eine hohe Materialverfügbarkeit mit minimalen Kosten zu gewährleisten stellt schon seit jeher eine der größten Herausforderungen im Materialmanagement dar, der sich heutzutage die Logistik-, Einkaufs- und neuerdings trendgemäß auch Supply Chain Management-Abteilungen in Unternehmen stellen. Vielen Definitionen des Supply Chain Management ist gemein, dass sie in genereller Form Ziele, Strategien, Prozesse oder Aufgaben beinhalten und betonen, dass mit dessen Anwendung sich außer der Kostensituation auch die Reaktionsfähigkeit und die Flexibilität der Lieferkette verbessert.1 Dennoch existieren bislang keine zielorientierten Konzepte oder Methoden, die eine flexibilitätsorientierte Planung von Beständen ermöglichen. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Zunächst einmal wird das Materialmanagement heutzutage noch nicht oder nur sehr selten in einer Organisation mit integrierter Aufgabensicht verankert,2 sondern besitzt viele Schnittstellen zu verschiedenen Abteilungen, wie z.B. dem Einkauf, der Produktion, dem Verkauf oder den Finanzen. Diese Trennungen und Überschneidungen von Verantwortung erschweren eine umfassende Definition der Aktivitäten und damit verbundenen Leistungskennzahlen im Materialmanagement. Eine weitere Hürde ist im Begriff der Flexibilität selbst verankert, der in einzelnen Fällen diskutiert, aber noch nicht für das Materialmanagement zweckdienlich definiert wurde. Als Flexibilität im Materialmanagement wird hierbei generell die Materialverfügbarkeit zur Sicherstellung einer hohen Lieferfähigkeit unter gleichzeitig schwankenden Bedarfssituationen des Kunden verstanden. Die positive Korrelation zwischen vorgehaltener Flexibilität und Kosten 1 2

Siehe Bechtel & Jayaram [1997], Lummus & Vokurka [1999], Heusler [2004] und Schnetzler [2005]. Pfennig & Scheide [2002].

Einleitung

2

ist zwar einleuchtend, aber noch nicht umfassend untersucht worden. So sind aus Aufgabensicht im Wesentlichen zwei Bereiche von einem fehlenden Maß für Flexibilität betroffen: Ź Für die Mittelfristplanung sind die Konsequenzen verschiedener Flexibilität beinhaltender Vertragsklauseln zwar wissenschaftlich für einige Fälle bestimmt, aber noch kein in der Industriepraxis verwendbares Modell zur Bedarfsangabe und –änderung entwickelt worden. In diesem Zusammenhang steht und fällt der Erfolg eines solchen Modells mit einer griffigen und nachvollziehbaren Formulierung des Begriffs Flexibilität als Maßzahl, die eine Volatilität des Marktes beschreibt. Ź Des Weiteren fehlt auch dem Materialmanagement ein notwendiges Begriffs- und Modellverständnis, das eine vom Markt geforderte Flexibilität direkt in Kosten für eine zusätzliche Lagerhaltung überführt.

1.2

Zielsetzung

Vor diesem Hintergrund ist das Ziel vorliegender Arbeit eine dem Materialmanagement zweckdienliche Definition des Begriffs Flexibilität zu erarbeiten, mit deren Hilfe die Kostenwirksamkeit der Flexibilität transparent ermittelt werden kann. Die Festlegung von quantitativen Maßzahlen zur Beschreibung von Flexibilität muss dabei dem Anspruch der Verständlichkeit und Nutzbarkeit in der Praxis genügen, um für das Materialmanagement eine breite Akzeptanz zur Verwendung sicherstellen zu können. Unterstützt werden sollen Verhandlungen zwischen Kunde und Hersteller, in denen die Volatilität der Abnahmemengen des Kunden vertraglich vereinbart und geregelt werden sollen. Hierbei dienen Maßzahlen für Flexibilität als Beschreibungsparameter einer Leistungsanforderung vom Kunden, die von beiden Partnern gleichermaßen verstanden werden und zudem als Basis zur transparenten Kostenermittlung dienen. Oben erwähnte Aufgabe wird rein funktional beschrieben, so dass diese in jedem Betrieb individuell in die jeweiligen Organisationsformen eingepasst werden muss. Eine generische Beschreibung sollte jedoch konkrete Hinweise und Vorschläge auf die jeweilige organisatorische Einbettung geben können.

1.3

Fokus und Abgrenzung

Der Fokus vorliegender Untersuchungen liegt auf der Formulierung anwendungsnaher Entscheidungsunterstützungen für eine flexibilitätsorientierte Planung im Materialmanagement. Hauptnutznießer sind hierbei produzierende Unternehmen, im Folgenden Hersteller genannt, die aufgrund von sehr volatilen und schlecht vorhersehbaren Nachfragen ihrer Kunden hohen Bestandsrisiken ausgesetzt sind. Deren Auftragssituation kann kundenanonym oder kundenspezifisch sein. Die Lieferanten des Herstellers, auch Zulieferer genannt, bilden eine Restriktion und keinen Gestaltungsgegenstand. Die Gestaltung und Bewertung flexibilitätsorientierter Verträge finden aus Herstellerperspektive gemäß Abbildung 1 statt.

Fokus und Abgrenzung

3

Eingriffsystem

Zulieferer

Hersteller

Kunde

Materialfluß Informationsfluß

Abbildung 1: Eingriffsystem zur Gestaltung und Bewertung flexibilitätsorientierter Verträge

Gemein ist allen betreffenden Herstellern, dass deren Kapazitätssituation nicht berücksichtigt wird, da sie entweder bereits genügend quantitativ flexible Kapazitäten besitzen oder ausreichend lange, kompensierende Pufferzeiten in ihre Liefer- und Produktionszeiten einplanen können. Es wird für beide Fälle angenommen, dass eine Unterauslastung hinsichtlich vorhandener Kapazitäten oder nicht benötigter Produktionszeiten wirtschaftlich unkritischer als das Vorhalten zu hoher Bestände oder eine ungenügende Lieferfähigkeit aufgrund fehlender Komponenten ist. Obige Annahmen treffen in vollem Masse für Industrien des komplexen Maschinen-, Anlagen- oder Apparatebaus sowie z.B. für die Elektronikbranche zu, deren Bestandsvolumen aufgrund sehr vieler, vorzuhaltender Einkaufsartikel bei gleichzeitig volatiler Nachfrage sehr hoch ist. Des Weiteren sind Unternehmen stärker davon betroffen, die eine geringe Wertschöpfungstiefe aufweisen, d.h. deren Anteil an zu beschaffenden Gütern, im Folgenden Einkaufsanteil genannt, sehr hoch ist. Je höher der Einkaufsanteil ist, desto entscheidender erwächst eine bezüglich geforderter Flexibilität kostenoptimale Bestandsführung. Mit dem Trend der zunehmenden Auslagerung produzierender Einheiten3 stehen immer mehr Unternehmen vor der Herausforderung sich in komplexen Lieferketten dynamisch einzubringen. Grundsätzlich werden Kooperationen eine höhere Flexibilität als hierarchischen Organisationen zugeschrieben.4 Bezüglich der Stellung und der in Vertragsklauseln festgehaltenen Form der Kooperation in Lieferketten seien diejenigen Unternehmen bevorzugt angesprochen, deren charakteristische Ausprägungen der Zusammenarbeit in Lieferketten im nachfolgend abgebildeten morphologischen Schema dunkel unterlegt sind.

3 4

Bhote [1989], S. 34; Golle [1991], S. 4; Dyer [1997], S. 535, Kuhl [1999], S. 16. Birkinshaw [2000], S. 7.

Einleitung

4

Merkmalsbezug: Zusammenarbeit in der Supply chain Merkmal

Ë Ausprägungen

Ausrichtung auf NetzwerkË strategie und -interessen

gemeinsame Netzwerkstrategie

gemeinsame Netzwerkinteressen

auseinandergehende Netzwerkinteressen

Orientierung der Geschäfts- Ë beziehungen

kooperationsorientiert

opportunistisch

wettbewerbsorientiert

Gegenseitige Notwendigkeit Ë im Netzwerk

gross, ”sole sourcing”

Gegenseitiges Vertrauen und Ë Offenheit Geschäftskultur der Netzwerkpartner

Ë

Ausgleich der Ë Machtverhältnisse

“single sourcing”

“multiple sourcing”

Hoch

homogen / ähnlich

klein, in hohem Grad ersetzbar

niedrig

in Grösse, Struktur, Verkaufsvolumen vergleichbar

hohe Abhängigkeit / hierarchisch

heterogen / hochgradig verschieden

ausgeglichen / heterarchisch

Abbildung 2: Merkmalsausprägungen zur Zusammenarbeit in Lieferketten5 Demnach werden in vorliegender Arbeit flexibilitätsorientierte Vertragsgestaltungen zwischen Kunde und Hersteller betrachtet, die auf Kooperationsbasis eine gemeinsame Netzwerkstrategie besitzen. Die Gründe hierfür können in einem hohen Maß an gegenseitigem Vertrauen liegen,6 das nicht zuletzt durch ähnliche Geschäftskulturen und –gebaren sowie auch durch Belieferungen von vorwiegend einem Hersteller (single sourcing) verstärkt wird. Sehr häufig finden solche Kooperation zwischen geographisch nahen Partnern statt, worin ein Kunde nach dem Prinzip des local-sourcing beschafft.7 Eine homogene Verteilung der Marktmächte ist von Vorteil, da hierdurch opportunistisches Verhalten eines Partners eher ausgeschlossen werden kann. Grundsätzlich ist jedoch beim Zutreffen obiger Merkmale eine stärkere Marktmacht beim Kunden oder Hersteller für die Anwendung des später erläuterten Konzepts nicht unbedingt ein abträglicher Umstand, sondern hinge in diesem Fall sehr stark von der Haltung des stärkeren Vertragspartners ab. Trotz ungleicher Marktmächte kann ein hohes Vertrauen und ein Verzicht auf Ausnutzung in zwischenbetrieblichen Kooperationen mit der „Resource-Dependency Theory“ wissenschaftlich erklärt werden. Die Theorie besagt, dass je mehr ein Unternehmen von einem anderen Unternehmen Ressourcen beziehe, umso mehr sie somit voneinander abhingen und dadurch eine hohe Bindungs- und Kooperationsfähigkeit aufwiesen.8

5 6 7 8

Hieber [2002], S. 64f. Müller & Rupper [1994], S. 123. Schönsleben [2004a], S. 77. Pfeffer & Salancik [1978].

Aufbau der Arbeit und Forschungssystematik

5

Neben der dunklen Unterlegung der Ausprägungen zu den charakteristischen Merkmalen der Zusammenarbeit in Lieferketten ließe sich als wichtigste Voraussetzung festhalten, dass beide Partner überhaupt die Bereitschaft zur Aufteilung der Bestandsrisiken aufbringen. Gerade für diese Grundvoraussetzung ist gegenseitiges Vertrauen notwendig, das wiederum durch eine erhöhte Kostentransparenz gefördert wird,9 wozu diese Arbeit auch einen wesentlichen Beitrag leisten möchte.

1.4

Aufbau der Arbeit und Forschungssystematik

Der Aufbau der Arbeit orientiert sich an den Grundideen der Aktionsforschung aus der handlungsorientierten Betriebswirtschaftslehre und ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Aktionsforschung, auch angewandte Forschung genannt, sieht einen dialogischen, sozialen Prozess zwischen Forschern (Theorie) und den in Forschungsprojekten beteiligten Unternehmen (Praxis) zur gegenseitigen Erkenntnisgewinnung und Erarbeitung praxisnaher Lösungen vor.10 Der Grund für diese Vorgehensweise liegt an der Unzulänglichkeit und Kritik herkömmlicher rein empirischer Forschung in den Sozial-, Geistes- und Betriebswissenschaften, die vorsieht, dass Auszüge der sozialen Realität mittels Fragebogen der Gewinnung von Schlussfolgerungen dienen, die dann wiederum nicht lösungs- und vor allem problemorientiert in der Praxis reflektiert werden.11 Die Kapitelstruktur widerspiegelt den von Ulrich & Hill vorgeschlagenen Forschungsprozess in der handlungsorientierten Betriebswirtschaftslehre.12 Das Vorgehen zum Aufbau des Problemverständnisses erfolgt gemäß des terminologisch-deskriptiven Vorgehens. Es zielt darauf ab die aus einem Anwendungszusammenhang erwachsenden Anforderungen aus der Praxis mit gängigen Theorien und Methoden zu spiegeln und daraus die Forschungsfrage zu formulieren. Die eigentliche Konzepterarbeitung ist eine analytisch-deduktive Aufgabe, innerhalb derer Lösungen in Form von Modellen und Methoden abgeleitet werden. Die Validierung der Resultate mittels eines Anwendungsbeispiels aus der Praxis soll die Machbarkeit der vorgeschlagenen Lösung überprüfen und etwaige Hinweise zur Weiterentwicklung und Verbesserung geben. Anhand dieses letzten Schrittes werden nach empirisch-induktiver Herangehensweise somit Handlungsrichtlinien zur Anwendung der erarbeiteten Lösung für eine breitere Masse von Anwendern zugänglich gemacht.

9

10 11 12

In diesem Zusammenhang sei auf Williamson verwiesen, der Aufbau von Vertrauen durch die Reduktion von unsicheren Zuständen erklärt, Williamson [1991]. Auch Gopal, der in heutiger Zeit mangelnde Transparenz für mangelndes Vertrauen in zwischenbetrieblichen Kooperationen verantwortlich macht, Gopal [2004], S. 98. Moser [1977], S. 16. Moser [1977], S. 16ff. Ulrich & Hill [1976], 345ff.

Einleitung

6

Problemdefinition Kapitel 2 Erfassung praxisrelevanter Fragestellungen im Anwendungszusammenhang

Formulierung des Forschungsbedarfs

Konzeption Kapitel 4 & 5

Input aus der Praxis

Wissenschaftlicher Input

Kapitel 3 Erfassung und Interpretation problemrelevanter Theorien und Methoden

Ableitung von Modellen und Methoden

Validierung Kapitel 6 Überprüfung des Konzepts in der Praxis

Abbildung 3: Grundidee der Aktionsforschung als Prozessdarstellung

In vorliegender Arbeit werden zunächst im zweiten Kapitel für den gewählten Anwendungszusammenhang die begrifflichen und sachlichen Grundlagen erläutert. Diese beinhalten zum einen eine klare Abgrenzung der generellen Aufgaben und Funktionen des Materialmanagements und zum anderen eine ursachen- und anforderungsgerechte Definition des Begriffs der Flexibilitätsplanung für das Materialmanagement. Das Kapitel schliesst mit den aus einer im industriellen Umfeld durchgeführten Umfrage und hieraus resultierenden Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement ab. Im dritten Kapitel werden sodann die gängigen Methoden zur Flexibilitätsplanung erläutert. Diese knüpfen direkt an die Ursachen der Flexibilitätsplanung im Materialmanagement an und beinhalten Massnahmen wie das notwendige Bestandsmanagement, die Informationsweitergabe in Lieferketten sowie das zwischenbetriebliche Vertragsmanagement. Danach erfolgt eine vertiefte Analyse der von wissenschaftlichen Institutionen untersuchten Modelle zur Analyse und Gestaltung von Rahmenverträgen. Nachdem die Integrationsmöglichkeiten von Rahmenverträgen in gängige ERP-(Enterprise Resource Planning) Systeme aufgezeigt werden, wird abschließend die Forschungslücke in Form von bisher nicht erfüllten Anforderungen aus der industriellen Praxis formuliert.

Aufbau der Arbeit und Forschungssystematik

7

In Kapitel 4 wird ein Kooperationsmodell vorgestellt, das kundenseitige Bedarfssituationen bezüglich einer mengenmäßigen und zeitlichen Flexibilität widerspiegelt. Ein Vorschlag zu einer sinnvollen Standardisierung wird unterbreitet, um für die Praxis einfach greifbare und zudem für viele Unternehmen unterschiedlicher Industrien anwendbare Vertragsparameter zu entwickeln. Nachdem die Vorgehensweise zur Kalkulation skizziert wird, wird im fünften Kapitel das Risikoverhalten aller Vertragstypen näher untersucht. Als Ergebnisse werden hierbei der nachvollziehbare Rechenweg zur Risikokalkulation erarbeitet und mithilfe sensitiver Analysen untermauert. Den Abschluss der Arbeit bildet die Dokumentation der Anwendung des Kooperationsmodells in einem Unternehmen der Elektronikfertigung, mit deren Hilfe die Tauglichkeit und Machbarkeit des entwickelten Lösungskonzepts nachgewiesen wird.

2

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

In diesem Kapitel werden nebst einiger begrifflicher und sachlicher Grundlagen des Materialmanagements die Ursachen für die Notwendigkeit einer Flexibilitätsplanung und die konkreten Anforderungen aus der Praxis erläutert. Diese werden als Grundlage für das nachfolgende Kapitel zur Bewertung des State-of-The-Art in der Flexibilitätsplanung im Materialmanagement dienen.

2.1

Wesen des Materialmanagements

2.1.1

Trends und Ziele der Materialwirtschaft

Im Folgenden wird zunächst kurz skizziert wie Unternehmen heutzutage vermehrt dem Wettbewerbsfaktor Flexibilität gegenüberstehen. Im Anschluss daran wird anhand der gestiegenen Bedeutung der Materialwirtschaft die Verschärfung ihres innewohnenden, Flexibilität beinhaltenden Zielkonflikts verdeutlicht. Die Bedeutung des Faktors Zeit als Wettbewerbsfaktor ist vor allem im vergangenen Jahrzehnt immens gewachsen und erfordert von Unternehmen eine immer höhere Flexibilität.13 Dieser Trend lässt sich plastisch durch die Auftragung des immer kleiner werdenden Verhältnisses aus Reaktions- und Anpassungszeit verdeutlichen. Die heutige Marktsituation ist angesichts zunehmender Marktsättigungen und geringeren Wachstumsraten durch eine starke Unruhe oder Volatilität sowie durch eine starke zeitliche Ungeduld der Käufer geprägt, die den Anpassungsdruck erhöhen und eine Verringerung der Reaktionszeiten einfordern. Gleichzeitig entwickeln und vermarkten Unternehmen beim Kampf um die Gunst der Käufer immer kundenindividuellere und komplexere Produkte, die letztendlich die notwendigen Anpassungszeiten erhöhen. Abbildung 4 verdeutlicht die durch eine erforderliche Flexibilität aufgehende Zeitschere.

13

Kirschbaum [1995].

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

10

Reaktions-/ Anpassungszeit

Reaktionszeiten • kürzere Lieferzeiten „ungeduldige“ Märkte • hohe Volumenflexibilität „unruhige“ Märkte

Anpassungszeiten • Komplexität der Produkte und deren Produktion • Variantenvielfalt

Zunehmende Bedeutung von Flexibilität

früher

heute

Abbildung 4: Erforderliche Flexibilität aufgrund sich weitender Zeitschere

zukünftig 14

Dieser allgemeine Trend zu einer erhöhten, erforderlichen Flexibilität ließ auch die Materialwirtschaft als eine ehemals lediglich aus der Produktion abgeleitete Bereitstellungsaufgabe15 zu einer überlebenswichtigen Unternehmensfunktion erwachsen.16 Weitere Gründe für eine in der heutigen Zeit gestiegene Bedeutung der Materialwirtschaft sind durch nachfolgend genannte Trends belegbar: Ź Die seit vielen Jahren anhaltende Konzentration auf Kernkompetenzen führt auf eine Verringerung der Fertigungstiefe produzierender Unternehmen17 und somit erfährt die Beschaffung als später erläuterte Teilfunktion der Materialwirtschaft eine höhere Bedeutung am Unternehmensergebnis. Ź Ein weiterer, diesen Sachverhalt verstärkenden Trend bildet der vermehrte Einsatz moderner Informations- und Kommunikationstechnologien wie z.B. dem Internet, das den Hebel der Beschaffung18 durch eine erhöhte Transparenz global konkurrierender Anbieter in das Bewusstsein der Unternehmensleitung rücken konnte.19 Ź Des Weiteren ermöglicht die „Elektronisierung“ des Bestellvorgangs durch die modernen Informations- und Kommunikationstechnologien massive quantifizierbare Einsparungen der Transaktionskosten.20 Ź Zunehmend gesättigte Märkte erwirken vor allem in Mittel- und Westeuropa bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) eine verminderte Liquidität. Dieser Sachverhalt wird wiederum in naher Zukunft Kreditinstitute zu strengeren Eigenkapitalforderungen

14 15 16 17 18

19 20

In Anlehnung an Bleicher [2004], S. 45. Fieten [1994], S. 53. Arnolds et al. [1996], S. 35f. ; Gattorna & Jones [1998], S. 381. Bhote [1989], S. 34; Golle [1991], S. 4; Gläßner, J. [1995], S. 1; Dyer [1997], S. 535, Kuhl [1999], S. 16. Hebel der Beschaffung beschreibt als gängiger Ausdruck, welchen Einfluss eine Materialkostenreduzierung auf die Umsatzrentabilität hat. Arnolds et al. [1996], S. 32; Schulte [2001], S. 45f. Vergleiche hierzu Fallbeispiel einer Plattform für Reverse Auctions bei ALSTOM, Alard [2002], S. 116ff. Iliev et al. [2004], S. 21; Iliev & Rüegg [2005], S. 22ff; Unterschütz [2004].

Wesen des Materialmanagements

11

verleiten21, so dass dem Einfluss der Kapitalbindung immer mehr Beachtung geschenkt werden wird. Ź Der Wandel vom Verkäufer- zum Käufermarkt,22 ebenfalls induziert durch gesättigte Märkte, lässt seit längerem Wünsche und Anforderungen des Kunden in den Vordergrund rücken. Somit steht die Materialwirtschaft vermehrt vor der Aufgabe erhöhten Kundennutzen durch erhöhten Lieferservice, geringere Lieferzeiten und höhere Lieferflexibilitäten zu generieren, um dem für den Kunden immer wichtiger gewordenen Faktor Zeit Rechnung zu tragen und eine höhere Wettbewerbsfähigkeit zu gewährleisten.23 Ź Im Zuge obiger Trends hat sich der Grundgedanke des Supply Chain Managements (SCM) auch in KMU durchgesetzt, nämlich zunächst durch eine Integration der unternehmensinternen Material- und Informationsflüsse ein gesamtunternehmerisch höheres Gewinnmaximum zu erzielen. Das gestärkte Bewusstsein für SCM ließ viele Firmen in eine stärkere Informationsintegration und in eine durch Reorganisation veränderte Materialwirtschaft investieren, um letztendlich auch durch unternehmensexterne Integrationen Rationalisierungspotentiale mit Partnern in der Lieferkette zu erschließen.24 Die strategische Bedeutung der Materialwirtschaft ist somit durch voluminösere, aber auch durch erhöhten Kostendruck kontrahierte, Einkaufsbudgets sowie durch den globaleren, transparenteren und nicht zuletzt intensiveren Wettbewerb weiterhin am Wachsen und erfährt einen steten Aufstieg in den Unternehmenshierarchien. Der klassische, logistische Zielkonflikt, eine höhere logistische Leistung zu gleichzeitig geringeren Kosten zu erbringen,25 verschärft sich für die Materialwirtschaft durch obig genannte Trends in einem hohen Masse zu einer der größten Herausforderungen der heutigen Zeit: Die notwendige, vom Wettbewerb und Markt induzierte Flexibilität zu minimalen Kosten erbringen zu können.

Endogenes Ziel

Niedrigere Bestände

Geringere Lieferzeit

Höhere Liefertreue

Höhere Lieferflexibilität

Exogene Ziele Abbildung 5: Konkurrierende Ziele in der Materialwirtschaft

21

22 23 24 25

Die ab Ende 2006 für alle Kreditinstitute geltende, neue Eigenkapitalvereinbarung Basel II , vgl. Deutsche Bundesbank [2004], S. 75ff. Schönsleben [2004a], S. 79. Weber [2003], S.166ff; Kuhl [1999]; Oeldorf & Olfert [2002], S. 99. Schönsleben et al. [2002], S. 45ff. Schulte [1999], S. 12; Schönsleben [2004a], S. 35ff; Wiendahl [2005], S. 254.

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

12

Der Zielkonflikt lässt sich durch die Vorgaberichtung weiter konkretisieren. Während eine durch niedrige Lagerbestände ermöglichte, niedrige Kapitalbindung für ein Unternehmen ein endogenes, selbst vorgegebenes Ziel darstellt, sind kürzere Lieferzeiten und höhere Liefertreuen exogene, vom Kunden und Wettbewerb vorgegebene Ziele. Sowohl eine geringere Lieferzeit, als auch eine höhere Liefertreue ermöglichen eine erhöhte Flexibilität in der Lieferung.

2.1.2

Funktionale Abgrenzung des Materialmanagements

Das Materialmanagement, auch häufig Materialwirtschaft genannt, umfasst in diesem Kontext als wichtige Teilaufgabe des Produktionsmanagements das wirtschaftliche Bevorraten und Beschaffen von Einkaufsartikeln zur kostengünstigen und termingerechten Deckung der Nachfrage des Kunden.26 Es fokussiert sich auf das zeit- und mengenmäßige Zuordnen von Artikeln zu Aufträgen oder Prognosen. Operativ bedeutet dies aus Bedarfen Bedarfsträger zu generieren ohne fehlende oder überschüssige Kapazitäten zu berücksichtigen. Hierin ist auch ein Fremdbeziehen von üblicherweise eigens erbrachten Leistungen mit enthalten. Im Gegensatz zur vor allem in der Wissenschaft verbreiteten Auffassung, dass sich ein integriertes Materialmanagement auch auf die Optimierung der internen, produktionsnahen Bestandsplanung und -steuerung der Ware in Arbeit erstreckt,27 liegt hier der Fokus von Bestandsoptimierungen außerhalb der Produktion im so genannten erweiterten Materialmanagement.28 Erweitert deswegen, weil dem Materialmanagement nicht nur die Verantwortung über das Beschaffungs-, sondern auch über das Fertigwarenlager obliegt und es hierdurch Möglichkeiten einer weitgehenden Beeinflussung des Lieferservice als Wettbewerbsfaktor wahrnehmen kann.29 Diese Abgrenzung durch den Nichteinbezug der innerbetrieblichen Lager in der Produktion besitzt viele Gründe. Zum einen, weil die verantwortlichen Organisationseinheiten der Produktion und des Einkaufs heutzutage noch zu selten gemeinsam planen30 und zum anderen weil viele gängigen ERPSysteme für die Produktion keine integrierte Mengen- und Ablaufplanung zur Bestandsoptimierung der Ware in Arbeit ermöglichen.31 In der Praxis werden hierfür, wenn überhaupt, häufig eigenhändig erstellte Lösungen in Erwägung gezogen.32 Dieses sind nicht zuletzt die Gründe, warum eine integrierte Materialwirtschaft mit Berücksichtigung der Bestände an Ware in Arbeit, lediglich eine Philosophie oder Handlungsmaxime darstellt33 und in vorliegender Arbeit keine bestandswirksamen Kapazitätsengpässe oder Unterauslastungen betrachtet werden. Ein weiterer, nicht zu vernachlässigender Grund liegt in der Tatsache begründet, dass sehr viele Standardwerke zur Materialwirtschaft34 zwar eine integrierte 26 27 28 29 30 31 32

33 34

Schönsleben [2004a], S. 211. Grün [1990], S. 470; Tempelmeier [2003], S. 4ff; APICS [2005], S. 69. Hartmann [2002], S. 20ff. Hartmann [2002], S. 86. Pfennig & Scheide [2002]. Kuhn & Hellingrath [2002], S. 125ff. Kurbel [2003], S. 47ff. Für eine neuere Übersicht zu Verfahren der Fertigungssteuerung mit impliziter Bestandsoptimierung, siehe Lödding [2005]. Fieten [1994], S. 16. In diesem Fall exemplarisch ausgewählte Lehr- und Praxisbücher, die im Titel den Ausdruck

Wesen des Materialmanagements

13

Materialwirtschaft zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit propagieren, aber lediglich die Hauptfunktionen des Einkaufs und nicht die durch die Produktionsplanung und –steuerung beeinflussbare innerbetriebliche Bestandsoptimierung widerspiegeln.35 Als wesentliche Aufgaben des Materialmanagements hinsichtlich der Flexibilitätsplanung sind im Weiteren die mittel- bis langfristige Materialbedarfsplanung von Absatzund Beschaffungsgütern sowie die kurz- bis mittelfristigen, regelbasierten Bestellaktivitäten zu kondensieren. Absatzgüter besitzen keine Beziehung zum Bedarf eines anderen Gutes und heißen im Folgenden Primärbedarfe, während Beschaffungsgüter, auch Sekundärbedarfe genannt, einen direkten Bezug zum Bedarf eines anderen Guts besitzen oder von diesem abgeleitet werden können.36 Die Planung und Disposition von kurzfristigen Fertigungsaufträgen zur Erstellung von Absatzgütern fällt in der Regel der Produktionsplanung aus dem technischen Ressort zu.

Materialbedarfsplanung für Primärbedarfe Bei der Materialbedarfsplanung für Primärbedarfe ist eine strenge Kompetenzabgrenzung des Materialmanagements mit dem Marketing/Vertrieb vonnöten. Während das Marketing bzw. der Vertrieb weiterhin für die Kundenauftragsgewinnung, Promotion, Akquise von Neukunden, Messebesuchen und klassischen Aufgaben des Key Account Managements etc. zuständig ist, erhält die Materialwirtschaft hier eine koordinierende Funktion, in der Sie nach gesamtunternehmerischen Kostengesichtspunkten für eine reibungslose und bestandsminimale Versorgung zum Kunden zuständig ist. Dies beinhaltet auch, dass fremd zu beziehende Primärbedarfe ein Beschaffungsgut darstellen. Diese Funktion wird üblicherweise in Unternehmen vom Einkauf wahrgenommen. Somit bestehen starke Überschneidungen zwischen Materialmanagement und Vertrieb. Diese sind vor allem dann sehr hoch, wenn der Vertrieb mit neuen oder bestehenden Kunden Rahmenvereinbarungen über Liefermengen und -zeitpunkte trifft. Idealerweise versetzt das Materialmanagement die anderen Abteilungen sodann über die Kostenkonsequenzen verschiedener Rahmenvereinbarungen in Kenntnis oder ist bei den Verhandlungen direkt anwesend.

Materialbedarfsplanung für Sekundärbedarfe Mit der Kenntnis der abzusetzenden Güter erfolgt die Materialbedarfsplanung zu beschaffender Güter, indem ausgehend von den abzusetzenden Produkten über eine Stücklistenauflösung mit Zulieferern Rahmenvereinbarungen über Mengen und Dispositionsfristen getroffen werden.37 Dies kann auch eine Lieferantensuche, -selektion und –entwicklung beinhalten.

Materialdisposition für Primär- und Sekundärbedarfe Im Sinne einer Kurz- und Mittelfristplanung werden Beschaffungsgüter nach regelbasierten Dispositionsverfahren bei Zulieferern bestellt und bei deren Eingang im Lager verbucht. Fremdvergebene Primärbedarfe können ebenfalls kurzfristig eingekauft werden und stellen somit Beschaffungsobjekte zur Disposition dar. Wie oben erwähnt wird die Aufgabe der kurz- bzw. 35

36 37

„Materialmanagement“ oder „Materialwirtschaft“ beinhalten. Arnolds et al. [1996]; Brown [1977]; Golle [1991]; Grochla [1978]; Grupp [2003]; Hartmann [2002]; MelzerRidinger [2004]; Oeldorf & Olfert [2002]; Weber [2003] u.v.a. Schönsleben [2004a], S. 239. Schönsleben et al. [2005], S. 15ff.

14

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

mittelfristigen Disposition von Fertigungsaufträgen zur Transformation von Sekundär- hin zu Primärbedarfen zumeist von der Produktionsplanung wahrgenommen. Das Materialmanagement ist unter der Annahme nicht auftretender Produktionsverzögerungen aufgrund von Kapazitätsengpässen oder Maschinenausfällen etc. verantwortlich für die Lieferbereitschaft gegenüber der Produktion und dem Absatz. Es besitzt demzufolge eine klare Verantwortung für die Kapitalbindung in den Vorräten des Kaufteile- und Fertigteilelagers.

2.1.3

Positionierung innerhalb der Produktionsplanung und – steuerung (PPS)

Nach einer funktionalen Abgrenzung der Materialwirtschaft wird in einem nächsten Schritt eine aufgabenorientierte Abgrenzung vorgenommen. Diese erfolgt anhand der Darstellung der Grobabläufe innerhalb der klassischen Produktionsplanung und –steuerung (PPS), die heutzutage in erwähnten ERP- Systemen eingebettet ist. Abbildung 6 verdeutlicht auf grober Ebene die in einem PPS-System eingegliederten Informations- und Materialflüsse mit dem dazugehörigen Einflussbereich der Materialwirtschaft. Diese statische Sicht hilft zunächst die wichtigsten Entitäten anhand weiterzugebender Informationen sowie Materialien zu erläutern. Ausgehend von dem aus den Absatzmärkten resultierenden Aufträgen und Prognosen werden diese über den Vertrieb in das PPS-System eingesteuert. Nach Abgleich vorhandener Kapazitäten und Lagerbeständen werden über den Einkauf Bestellaufträge an die Beschaffungsmärkte und über produktionsplanende Einheiten Fertigungsaufträge an die Produktion übermittelt. In Anlehnung an die funktionale Abgrenzung erstreckt sich der Einflussbereich der Materialwirtschaft somit über alle Planungs- und Steuerungsaufgaben mit Ausnahme der innerbetrieblichen Produktionsplanung und kurzfristigen Auftragsüberwachung.

Wesen des Materialmanagements

Bestellungen

Beschaffungsmarkt

Lager (Kaufteile)

15

PPS

Produktion

Prognosen Kundenaufträge

Lager (Fertigwaren)

Absatzmarkt

Auftrags- und Kapazitätsüberwachung

Informationsfluss Materialfluss

Einflussbereich des Materialmanagements

Abbildung 6: Einflussbereich des Materialmanagements innerhalb der eingegliederten Informations- und Materialflüsse eines Produktionsunternehmens38

In einer Ablaufsicht gemäß Abbildung 7 lassen sich die Aufgaben der Materialwirtschaft weiter konkretisieren. Demnach unterstützt das Materialmanagement Planungsund Steuerungsaufgaben in allen Fristigkeiten.39 In der Programmplanung werden durch die Kundenauftragsverwaltung oder Absatzprognosen von Primärbedarfen (Endprodukten) hinsichtlich Menge und Zeit Grobplanungen für langfristige Bedarfe erstellt. In der periodisch häufiger auftretenden Mengenplanung werden Bedarfe an Eigenfertigungs- und Fremdteilen nach Art, Menge und Termin anhand der in den Stücklisten enthaltenen Komponenten bestimmt und Bestellungen freigegeben sowie geschrieben. Bei Eigenfertigung erfolgt in der detaillierten Termin- und Kapazitätsplanung anhand von Endterminen eine periodisch häufiger wiederkehrende Durchlaufterminierung mit einem Abgleich40 von vorhandenen zu benötigten Kapazitäten bis hin zu einer Auftragsfreigabe. Nach der Werkstattsteuerung, in der im Wesentlichen Aufträge Kapazitäten zugeordnet werden, werden die Auftragsstatuten überwacht und bestmöglich mittels Betriebsdatenerfassungs(BDE-) systemen an das PPS-System zurückgemeldet.

38 39

40

In Anlehnung an Arnold et al. [2004], B 3-27. Im Gegensatz zu z.B. Wiendahl [2002], in der die Materialwirtschaft im PPS-Grobablauf nur die kurz- und mittelfristigen Planungs- und Steuerungsaufgaben unterstützt. Bei diesem Abgleich kann es zu Kapazitätskonflikten kommen, so dass unter Umständen Mengenumplanungen veranlasst werden müssen.

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

16

Phase

Hauptfunktion

Planung

Programmplanung

Mengenplanung

Zeithorizont

Funktion

Prognoserechnung Grobplanung Lieferterminbestimmung

Kundenauftragsverwaltung Vorlaufsteuerung

Bruttobedarfsermittlung Bestandsreservierung Nettobedarfsermittlung

Lieferantenauswahl Beschaffungsrechnung Bestandsführung

Disposition

lang

Disposition

Steuerung

mittel Fertigungsauftragsbildung

Bestellauftragsbildung

Terminund Kapazitätsplanung

Durchlaufterminierung Kapazitätsbedarfsermittlung Kapazitätsabstimmung Auftragsfreigabe

Bestellbeschreibung Bestellauftragsfreigabe

Werkstattsteuerung

Reihenfolgeplanung Belegerstellung Arbeitsverteilung

Auftragsüberwachung

Fortschrittserfassung Mengen- und Terminüberwachung Qualitätsprüfung

Wareneingangserfassung Mengen- und Terminüberwachung Qualitätsprüfung

kurz

Materialmanagement

Abbildung 7: Materialmanagement im Grobablauf der PPS41 Die Menge an zu beschaffenden Teilen (Nettobedarf) wird durch einen Abgleich des gesamten Bedarfs (Bruttobedarf) mit dem Lagerbestand determiniert. Daraufhin werden gemäß verschiedener Dispositionsarten Bestellaufträge generiert. Analog zur Produktion wird dann die „Aufgabenerfüllung“ der Lieferung durch den Zulieferer bestmöglich überwacht und ein erfolgter Wareneingang im Inventar verbucht. Es wird deutlich, dass noch heute in vielen Unternehmen starke organisatorische Trennungen der verschiedenen Planungsaufgaben des Materialmanagements erfolgen. Zumeist sind Verantwortliche zur Erstellung längerfristiger Prognosen und zur Pflege der Kundenauftragsverwaltung in Verkaufsabteilungen anzusiedeln, während die mittel- und kurzfristigen Planungsaufgaben im Materialmanagement einen hohen Anteil an Beschaffungsaufgaben aufweisen und hierdurch der Einkauf verantwortlich gezeichnet wird. Häufig werden auftretende Zielkonflikte, wie z.B. eine Zusicherung von kurzen Lieferzeiten und hohen Lieferflexibilitäten zum Kunden (Verkauf) und ein möglichst niedriges Bestandsniveau (Einkauf), durch Konsenslösungen aufgelöst, die nicht immer für die gesamte Unternehmung gewinnmaximal sind. Unternehmen, die im Sinne des SCM handeln, haben jedoch hier eine integrierende, übergeordnete Einheit gebildet, die gesamthaft gesehen bessere Entscheidungen, eventuell auch zu Lasten eines untergeordneten Bereichs, fällt. 41

In Anlehnung an Hackstein [1989], S. 5ff.

Wesen des Materialmanagements

2.1.4

17

Unternehmenshierarchische Aufgabensicht des Materialmanagements

Im Folgenden werden oben erwähnte Aufgaben unter Einbezug verschiedener Hierarchieebenen einer Unternehmung weiter konkretisiert. Auf eine Erläuterung verschiedener Formen der Aufbauorganisation wird an dieser Stelle verzichtet, da dies nicht einen Schwerpunkt der Arbeit darstellt42 und zudem die konkrete Ausgestaltung von vielen weiteren Aspekten wie z.B. der Unternehmensgrösse und –kultur, Branche oder auch von der Anzahl Werken abhängt, die wiederum in dieser Arbeit nicht als problemrelevant einzustufen sind. Generell ist an dieser Stelle nur festzuhalten, dass je höher der Einkaufsanteil einer Unternehmung ist, desto höher auch der Bereich der Materialwirtschaft in der Unternehmenshierarchie angesiedelt sein sollte.43 Dies lässt sich damit erklären, dass mit höherem Einkaufsanteil auch technisch komplexere Artikel und Halbfabrikate beschafft werden und somit neben kaufmännisch administrativen Tätigkeiten ein vertieftes technisches Wissen vonnöten sind. Für verschiedene Möglichkeiten der aufbauorganisatorischen Einbettung des Materialmanagements sei an dieser Stelle auf andere Literatur verwiesen.44 Die in den vorangegangenen Kapiteln erläuterten Aufgaben werden von Verantwortlichen unterschiedlicher Hierarchieebenen wahrgenommen. Hierbei gilt der Grundsatz, dass je langfristiger Entscheidungen getroffen werden, desto höher auch die Entscheidungsinstanz angesiedelt sein sollte. Da in den Aufgaben, vor allem den langfristigen, das Einbeziehen der Partner (Hersteller und Kunde) in der Lieferkette entscheidend für den Erfolg ist, werden anhand nachfolgend vorgestellten Kooperationsmodells die Aufgaben des Materialmanagements entlang verschiedener Unternehmenshierarchien positioniert. Das ALP (Advanced Logistic Partnership) – Modell gibt einen Rahmen für die Ausgestaltung nachhaltiger Partnerschaften in Wertschöpfungsnetzwerken sowie Lieferketten vor.45 Das Modell beschreibt die Phasen einer Partnerschaft sehr ähnlich zu anderen Kooperationsmodellen,46 spiegelt die darin enthaltenen Aufgaben adäquat zu anderen Führungsmodellen des Materialmanagements wider47 und wird aufgrund seiner Einfachheit im Folgenden als Erklärungsbasis verwendet.

42 43 44

45 46

47

Siehe Kapitel 1.2: Zielsetzung der Arbeit Golle [1991], S. 15. Zu verschiedenen Formen heutiger aufbauorganisatorischer Einbettungen des Materialmanagements, siehe Grochla [1978], S. 185ff; Bichler & Krohn [2001], S. 6ff Hartmann [2002], S. 80ff; Oeldorf & Olfert [2002], S. 24ff; Pooler et al. [2005], S. 29; Stölzle [2005], S. 37ff. Frigo-Mosca [1998], S. 139ff; detailliertere Erläuterungen unter Schönsleben [2004a], S. 91ff. Killich & Luczak [1990] schlagen ein Phasenmodell für Kooperationen vor, das auch Basis für Schönsleben et al. [2003] ist und sehr eng mit den Phasen des ALP korrespondiert. Siehe auch Walther & Bund [2001], S. 16ff.; Luczak & Hartweg [2001], S. 59f.; Sucky [2004], S. 32ff. für ähnliche Aufgaben im Beziehungsmanagement. Oeldorf & Olfert [2002], S. 62 zur Darstellung hierarchischer Entscheidungsstrukturen im Materialmanagement und Gierke [1999], S. 258ff. zur erfolgreichen Implementierung von ZuliefererHersteller-Beziehungen mit zugehörigen Managementebenen.

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

18

operationelle Führungsebene

Vision und Strategie der Partnerschaft; Wahl der potentiellen Partner

Definieren der potentiellen Nutzen aus der Partnerschaft; Einbezug in die Auswahl

Definieren der logistischen Ziele und der nötigen Ausbildung; Einbezug in die Auswahl

Definieren der Art und der Ziele der Partnerschaft

Erarbeiten, wie man gemeinsam - entwickelt - produziert - liefert - abrechnet

Gegenseitige Kenntnis der Probleme in - Qualität - Produktionsablauf - Verpackung / Transport

Evaluieren der Partnerschaft; Periodische Treffen (mind. 1 mal pro Jahr)

Periodische Treffen - Einführung neuer Produkte - Modifikationen - laufende Verbesserung

Gemeinsames Planen und Durchführen der Aufträge

Ausführungsphase

Absichtsphase

mittlere Führungsebene

Definitionsphase

oberste Führungsebene

Abbildung 8: ALP-Modell als Rahmen zum Aufbau und Betrieb von Partnerschaften in einem Logistiknetzwerk48 Durch die beiden Dimensionen der Hierarchieebene und der Phase innerhalb der Partnerschaft lassen sich allgemein alle logistischen Aufgaben innerhalb von Partnerschaften positionieren. Auf der obersten Führungsebene erfolgt die Auswahl potentieller Partner und u.a. durch eine gemeinsame Visionsformulierung die Vertrauensbildung. Die mittlere Führungsebene definiert auf Vorgabe der obersten Führungsebene den erwarteten Nutzen und die Ausgestaltung der gemeinsamen Prozesse mit Aufgaben, Verantwortlichkeiten und Ressourceneinsätzen, während auf der operationellen Ebene die eigentliche Auftragsabwicklung stattfindet. Nach abgeschlossener Absichtsphase, in der Partner evaluiert werden, werden in der Definitionsphase Kooperationen, meist durch Verträge, ausgestaltet und in der Ausführungsphase unterhalten sowie ständig verbessert. Das Besondere am ALP-Modell ist, dass alle Ebenen in jeder Phase eingebunden sind. So ist z.B. die operationelle Ebene auch in der Absichtsphase, in der potentielle Partner selektiert werden, durch eine Überprüfung der Zielerreichung auf operationeller Ebene miteingebunden, was durch die schmäleren Pfeile in Abbildung 8 angedeutet ist. Somit ist der frühe Einbezug aller Führungsebenen auf beiden Seiten entscheidend für den Erfolg der Kooperation, damit innerhalb beider Unternehmen das Verständnis und der notwendige Teamgeist aufgebaut werden können. Die Aufgaben des Materialmanagements umfassen die in Abbildung 8 dunkler unterlegten Felder unten und rechts. Auf mittleren Führungsebenen werden mit den Partnern gemeinsam Vorschläge zur Zusammenarbeit erarbeitet und in Form von Verträgen festgehalten. Die Förderung des „win-win“ Gedankens auf beiden Seiten steht hierbei durch eine transparente 48

Schönsleben [2004a], S. 92.

Flexibilitätsplanung zur Bewältigung von Unsicherheiten

19

Ausweisung aller Nutzen und Aufwände im Vordergrund. Nur so kann das Betriebsergebnis beider Seiten sich verbessern und das Gewinn- und Verlustrisiko gerecht aufgeteilt werden.49 Die unteren Führungsebenen müssen auf Basis dieser Vorgaben für eine reibungslose Materialbereitstellung sorgen. Dies wird durch eine geeignete Auswahl von Bestellpolitiken und Dispositionsverfahren sowie durch eine Parametrisierung derer mit den Zielen einer hohen Liefertreue zu minimalen Kosten bei selbst schwankendem Bedarf ermöglicht.

2.2

Flexibilitätsplanung zur Bewältigung von Unsicherheiten

2.2.1

Begriff der Unsicherheit und Flexibilitätsplanung

Unsicherheit wird als ein nicht starrer, nicht fester oder als ein von Schwankungen unterworfenem Zustand beschrieben, der die Möglichkeit des Abweichens von einem erwarteten Wert oder einer erwarteten Situation impliziert.50 Gemäß der Klassifizierung von Unsicherheiten nach Schneeweiss bestehen diese aus einwirkenden unsicheren Einfluss- oder auch Störgrößen, die als Abweichung einer Größe von ihrem geplanten bzw. prognostizierten Zustand oder Wert ausgedrückt werden.51 Diese Störgrößen lassen sich bezüglich ihrer Art in Prozess- und in Planstörungen unterteilen. Während Prozessstörungen die Abweichungen von Systemzuständen von ihren geplanten Zuständen beschreiben (interne Unsicherheiten wie z.B. Maschinenausfälle), drückt die Planstörung die Veränderung des geplanten Umweltzustands durch eine überarbeitete Planung aus (externe Unsicherheiten z.B. über Terminverschiebungen des Kunden). In diesem Kontext werden keine Unsicherheiten berücksichtigt, die durch Prozessstörungen (unabhängig ob eigen oder zulieferseitig) hervorgerufen werden, sondern nur jene, die vom Absatzmarkt auf die Unternehmung einwirken. Alle in vorliegender Arbeit betrachteten und im nachfolgenden Kapitel beschriebenen Quellen der Unsicherheiten sind somit exogener Natur, wirken auf die Unternehmung ein und können von dieser nicht beeinflusst werden. Die Zulieferung wirkt restriktiv durch ihre als starr angenommenen Beschaffungszeiten auf die Liefer- und Reaktionsfähigkeit einer Unternehmung ein und kann, muss aber nicht, eine Quelle der Unsicherheit bilden (siehe nächstes Kapitel). In einer an den Stufen des Transformationsprozesses52 orientierten Klassifikation von Unsicherheiten53 lässt sich der Fokus dieser Arbeit somit auf Unsicherheiten der Bedarfssituation und der Verfügbarkeit relevanter Planungsinformationen beschränken.

49 50 51 52

53

Jarillo [1988], S. 31ff. Wahrig [2002]. Schneeweiss [1992], S. 288ff. Als Grundlage diente hierbei das SCOR (Supply Chain Operations Reference) – Model, Supply Chain Council [2003]. Ziegenbein et al. [2003].

20

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

Unsicherheiten können zusätzlich noch nach ihrer Ausprägung unterschieden werden und durch Risiko, Ungewissheit oder durch Unwissen charakterisiert werden:54 „Bei der Ungewissheit sind die möglichen Auswirkungen bekannt, man verfügt jedoch nicht über

Informationen zur Eintrittswahrscheinlichkeit. Beim Risiko ist als zusätzliche Information die Eintrittswahrscheinlichkeit bekannt, nicht aber der Zeitpunkt. Beim Unwissen sind auch die Auswirkungen der untersuchten Handlungsalternativen nicht vollständig bekannt.“ In vorliegender Arbeit stellen Risiken den Gegenstand von Unsicherheiten dar, da die Methoden der Flexibilitätsplanung kohärent Maßnahmen zur Verringerung der Störeinflüsse bereithalten sollen. Der Begriff der Flexibilität ist aufgrund seiner vielen Einsatzgebiete in der betriebswirtschaftlichen und technischen Forschung nicht einheitlich definierbar. Zu Übersichten von unterschiedlichen Flexibilitätsbegriffen wird an dieser Stelle auf eine Reihe anderer Literatursichten verwiesen.55 Im Rahmen des Produktionsmanagements wird Flexibilität im Allgemeinen als die „Fähigkeit eines Produktionssystems verstanden, schnell und effektiv auf interne und externe Störungen reagieren zu können“.56 Diesen durch Unsicherheiten eingeleiteten Störungen gilt es im Rahmen einer Planung, auch im Folgenden Flexibilitätsplanung genannt, ziel- und anforderungsgerecht zu begegnen. Unter Planung versteht man wiederum generell ein Vorhaben, während dessen Verlauf, auf die Zukunft bezogene Ziele und die zu deren Erreichung notwendigen Maßnahmen und Mittel festgelegt werden.57 Die Beschränkung des Betrachtungsschwerpunkts auf Risiken als eine Ausprägungsform von Unsicherheiten wird an dieser Stelle insofern bekräftigt, als dass in Planungen nach obiger Definition zukünftige Umweltzustände in das Kalkül des Ziel- und Mitteleinsatzes mitberücksichtigt werden müssen. Ausgehend von obigen Erläuterungen wird in dieser Arbeit Flexibilitätsplanung folgendermaßen definiert: Flexibilitätsplanung ist ein zweckorientiertes Vorhaben, um zukünftige Unsicherheiten der Systemumwelt, die durch eine ungenügende Kenntnis der Bedarfssituation hervorgerufen werden, zu antizipieren und entsprechende Maßnahmen zur Minimierung der durch Unsicherheiten hervorgerufenen Kosten bereitzuhalten.

54 55

56 57

Corsten & Reiß [1996], S. 159. Mayer [1988]; Sethi & Sethi [1990]; Slack & Correa [1992]; Thielen [1993]; Haller [1999]; Pibernik [2001]; Brehm [2003]; Kok & Graves [2003]; Wolff [2005]; Kaluza & Blecker [2005], Gottschalk [2006]. APICS [2005], S. 44. Synthetische Definition aus Erläuterungen von Pfohl [1981], S. 16f; Grünig [2002], S. 24; APICS [2005], S. 84.

Flexibilitätsplanung zur Bewältigung von Unsicherheiten

2.2.2

21

Quellen der Unsicherheit im Materialmanagement

Die Quellen oder Ursachen einer Unsicherheit lassen sich mittels systemtheoretischer Überlegungen nach folgenden drei Bereichen klassifizieren. So können Unsicherheiten durch Ź mögliche Veränderungen der Systemumwelt, Ź eine ungenügende Kenntnis des Systems über die Systemumweltzustände und Ź unzureichende Möglichkeiten der Veränderung von Systemzuständen hervorgerufen werden.

Bedarfsunsicherheiten als Veränderung von Systemumweltzuständen Ein gewichtiger Faktor der Unsicherheit liegt in stark volatilen und unter Umständen auch unvorhersagbaren Marktbedarfen, die Unternehmen vermehrt dynamischere Lieferleistungen und damit einhergehende Effizienzeinbussen abfordern.58 Bedarfsunsicherheiten lassen sich bezüglich einer mengenmäßigen Ausprägung (Volumen) und bezüglich deren zeitlichen Realisation unterscheiden.59 So geben in einer Studie etwa 95% aller Befragten an, dass Veränderungen der Nachfragemenge die Hauptursache für Ineffizienzen betrieblicher Leistungen sind.60 85 % der Unternehmen geben in der selben Studie eine erforderliche zeitliche Flexibilität aufgrund von vom Kunden geänderten Lieferzeiten und Bedarfsterminen als größte Problemursache an. Marktvolatilitäten sind ein bekanntes Phänomen und können mittel- bis langfristig durch Konjunkturzyklen belegt werden.61 Bei zusätzlich hoher Wettbewerbsintensität müssen Unternehmen hohen Bedarfsschwankungen durch eine kostenminimale Flexibilität begegnen. Abbildung 9 verdeutlicht am Beispiel der monatlichen Neuzulassungen zweier Automobilhersteller in Deutschland das Auftreten sehr hoher Bedarfsschwankungen bei gleichzeitig sehr hoher Wettbewerbsintensität.62 Da die Schwankungen zu ähnlichen Zeitpunkten auftreten, kann man somit auf saisonale, bis zu einem gewissen Grad planbare Volatilitäten schließen. Die enge Korrelation zwischen dem absoluten Verlauf der Neuzulassungen pro Fahrzeugtyp und dem an der Gesamtanzahl an Neuzulassungen gemessenen relativen Anteil macht jedoch deutlich, dass nicht allein das Gesamtkäuferverhalten, sondern verstärkt der Wettbewerb die hohen Schwankungen von bis zu 30 Prozent auf Monatsbasis induziert. Diese Verläufe wurden beispielhaft für zwei Hersteller der unteren Mittelklasse, somit zweier direkter Konkurrenten, ermittelt und auch für andere Modelltypen validiert.63

58 59 60 61

62 63

Fisher et al. [1997], S. 211ff. Tempelmeier [2003], S. 389f. Befragung von 200 deutschen produzierenden Unternehmen unter Kirchner et al. [2003], S. 255. So dient zum Beispiel der durch den Schweizerischen Verband für Materialwirtschaft und Einkauf (SVME) in Gemeinschaft mit der Credit Suisse seit 1995 initiierte Purchasing Managers´ Index (PMI) als Konjunkturindikator. Credit Suisse Economic Research [2005]. Daten entstammen dem KBA (Kraftfahr-Bundesamt) [2005]. Ähnliche Verläufe für absolute und relative Neuzulassungen wurden vom Autor auch für die Mercedes EKlasse und den BMW 3er identifiziert.

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

22

10,0%

30000

9,0% VW Golf

25000

7,0%

20000

6,0% 5,0%

Stückzahl

4,0%

10000

3,0% 2,0% 1,0%

15000

Anteil an Neuzulassungen

Stückzahl

Anteil an Neuzulassungen

8,0%

5000 Ford Focus

0,0%

0 Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov 04 04 04 04 04 04 04 04 04 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05

Abbildung 9: Schwankungen an relativen und absoluten Neuzulassungen zweier Automodelle64

Erschwerend, vor allem für die Zulieferindustrie, kommt das Problem der möglichen Verstärkung von Bedarfsschwankungen entlang einer Lieferkette hinzu, was in der Literatur durch den Begriff des Bullwhip-Effektes beschrieben wird.65 Der in Lieferketten zu beobachtende Effekt beschreibt ein hohes Ansteigen und Aufschaukeln von Bestellungen, Rückständen und Überbeständen in Richtung der Hersteller bei selbst marginalen Änderungen der Kundennachfrage. Somit treten vor allem für die Beschaffung von Einkaufsteilen höhere Unsicherheiten in der Lieferleistung der Hersteller auf, die sich in Form von verspäteten oder mengenbezogen unvollständigen Lieferungen ausdrücken. Neben Volumenschwankungen treten im Zuge der zunehmenden Anzahl an Produktvarianten in Käufermärkten66 vermehrt Unsicherheiten auf Artikelebene auf, die wiederum eine erhöhte Komplexität in der Planung zur Folge haben. Der Trend der wettbewerbsinduzierten Verkürzung der Produktlebenszyklen67 verstärkt die Bedarfsunsicherheiten an Volumen und Artikel in immer kürzeren Planungsperioden.

64 65 66 67

Quelle: eigene Darstellung. Forrester [1958]; Lee et al. [1997]. Starker Anstieg von Produktvarianten, bspw. bei Volkswagen, siehe Gerdes & Minkus [2005]. So verkündete z.B. Helmut Petri, Executive Vice President Mercedes Car Group (Production), eine Innovationsoffensive des Konzerns, nach der die Anzahl an Neuanläufen sich massiv erhöhen und damit resultierend sich die Produktlebenszykluszeit massiv verkürzen wird, siehe Petri [2003].

Flexibilitätsplanung zur Bewältigung von Unsicherheiten

23

Informationsweitergabe in Lieferketten zur Kenntnisgewinnung von Umweltzuständen Die originärste Quelle von Unsicherheiten stellt die so frühzeitig wie mögliche Bereitstellung relevanter Planungsinformationen dar. Es ist leicht einsichtig, dass je mehr Informationen einer Entscheidung zugrunde liegen, desto fundierter, rationaler und wirtschaftlich vorteilhafter diese auch ausfallen sollte.68 Die wesentlichen Vorteile können durch eine Verbesserung der in Kapitel 2.1.1 beschriebenen Ziele niedrigerer Lagerbestände bei gleichzeitig hoher Lieferbereitschaft verallgemeinert werden. Im Folgenden erfolgt ein kurzer Überblick über aktuellere wissenschaftliche Arbeiten, die sich mit dem Phänomen zusätzlicher oder fehlender Informationsweitergaben in zweistufigen Lieferketten und den Konsequenzen für die im Materialmanagement relevanten Ziele auseinandergesetzt haben. Einen empirischen Nachweis über die Vorteilhaftigkeit des Informationsaustausches in der Konsumgüter- und Nahrungsmittelindustrie liefert das Paper von Kulp, Lee und Ofek, in dem 54 Unternehmen mittels persönlicher Interviews bestätigten, dass mit höherer Informationsintegration eine höhere Profitabilität einherginge.69 Im Artikel von Sharafali und Co wird mittels stochastischer Modelle untersucht, inwieweit sich verschiedene gemeinsame Lagerhaltungsstrategien (Rabattstufen, gestaffelte Lieferungen) positiv auswirken und wie hoch die Anreize für die Hersteller und Kunde jeweils sein können.70 Sie zeigen, dass der Hersteller größere Vorteile genießt als der Kunde und schlagen ein Modell zur Gewinnverteilung vor. Auch in einer früheren Studie konnte nachgewiesen werden, dass mit intensiviertem Informationsaustausch zunächst der Hersteller geringere Lagerkosten und eine höhere Lieferbereitschaft erzielt.71 Hierin wurden verschiedene Arten ausgetauschter Information untersucht und gezeigt, dass mit vollständiger Transparenz aller Auftragsdaten und zentralisierter Kontrolle auch der Kunde profitiert. Eine Reihe anderer Autoren befassten sich mit dem Effekt der Einbettung und dem Austausch von Informationen in kooperativen Konzepten, wie dem Vendor Managed Inventory (VMI) oder dem CPFR (Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment).72 Aviv und Federgruen analysieren in ihrem Arbeitspapier die Unterschiede, die sich bei gänzlich fehlender und bei vollständiger Informationsweitergabe sowie bei einer Übertragung der Bestellverantwortung auf den Hersteller im Rahmen von VMI ergeben. Demnach ist eine reine Informationsweitergabe noch kein Garant für eine Kostenreduktion, sondern erst die Einführung eines VMI.73 Kulp untersuchte den Unterschied zwischen VMI und traditionellen Lieferbeziehungen im Hinblick auf die Genauigkeit ausgetauschter Informationen und kommt zu dem Schluss, dass die Qualität ausgetauschter Informationen einen höheren Einfluss auf die Leistungsfähigkeit besitzt, als eine reine Einführung des partnerschaftlichen Konzepts VMI.74 Ein Jahr später untersucht auch Aviv den Einfluss der Qualität von Informationen und konstatiert, dass bei CPFR-Konzepten, bei 68 69 70 71 72

73 74

Simon [1960]. Kulp et al. [2004], S. 431ff. Sharafali und Co [2003], S. 342ff. Yu et al. [2001], S. 119. Zu einer detaillierten Erläuterung der beiden Konzepte, siehe für VMI: Werners & Thorn [2003] und für CPFR: VICS [2004]. Aviv & Federgruen [1998], S. 49. Kulp [2000].

24

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

denen gemeinsame Vorhersagen zwischen Kunden und Hersteller gemacht werden, sich die logistische Leistungsfähigkeit und die Kosten zwar wiederum verbessern, aber der Effekt der Informationsgenauigkeit sehr hoch ist.75 So kommen auch Li und Tan zu dem Schluss, dass sich verschiedene Formen des Informationsaustausches und Nachfragemuster gegenseitig bedingen und für die einzelnen Partner unterschiedlich vorteilhaft sind.76 Einen weiteren Gegenstand bilden Untersuchungen zur Reduktion des Bullwhip-Effekts durch eine mittels Informationsweitergaben verbesserte Koordination in zweistufigen Lieferketten. Lee et al. zeigen in ihrem Simulationsmodell, dass sich durch Weitergaben von Verkaufs- und Bestandsdaten die Bestände bei der beliefernden Einheit signifikant reduzieren lassen und es bei gleichzeitig geringerer Knappheit auch zu weniger Überbestellungen beim Kunden kommt.77 Xu et al. belegen, dass sowohl bei stationären, als auch bei nichtstationären Nachfragemustern der Bullwhip-Effekt durch einen durchgängigeren Informationsaustausch verringert werden kann.78 Dass der Bullwhip-Effekt mit Hilfe eines durchgängigen Informationsaustauschs jedoch nicht vollständig eliminiert werden kann, ist anhand von Durchlaufdiagrammen, in denen kumulierte Abnahme- und Zuliefermengen über die Zeit aufgetragen werden, einfach belegbar.79

Zeitliche Restriktionen in Lieferketten definieren die Möglichkeiten der Veränderung von Systemzuständen Als weiterer exogener, vom Hersteller nicht beeinflussbarer Unsicherheitsfaktor sind neben der Volatilität der Märkte die für ein Unternehmen schwer beeinflussbaren Restriktionen bezüglich vom Kunden gewährten Lieferfristen, im Folgenden auch Kundentoleranzzeiten genannt,80 und von den Zulieferern angebotenen Beschaffungszeiten. Die zeitlichen Restriktionen zwingen Unternehmen zu unterschiedlichen Produktions- und Beschaffungsstrategien, die in Abbildung 10 zusammengefasst sind.

75 76 77 78 79 80

Aviv [2001]. Li & Tan [2004]. Lee et al. [1997], S. 546ff. Xu et al. [2001], S. 35ff. Schönsleben [2004b]. „customer tolerance time“, siehe APICS [2005], S. 27.

Flexibilitätsplanung zur Bewältigung von Unsicherheiten

25

Vom Kunden zugestandene Lieferfrist

BZ

ETO, PTO, MTO

PZ

PB: deterministisch SB: deterministisch

BZ

MTO, PTO, PTS

PZ

PB: deterministisch SB: determinstisch/ stochastisch

MTS, PTS

ETO: Engineer-to-order MTO: Make-to-order MTS: Make-to-stock PTO: Purchase-to-order PTS: Purchase-to-stock

BZ

BZ: Beschaffungszeit

PZ

PB: stochastisch SB: quasideterministisch/ stochastisch

PZ: Produktionszeit PB: Primärbedarf SB: Sekundärbedarf

Abbildung 10: Produktions- und Beschaffungsstrategien aufgrund zeitlicher Restriktionen81 Im Falle, dass die Kundentoleranzzeit kleiner als die Summe aus Produktionszeit und der Beschaffungszeit zu beschaffender Artikel ist, kann die Unternehmung auf Auftrag produzieren (Make-to-Order), auf Auftrag beschaffen (Purchase-to-Order) und eventuell auch auf Auftrag das gewünschte Produkt entwickeln (Engineer-to-Order). In diesem Fall erfolgt die Bedarfsplanung für Primär- und Sekundärbedarfe deterministisch, d.h. als vollständig bekannt. Kann man in der vom Kunden zugestandenen Lieferfrist zwar noch produzieren (Make-to-Order), aber nicht alle Einkaufsartikel beschaffen, so erfolgt für teure und sporadisch eingekaufte Einkaufsartikel eine quasideterministische Bedarfsplanung, bei der Primärbedarfe stochastisch und Sekundärbedarfe mittels einer Stücklistenauflösung deterministisch ermittelt werden.82 Bei geringer wertigeren Teilen kann für diese Teile auch eine stochastische Bedarfsplanung erfolgen, die mittels Vorhersagemethoden (Prognosen) auf Basis von Vergangenheitswerten den zukünftigen Bedarf abschätzt.83 In beiden Fällen findet eine Bevorratung der Sekundärbedarfe mit notwendigem Sicherheitsbestand statt. (Purchase-to-stock) Der Teil der teureren Sekundärbedarfe, der innerhalb der vom Kunden gewährten Lieferfrist beschafft werden kann, wird deterministisch geplant und auf Auftrag (Purchase-to-Order) beschafft.84 Für billige Teile mit kurzen Beschaffungszeiten kann erwogen werden, ob man deren Bedarf deterministisch oder stochastisch plant. 81 82 83

84

Quelle: eigene Darstellung. Zur Erläuterung der quasideterministischen Bedarfsplanung, siehe: Schönsleben [2004a], S. 240. Für umfassende Überblicke über Prognoseverfahren und deren Eignung siehe Makridakis et al. [1980] mit Bemerkungen zu den Herausforderungen des Prognostizierens im 21. Jahrhundert, siehe: Makridakis [1990] oder DeLurgio [1998]. Schönsleben [2004a], S. 242.

26

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

Falls die vom Kunden geforderte Lieferzeit kleiner als die zur Herstellung der Primärbedarfe benötigte Zeit ist, müssen diese auf Lager produziert werden (Make-to-Stock) und die Sekundärbedarfe ebenfalls mit genügend hoher Sicherheit beschafft und bevorratet werden (Purchase-to-Stock). Hierbei erfolgt für billige oder teure Einkaufsgüter mit kontinuierlichem Bedarfsmuster eine rein stochastische Bedarfsplanung, während teure Sekundärbedarfe quasideterministisch geplant werden. Es ist leicht einsichtig, dass je kleiner das Verhältnis aus Kundentoleranzzeit und eigener notwendiger Zeit zur Beschaffung und Produktion sich gestaltet, desto höher die Unsicherheiten und Risiken der Bevorratung von Primär- und Sekundärbedarfen sind.

2.3

Anforderungen der industriellen Praxis

Die Anforderungen der industriellen Praxis an die Flexibilitätsplanung werden im Folgenden gemäß der funktionalen Abgrenzung des Materialmanagements und der hierarchischen Einbettung dessen in Unternehmen in die zwei großen Bereiche der mittel- bis langfristigen Materialbedarfsplanung und der eher kurz- bis mittelfristigen Materialdisposition unterteilt.

Anforderungen an eine flexibilitätsorientierte Materialbedarfsplanung Wie bereits erwähnt, stellen vertragliche Abnahmeregelungen ein gängiges Instrument zur Eindämmung von Bedarfsrisiken und somit eine sehr wichtige Aufgabe in der mittel- bis langfristigen Materialbedarfsplanung dar. Der Klausel Flexibilität wird dabei bezüglich Menge und Zeit gleichermaßen Bedeutung beigemessen, d.h. dass flexible Mengen in fixen Zeiträumen und fixe Mengen in flexiblen Zeiträumen gleich häufig in Vertragsklauseln auftreten. Aus Herstellersicht ist die Anzahl Rahmenverträge in Richtung Zulieferer höher als die in Richtung des Kunden. Die Rahmenvertragsquote jedoch, d.h. der Anteil am Beschaffungs- oder Absatzvolumen, der über Rahmenverträge manifestiert wird, ist in Richtung der Zulieferer nicht immer höher als in Richtung der Kunden. In Abbildung 11 sind alle Unternehmen mit ihrer jeweiligen Rahmenvertragsquote auf der Kunden- (%-Anteil am Umsatz) und Lieferantenseite (%-Anteil am Beschaffungsvolumen) auf der Abszisse aufsteigend sortiert. Hierin ist erkennbar, dass 60% der befragten Unternehmen keinerlei Rahmenvereinbarungen über Verkaufsumsätze mit ihren Kunden pflegen. Dafür sind in knapp 20% der Fälle die Rahmenvereinbarungen auf Kundenseite höher als die Unternehmen, die die höchsten 20% aller Quoten auf Lieferantenseite aufweisen. Knapp die Hälfte der befragten Unternehmen unterhält kleine Rahmenvertragsquoten auf Zuliefererseite. Hieraus ist ersichtlich, dass kundenseitige Rahmenvereinbarungen zwar seltener, aber dafür in einer intensiven Geschäftsbeziehung auftreten.

Anforderungen der industriellen Praxis

27

100%

80%

%-Anteil des Volumens

%-Anteil am Beschaffungsvolumen %-Anteil am Umsatz 60%

40%

20%

0% 0%

20%

20%

39%

40%

59%

78%

60%

80%

98%

100%

%-Anteil aller Unternehmen

Abbildung 11: Rahmenvertragsquote auf Kunden- und Zuliefererseite85 Des Weiteren finden auch so genannte Kooperationsmodelle, in denen Bestandsrisiken unter den Partnern vertraglich aufgeteilt werden, nur in 20% aller Fälle fast ausschließlich in Richtung der Zulieferer Verwendung.86 Die Gründe hierfür sind vielfältig und in Abbildung 12 zusammengetragen. Der Hauptgrund liegt in der mangelnden Bereitschaft der Kunden eine solche Klausel in ihren zulieferseitigen Vertrag aufzunehmen. Mehr als die Hälfte der Antwortenden gab jedoch auch an, dass sie entweder kein geeignetes Modell kennen würden oder solch ein Modell aufgrund der hohen Komplexität zu aufwändig wäre und dem Nutzen kaum Rechnung tragen würde. 16

Anzahl Nennungen

(Mehrfachnennungen möglich)

14 12 10 8 6 4 2 0 Kunde ist nicht bereit Leistungen abzugelten

Kunde ist nicht bereit für das Modell

Aufwand und Nutzen stehen nicht im Verhältnis

Modell wäre zu komplex

Wir kennen kein Modell

Hinderungsgründe für den Einsatz eines Kooperationsmodells

Abbildung 12: Hinderungsgründe für den Einsatz eines Modells zur vertraglichen Kooperation

85 86

Schnetzler et al. [2006]. Schnetzler et al. [2006].

28

Anforderungen an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

Anforderungen an eine flexibilitätsorientierte Materialdisposition Neben einer Formulierung eines adäquaten, kooperativen Modells zur Aufteilung der Bestandsrisiken, ist für die operative Umsetzung der Rahmenvereinbarungen die Parametrisierung gängiger ERP-Systeme ein Musskriterium. In Abbildung 13 ist die Abbildbarkeit von Rahmenverträgen bei den befragten Unternehmen der oben genannten Studie zusammengetragen. Von einer problemlosen Abbildung kann bei lediglich 34% der Unternehmen gesprochen werden. Bei weiteren 24% reichen leichte Modifikationen der Systeme aus, während in 40% aller Fälle gegenwärtig gestaltete Rahmenverträge nur mit erheblichem Aufwand oder gar nicht in die Systeme übertragen werden können. Dabei weisen bei einer detaillierten Betrachtung kundenseitige Rahmenverträge eine leicht geringere Abbildbarkeit auf. So sind bei Rahmenverträgen mit Kunden ein Viertel aller Verträge gar nicht abzubilden.87

problemlos 34%

nur mit aufwendigen Modifikationen 19%

mit leichten Modifikationen 26%

nein 21%

Abbildung 13: Abbildbarkeit von Rahmenverträgen in ERP-Systemen88 Optimierungen materialdispositiver Prozesse sind für die industrielle Praxis seit Jahrzehnten eine große Herausforderung. Bereits vor mehr als 20 Jahren wies gemäß einer empirischen Untersuchung unter 120 nur produzierenden mittelständischen89 Unternehmen die Materialdisposition in knapp der Hälfte aller Fälle aktuelle Probleme auf.90 Die Ursachen hierfür lagen damals am mangelnden Problembewusstsein und Engagement der Unternehmensleitung sowie an schlechten Informationsbasen und einer unzureichenden EDV-Unterstützung. Des Weiteren wurden unzureichende Verfahren als einer der wichtigsten Gründe angegeben. Mit der flächendeckenden Einführung von integrierten Informationssystemen durch PPS- bzw. ERPAnbieter wurden aus technischer Sicht die Weichen für eine wirtschaftliche Disposition gestellt, indem große Stücklisten verwaltet und regelbasiert disponiert werden konnten.

87 88 89 90

Schnetzler et al. [2006]. Schnetzler et al. [2006]. Mittelständisch wurde in der Studie definiert durch die Mitarbeiterzahl, die 500 nicht überschreiten durfte. Grochla et al. [1983], S. 16.

Anforderungen der industriellen Praxis

29

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Anforderungen der industriellen Praxis an die Flexibilitätsplanung im Materialmanagement durch ein nachvollziehbares und deshalb verwendbares Modell erfüllt werden müssen. Für die mittel- bis langfristige, flexibilitätsorientierte Materialbedarfsplanung wird ein Modell benötigt, das kooperative Vertragsverhandlungen mit folgenden Eigenschaften und Funktionalitäten unterstützt: Ź Einfache, verständliche und nachvollziehbare Handhabung Ź Transparente Darstellung benötigter Kosten des Herstellers für gewährte Flexibilitäten bezüglich Mengen- und Zeitspielräume Ź Möglichkeit der Aufteilung von Bestandsrisiken unter den Parteien Ź Abbildbarkeit der Rahmenverträge in ERP-Systemen zur Materialdisposition

3

Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

Im Folgenden wird der Stand der Technik der Flexibilitätsplanung im Materialmanagement aufgezeigt, mit den Anforderungen der industriellen Praxis gespiegelt und daraus ein resultierender Handlungsbedarf formuliert. Die mittelfristige, flexibilitätsorientierte Materialbedarfsplanung wird wie bereits erwähnt vom mittleren Management soweit wie möglich über Rahmenverträge ermöglicht. Mittels derer werden unterschiedliche, die Lieferkettenleistung beeinflussende Gesichtspunkte festgelegt, die auch einen entscheidenden Einfluss auf die Handlungsspielräume der Kooperationspartner haben. Zunächst werden gängige Maßnahmen zur Reduzierung der in Kapitel 2.2.2. dargelegten Unsicherheit im Materialmanagement aufgezeigt. Danach werden aus der Wissenschaft generierte Modelle als Abbild von Realitäten vorgestellt, die über in der Praxis eingesetzte Vertragsklauseln unterschiedliche Entscheidungsvariablen als Gegenstand haben. Abschließend wird anhand eines weltweit gängigen ERP-Systems die Einbettung und Abbildbarkeit von Rahmenverträgen näher untersucht.

3.1

Massnahmen zur Reduzierung der Unsicherheit im Materialmanagement

Die Massnahmen zur Reduzierung der Unsicherheit im Materialmanagement knüpfen direkt an den Quellen derer an und sind in Abbildung 14 dargestellt. Demzufolge können Bedarfsunsicherheiten durch beiderseitige Abnahmeregelungen und zeitliche Restriktionen durch Lagerbestände kompensiert werden. Fehlende Informationen sind zu vermeiden und ein durchgängiger Informationsfluss unabdingbar für eine Reduktion der Unsicherheiten.

Ursachen der Unsicherheit

Massnahmen zur Reduzierung der Unsicherheit

Bedarfsunsicherheiten

Rahmenvereinbarungen

Zeitliche Restriktionen in Lieferketten

Synchronisierung durch Lagerbestände

Fehlende Bereitstellung von Informationen

Reduktion der Informationsdurchlaufzeit

Abbildung 14: Massnahmen zur Reduzierung der Unsicherheit

32

Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

Abnahmeregelungen in Kunde-Hersteller-Beziehungen Abnahmeregelungen zwischen Kunden und Herstellern gewinnen auch unter dem vorher genannten Trend der stets abnehmenden Wertschöpfungstiefe zusehends an Bedeutung und stellen eine wichtige Aufgabe bei der mittelfristigen, flexibilitätsorientierten Materialbedarfsplanung dar. Sie werden durch beidseitig unterschriebene Rahmenverträge besiegelt und vor allem in der jüngeren Zeit von Wirtschaftswissenschaftlern aus dem Bereich des Operations Research, des Rechts und anderen Disziplinen untersucht. Es existieren eine Vielzahl an unterschiedlichen Rahmenvertragstypen, die z.B. Entscheidungsrechte, Preisanpassungen, Rückkaufverpflichtungen des Herstellers, Mindestabnahmemengen, mengenmäßige Elastizitäten und vieles mehr in Form von Vertragsklauseln festhalten. Für eine ausführliche Übersicht und Erläuterung einzelner Vertragstypen sei an dieser Stelle auf andere Literatur verwiesen.91 Verträge lassen sich zunächst einmal bezüglich ihrer Dauer, ihrem Spezifizierungsgrad und der daraus resultierenden Komplexität unterscheiden und in die drei Vertragstypen der klassischen, neoklassischen und relationalen Verträge unterteilen.92 Klassische Verträge, auch vollständige Verträge genannt, sind dadurch gekennzeichnet, dass sie für einen definierten Zeitpunkt alle in der Zukunft möglichen Eventualitäten berücksichtigen, von einem klar abgrenzbaren Tatbestand ausgehen, ihnen eine symmetrische Informationsverteilung zu Grunde liegt und sie vor Gericht durchsetzbar sind.93 Neoklassische Verträge dagegen, auch unvollständige Verträge genannt, sind zeitraumbezogen und somit eher langfristig, können die Komplexität realer Geschäftsprozesse besser berücksichtigen, benötigen spezielle Anpassungsmechanismen für unvorhergesehene Ereignisse und sind zumindest durch Dritte verifizierbar.94 Unter den unvollständigen Verträgen kommt den so genannten umfassenden (engl. comprehensive) Verträgen eine besondere Rolle zu, da hier wie im Fall vollständiger Verträge bei Vertragsabschluß alle vorhersehbaren Ereignisse mitberücksichtigt werden.95 Relationale Verträge hingegen beziehen sich auf kontinuierliche, komplexe Leistungsbeziehungen, die mehr durch gemeinsame Wertvorstellungen sowie auf stillschweigendem Einverständnis und Vertrauen basieren.96 Sie sind vor allem bei Geschäftsbeziehungen mit hohen spezifischen Investitionen und Abhängigkeiten ein gängiges Erscheinungsbild.97 Sie müssen jedoch nicht langfristig sein, genauso wie langfristige Verträge nicht zwangsläufig relational sein müssen.98 Diese Art von Verträgen weist verständlicherweise per se durch ihre Handlungsspielräume eine Flexibilität auf, da sie einen unverbindlicheren Charakter besitzen. Entgegen der verbreiteten Meinung jedoch, dass mit höherem Spezifizierungsgrad eine

91

92 93 94 95 96 97 98

Tsay et al. [1999], S. 299ff.; Gomez-Padilla et al. [2005], S. 526ff.; Kessinger & Pieper [2005], S. 143ff. für englischsprachige Zusammenfassungen und in deutschsprachigem Raum Arnold et al. [2001] und Fischer et al. [2003], S. 92ff. MacNeil [1978]. Williamson [1979], S. 236f. Picot et al. [2002], S. 19f. Hart [1988], S. 124. Poppo & Zenger [2002], S. 709f. Picot & Wolff [2005], S. 396ff. Goetz & Scott [1981], S. 1091.

Massnahmen zur Reduzierung der Unsicherheit im Materialmanagement

33

geringere Flexibilität einhergeht,99 sind die in der Praxis eingesetzten, in der Wissenschaft untersuchten und nachfolgend näher erläuterten Rahmenverträge zur Gewährleistung einer mengen- und zeitorientierten Flexibilität mit einer Vielzahl Klauseln versehen. Diese Klauseln ermöglichen jedoch erst eine Flexibilisierung der Lieferverpflichtungen zwischen Kunde und Hersteller. Somit kann man diese Art von Verträgen am Ehesten den neoklassischen bzw. den umfassenden Verträgen zuordnen, da sie nichtsdestotrotz die Partner gegen unerwünschtes Verhalten des anderen Partners absichern.100 Der Unterschied zwischen klassischen oder traditionellen Verträgen und Rahmenverträgen wird anhand folgenden Zitats deutlich: „Bei traditioneller Beschaffungspolitik werden in Verträgen die Liefermengen exakt festgelegt. Eine intensive Zusammenarbeit in der Supply Chain führt vermehrt zu Rahmenverträgen, die den Partnern einerseits mittelfristige Sicherheit über den Umfang des Geschäftsvolumens gewähren, andererseits aber Flexibilität im Hinblick auf den kurzfristigen Abruf der Leistungen bieten.“101 Den Verbreitungsgrad von Rahmenverträgen unterstreicht eine jüngst am ETH-Zentrum für Unternehmenswissenschaften durchgeführte Studie unter 51 vorwiegend produzierenden, Schweizer Unternehmen unterschiedlicher Grösse und Branche.102 Demnach unterhalten fast alle (49 von 51) Unternehmen einen Rahmenvertrag zu einem Kunden oder Lieferanten. In Abbildung 15 sind die Rahmenverträge in Abhängigkeit der Partner und der Produktionsstrategie zusammengefasst.

Rahmenverträge mit Lieferanten Anteil an „Doppelverträgen“

Doppelverträge Anteil an Unternehmen, die Rahmenverträge mit Kunden und Zulieferer haben

Anzahl Unternehmen

Rahmenverträge mit Kunden

(Mehrfachnennungen möglich)

Aus Abbildung 15 ist ersichtlich, dass viele der befragten Unternehmen Mischfertiger sind, d.h., dass sie mehrere Produktionsstrategien verfolgen. Weiterhin unterhalten die betrachteten Unternehmen Rahmenverträge mehr mit ihren Zulieferern als mit ihren Kunden.

70 60 50 40 30 20 10 0 ETO

MTO

MTS

(n=9)

(n=42)

(n=18)

20% 40% 60%

33%

44% 57%

80%

Abbildung 15: Rahmenverträge in Abhängigkeit von der Produktionsstrategie 99 100 101 102

Leblebici & Shalley [1996], S. 407; Bernheim & Whinston [1998], S. 902ff. Tsay [1999], S. 1343. Knolmeyer et al. [2000], S. 56. Schnetzler et al. [2006].

Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

34

Es wird auch deutlich, dass Unternehmen, die auf Auftrag produzieren (MTO), den höchsten Anteil an beidseitigen Rahmenverträgen aufweisen. Diese Unternehmen setzen auf vertragliche Absicherungen auf Zuliefer- und Kundenseite. Nicht aus der Abbildung, jedoch aus den Daten ersichtlich ist, dass es kein einziges Unternehmen gibt, das auf Kundenseite, jedoch nicht auf Lieferantenseite Rahmenverträge unterhält. Den Schwerpunkt vorliegender Arbeit bildet die Ausgestaltung flexibilitätsorientierter Verträge, die sowohl zeitliche, als auch mengenorientierte Flexibilitäten beinhalten. Zwischen Kunden und Hersteller können grundsätzlich flexibilitätsorientierte Vereinbarungen über flexible Abnahmemengen in fixen Zeiträumen (z.B. Beschaffungszeit) oder über fixe Abnahmemengen (z.B. kundenseitig optimale Losgrößen) in flexiblen Zeiträumen getroffen werden. 60 Verträge über flexible Abnahmemengen in fixen Zeiträumen

Anzahl Nennungen

(Mehrfachnennungen möglich)

50

Verträge über fixe Abnahmemengen in flexiblen Zeiträumen

40

30

20

10

0 mit Lieferanten

mit Kunden

mit Lieferanten

mit Kunden

mit Lieferanten

mit Kunden

ETO

MTO

MTS

(n=9)

(n=42)

(n=18)

Abbildung 16: Anteile der Produktionsstrategien an Rahmenvertragstypen

Abbildung 16 verdeutlicht nochmals die bereits konstatierte stärkere Konzentration auf zulieferseitige Verträge. Interessant hierbei ist, dass weder in Abhängigkeit der Produktionsstrategie, noch von der Richtung in der Lieferkette eine Signifikanz bezüglich des Vertragstyps existiert. Der Anteil an Verträgen, in denen flexible Volumen oder flexible Zeiträume festgelegt werden ist über beide Dimensionen identisch, was für eine gleichwertige Bedeutung der Flexibilität bezüglich Volumen und Zeit spricht. Hinzu kommt, dass in knapp der Hälfte aller Fälle sowohl eine zeitliche, als auch eine mengenorientierte Flexibilität vertraglich vereinbart wird.

Massnahmen zur Reduzierung der Unsicherheit im Materialmanagement

35

Synchronisierung von Bedarfsschwankungen durch Lagerbestände Neben vielen anderen Motiven, auf die im Folgenden nicht näher eingegangen wird, 103 zwingen vom Kunden zugestandene Lieferfristen und von Zulieferern eingeräumte Beschaffungszeiten für Einkaufsmaterialien Unternehmen zur Lagerhaltung. Die im vorangegangenen Kapitel erläuterten, mit Produktions- und Beschaffungsstrategien einhergehenden Methoden der Bedarfsermittlung fordern eine adäquate Auswahl an Dispositionsverfahren zur Materialbewirtschaftung und Lagerhaltung ein. Grundsätzlich lassen sich die in Abbildung 17 zusammengestellten Dispositionsverfahren unterscheiden. Methoden der Bedarfsermittlung

Dispositionsverfahren

Deterministische Bedarfsplanung

Auftragsgesteuerte Disposition

Stochastische Bedarfsplanung

Verbrauchsgesteuerte Disposition

Quasideterministische Bedarfsplanung

Plangesteuerte Disposition

Abbildung 17: Zusammenstellung der Dispositionsverfahren104 Allen Dispositionsverfahren ist gemein, dass sie regelbasiert die zwei wichtigsten Fragen der Disposition beantworten, um jederzeit eine ausreichende Materialverfügbarkeit auf möglichst wirtschaftliche Weise zu gewährleisten: Ź Wann soll bestellt werden? Ź Wieviel soll bestellt werden? Die auftrags- und plangesteuerte Disposition lassen sich zum Verfahren der bedarfsgesteuerten Dispositionsverfahren zusammenfassen, da sie beide von ermittelten Primärbedarfen ausgehen. Der Unterschied beider Verfahren liegt darin, dass der auftragsgesteuerten Disposition keine unsicheren Primärbedarfe hinsichtlich Zeit und Volumen unterliegen und bei der plangesteuerten Disposition die Primärbedarfsplanung auf stochastischen Werten beruhen kann105 und somit für die Sekundärbedarfe eine quasideterministische Bedarfsermittlung erfolgen muss.106 Bei Anwendung der auftragsgesteuerten Disposition befinden sich idealerweise keine Materialien auf Lager, während bei der plangesteuerten Disposition aufgrund unsicherer Bedarfsmengen und – termine Bestände gehalten werden müssen. In beiden Fällen wird der Primärbedarf gemäss des MRP-Verfahrens (Materials Requirements Planning) mittels Stücklisten aufgelöst, um den 103

104 105 106

Für weitere Funktionen und Motive der Lagerhaltung siehe folgende Übersichten: Bowersox et al. [2002], S. 285; Pfohl [2000], S. 99f. und Stölzle et al. [2005], S. 15ff. Quelle: eigene Darstellung. Hartmann [2002], S. 348. Schönsleben [2004a], S. 240ff.

36

Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

notwendigen Sekundärbedarf zu erhalten. Im Falle der plangesteuerten Disposition muss im Rahmen sowohl der Primär-, als auch der Sekundärbedarfsrechnung der vom Absatzmarkt resultierende Bruttobedarf mit dem verfügbaren Lagerbestand und den geplanten, terminierten Eingängen subtrahiert werden, um den am Beschaffungsmarkt zu beziehenden Nettobedarf zu ermitteln.107 Dieser kann je nach Häufigkeit und Volumen bei auftragsgesteuerter Disposition in Einzel- oder Sammellosen (mehrere Aufträge) beschafft werden, sobald eine Unterdeckung bzw. ein positiver Nettobedarf vorliegt. Bei der Plandisposition werden anhand von Verbräuchen aus der Vergangenheit, der heutigen Auftragssituation und einer geschätzten Bedarfssituation für die Zukunft ein Bedarf für eine mittel- oder langfristige Verbrauchsperiode in der Zukunft fixiert. Dieser wird nach verschiedenen Losgrössenpolitiken zu Einzel- oder Sammellosen zusammengefasst, wobei fast jedes Losbildungsverfahren von heutigen ERP-Systemen unterstützt wird.108 Die verbrauchsgesteuerte Disposition orientiert sich hingegen nicht an einem festen Produktionsplan, sondern an Vergangenheitswerten und stützt sich daher hauptsächlich auf die stochastische Bedarfsermittlung durch Prognosen. Sie ist eng gekoppelt mit der Lagerbestandsführung und erteilt auf Basis von Kontrollzyklen oder vordefinierten Bestandsunterschreitungen Bestellaufträge, weswegen sie auch häufig bestandsgesteuerte Disposition genannt wird. Je nach gewünschter oder restriktiver Bestellpolitik lässt sich die Frage nach dem Bestellzeitpunkt und der Bestellmenge anhand derer (In-)variabilität beantworten. Werden in fixen, vordefinierten Bestellintervallen Bestellungen ausgelöst, so spricht man vom Bestellrhythmusverfahren. Dient eine Unterschreitung eines vordefinierten Meldebestandes als Bestellauslösungsgrund, handelt es sich um ein Bestellbestandverfahren. Eine fixe Bestellmenge ist meist eine von einem Zulieferer zugestandene Mindestabnahmemenge oder eine aus ökonomischen Gesichtspunkten optimierte Losgrösse, z.B. die klassische Losgrössenberechnung nach Andler.109 Variable Bestellmengen sprechen für zumeist fabrikationsinterne Lagernachfüllaufträge auf einen definierten Soll- oder Höchstbestand, der z.B. aus Lagerplatzgründen nicht überschritten werden darf. Der Einsatz obiger Bestellpolitiken ist häufig sehr situativ und entscheidungsträgerbedingt, so dass auf Aufzählungen ihrer Vorteilhaftigkeit und ihres Einsatzgebietes auf andere Literaturstellen verwiesen wird.110 Letztlich ist noch auf die Einrichtung von Sicherheitsbeständen hinzuweisen, die eine Schwankung der Nachfrage, der internen Produktionsrate oder Verzögerungen in der Belieferung abfangen sollen. Der Wissens- und Forschungsstand ist hier erheblich und es existieren eine Reihe von Ansätzen zur Berechnung. So können Sicherheitsbestände z.B. anhand von

107 108

109 110

Schönsleben [2004a], S. 589ff. Siehe Schönsleben [2004a], S. 596ff. für eine ausführliche Übersicht und einen Kostenvergleich verschiedener Losgrössenpolitiken. Andler [1929]. Peterson [1979], S. 214ff.; Hax & Candea [1984], S. 221ff.; Fratzl [1992], S. 32ff.; Arnold [1997], S. 154ff.; Lenerz [1998], S. 72ff.; Jahnke & Biskup [1999], S. 91f.; Pfohl [2000], S. 90ff; Günther & Tempelmeier [2002], S. 250f.; Hartmann [2002], S. 357ff.;Stölzle et al. [2005], S. 90ff.

Massnahmen zur Reduzierung der Unsicherheit im Materialmanagement

37

gemessenen Planabweichungen,111 gewünschten Servicegraden112, Lagerabgangsraten113 oder einzustellenden Losgrössen114 bestimmt werden. Entgegen landläufiger Meinungen müssen unabhängig vom gewählten Dispositionsverfahren Sicherheitsbestände installiert werden. Entscheidend ist, dass jeder verbrauchsgesteuerte Bedarf und jedes Bedarfsobjekt, das nicht innerhalb der vom Kunden zugestandenen Lieferfrist beschafft werden kann, einen Sicherheitsbestand aufweisen muss.

Reduktion der Informationsdurchlaufzeiten in Lieferketten Wie bereits erwähnt stellt die originärste Quelle von auftretenden Unsicherheiten das Fehlen relevanter Informationen dar. Mit dem Aufkommen moderner Informations- und Kommunikationstechnologien, wie z.B. dem Internet oder dem World Wide Web, mit entsprechender Anbindung an ERP-Systeme115 fallen die technischen Hürden für eine Weiterleitung relevanter Informationen an die Partner in der Lieferkette. Es sind jedoch nicht nur technische Probleme, die überwunden werden müssen, sondern auch organisatorische und vor allem auf eine fehlende Motivation zurückzuführende Herausforderungen zu bewältigen. Eine am ETH-Zentrum für Unternehmenswissenschaften durchgeführte Studie hat von 151 produzierenden Unternehmen aus dem westeuropäischen Raum untersucht, welche Informationen in der Lieferkette welche Relevanz besitzen und wie häufig diese ausgetauscht werden.116 Aus Abbildung 18 ist am Beispiel von vier verschiedenen planungsrelevanten Informationen zu erkennen, dass sowohl die Bedeutung, als auch die Häufigkeit des Austausches dieser Informationen vom Kunden in Richtung des eigenen Unternehmens höher ist als in Richtung der Zulieferer. Oder einfach gesagt: Man ist bemüht wichtige Marktinformationen häufig zu erhalten, erachtet es aber für weniger wichtig diese an die Zulieferer weiterzuleiten. Dies ist zweifelsohne eine weit verbreitete Einstellung, auch aufgrund eigener Befürchtungen durch die Weitergabe relevanter Informationen einen Teil der eigenen Marktmacht zu verlieren.

111 112

113 114 115

116

Brown [1959], Nyhuis & Wiendahl [1999]. Fry [1928]; Arrow et al. [1951]; Brown [1959], Hunziker [1964], Spicher [1975], Huhndorf [1991], Minner [2000], Schönsleben [2004a]. Soom [1976], Tersine [1982]. Within [1953]; Churchmann et al. [1961]; Rutz [1975]; Hax & Candea [1984]; Aspiron [2000]. Siehe Alard [2002] für eine ausführliche Zusammenstellung gängiger elektronischer Anbindungsmöglichkeiten. Nienhaus et al. [2003].

Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

Häufigkeit des Austausches

38

regulär

Markteinführung neuer Produkte

sporadisch

Informationen vom Kunden

Prognosen

Informationen an Zulieferer

Lagerbestände

Promotionen

nie niedrig

hoch

Bedeutung für Planung Abbildung 18: Einschätzung Informationsbedarfs117

und

Erfüllung

des

eigenen

und

zulieferseitigen

Anders gestaltet sich die Zusammenarbeit zwischen Kunden und Zulieferern in japanischen Industriezweigen, in denen innerhalb strategischer Allianzen (jap. Keiretsus) gegenseitiges Vertrauen und die Bereitschaft der gegenseitigen Nichtausbeutung in Form von Verhaltenskodizes kulturell manifestiert wird.118 Man erkannte jedoch seit einiger Zeit auch im westlichen Raum119 die Potentiale, die sich durch eine enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit erschliessen lassen. Zunächst in Form von horizontalen Einkaufskooperationen, in denen Konkurrenten durch Volumenbündelungen Preisreduzierungen anstrebten.120 Heutzutage treten vermehrt auch in vertikalen Lieferbeziehungen enge, auf intensiven Informationsaustausch basierende Kooperationen auf, um gemeinsam Potentiale hinsichtlich des Zeit-, Kosten- und Qualitätswettbewerbs zu erschliessen.121 Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass sich durch Informationsweitergaben in Lieferketten eine höhere logistische Leistungsfähigkeit zu geringern Kosten erbringen lässt und ein Ausweis der Vorteilhaftigkeit auch als Anreiz für eine Weitergabe planungsrelevanter Informationen dienen sollte.

117 118

119 120 121

In Anlehnung an Nienhaus et al. [2003]. Siehe deutschsprachige Abhandlungen über die japanische Unternehmenskultur und deren Geschäftsgebaren: Ernst & Laumer [1989], Womack et al. [1991], Eli [1995], Kensy [1996], Kreft [2000], Breuer [2002], Sell [2002], Gawlik [2004]. Nordamerika und Westeuropa. Beispiel hierfür in: Backhaus & Plinke [1990] und Arnold & Essig [1997]. Fincke et al. [2001], Hartmann & Hornung [2004].

Modelle zur Analyse und Gestaltung von Rahmenverträgen

3.2

39

Modelle zur Analyse und Gestaltung von Rahmenverträgen

Vertragsklauseln abbildende Modelle, die eine mengen- und zeitorientierte Flexibilität gewährleisten, lassen sich anhand der nachfolgenden Kategorien erläutern. Die Einteilung in die Kategorien erfolgte zweckgemäß, obgleich selten eine Kategorisierung trennscharf zu vollführen war, da einige Modelle mit entsprechenden Klauseln sich auch einer anderen Kategorie zuordnen lassen.122 So existieren Verträge mit Rücknahmeverpflichtungen seitens des Herstellers, Verträge mit über Rabatte gekoppelte Mindestabnahmemengen und Optionen sowie die seit knapp einem Jahrzehnt im praktischen Einsatz befindlichen, vorwiegend eine Mengenflexibilität ermöglichenden Flexibilitätsverträge. Erste Untersuchungen über Rücknahmeverpflichtungen, zumeist zwischen Hersteller- und Handelsstufen mit vollständig oder teilweise recyclebaren Produkten, wurden bereits vor zwanzig Jahren mit dem Ergebnis durchgeführt, dass eine Rücknahme eines Artikels für Hersteller und Kunde bei einperiodiger Betrachtung in jedem Fall für beide Seiten zu einem besseren Ergebnis führen.123 Dieser Ansatz wurde um preissensitive Abnahmemengen des Endkunden erweitert124 und nachfolgend weiter generalisiert.125

In Vertragsmodellen eingebettete Klauseln über Rücknahmeverpflichtungen

Mindestabnahmemengen

Optionen

Flexible Abnahmemengen

Pasternack (1985), Kandel (1996), Emmons & Gilbert (1998), Webster & Wenig (2000). Monahan (1984), Lee & Rosenblatt (1986), Anupindi & Akella (1993), Bassok & Anupindi (1997), Eppen & Iyer (1997), Sadrian & Yoon (1998), Anupindi & Bassok (1998). Moinzadeh & Nahmias (2000), Schneeweiss et al. (2004).

Barnes-Schuster et al. (2002), Cheng et al. (2002), Vial & Van Delft (2002).

Bassok & Anupindi (1995), Tsay (1996), (1999), Bassok et al. (1997), Li & Kouvelis (1999), Tsay & Lovejoy (1999), Tal et al. (2003), Brusset (2005).

Tabelle 1: Übersicht über in Modellen untersuchte Vertragstypen126 Webster & Wenig untersuchten aus der Perspektive eines Herstellers von Produkten mit sehr kurzen Produktlebenszyklen (z.B. Personal Computer) wie Rücknahmegarantien gegenüber dem Handel zu gewähren sind, ohne dass sich die eigene Gewinnsituation schmälert und die des 122 123

124 125 126

Das Hauptproblem liegt in einer fehlenden Taxonomie, siehe Zimmer et al. [2001], S. 24. Die Gesamtkosten des Herstellers und des Händlers lassen sich durch Angabe des Abnahme- und Rücknahmepreises für verschiedene Bedarfsszenarien minimieren, siehe Pasternack [1985], S. 174ff. Kandel [1996], S. 333ff. Emmons & Gilbert [1998]. Quelle: eigene Darstellung.

40

Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

Handels maximiert wird.127 In der Bekleidungsindustrie wurde im Sinne des Quick Response ein Modell zur herstellerseitig garantierten Abnahme entwickelt, das zwei Perioden berücksichtigt. Zu Anfang einigen sich Hersteller und Händler über eine Gesamtabnahmemenge, die anschließend in der zweiten Periode innerhalb von zwei Perioden garantiert, eventuell mit hohem Rabatt, abgenommen werden muss. Für jede Nichtabnahme in der zweiten Periode zahlt der Händler eine Strafe, erhält im Gegenzug dazu die Ware mit hoher Sicherheit zu gewünschten, unter Umständen sehr kurzen Lieferzeitpunkten.128 Monahan untersuchte aus Kunden- und Herstellerperspektive, welche Preisreduktion der Kunde dem Hersteller und welche Mengenschranke der Hersteller dem Kunden bei gewünschten Preisreduktionen und deterministischem Bedarf abfordern kann.129 Dieser Ansatz wurde analytisch verfeinert und um die Optimierung der kundenseitigen Losgrößenpolitik erweitert.130 Lieferausfallwahrscheinlichkeiten wurden zusätzlich von Anupindi und Akella in Betracht gezogen. Sie entwickelten und untersuchten ein Lagerhaltungsmodell, in dem der Hersteller Mindestabnahmemengen zu geringeren Einstandspreisen für mehrere Perioden mit einem definierten Lieferbereitschaftsgrad zusichert.131 Der Kunde wiederum ist bereit für eine bestimmte, erhöhte Abnahmemenge oder erhöhte Lieferbereitschaft einen höheren Preis zu bezahlen, da sie für definierte Bedarfsszenarien und Kostenkonstellationen Einsparpotentiale durch die Zusage von Mindestabnahmemengen realisieren kann. In diesem Modell wird allerdings nur die Kundensicht vertreten und es erfolgt eine Optimierung der kundenseitigen Einsparungen. Die Belieferung wird durch Abnahmegarantien bewerkstelligt. Allerdings hilft dieses Modell verschiedene zulieferseitige Angebote über unterschiedliche Abnahmemengen miteinander zu vergleichen. Später wurden auch Schwellenwerte für Variationskoeffizienten von Verbrauchswerten und Mindestabnahmemengen bei stochastischem Bedarf errechnet132 und schließlich bewiesen, dass sich bei stochastischem Bedarf und zugesicherten Mindestabnahmemengen die Varianz an Bestelleingängen beim Hersteller reduziert.133 Diese Ansätze wurden auch für den Mehrproduktfall weiterentwickelt,134 der in der industriellen Praxis über Wertkontrakte abgewickelt wird. Wertkontrakte sehen keine Zusagen in Form von Mengen, sondern in Geldeinheiten einer bestimmten Währung für eine definierte Anzahl von Produkten vor. Eine Berücksichtigung der Kostensituation beider Parteien und der Konsequenzen für die operative Planung auf beiden Seiten wurde im Falle von Mindestabnahmemengen umfassend untersucht.135 Kostenauswirkungen unterschiedlicher Flexibilitäten für den Kunden wurden in jüngerer Zeit zunächst durch Ansätze für einen zweiperiodigen Fall entwickelt, in dem der Kunde zu Beginn eine Bestellmenge und verschiedene Call-Optionen (Optionen zum Kauf) erwirbt und in der

127 128 129 130 131 132 133 134

135

Webster & Wenig [2000], S. 100ff. Eppen & Iyer [1997], S. 1483. Monahan [1984]. Lee & Rosenblatt [1986]. Anupindi & Akella [1993]. Bassok & Anupindi [1997]. Moinzadeh & Nahmias [2000]. Im Falle von deterministischem Bedarf : Sadrian & Yoon [1994], im Falle von stochastischem Bedarf : Anupindi & Bassok [1998]. Im Sinne einer hierarchischen Planung auf beiden Seiten, siehe Schneeweiss et al. [2004].

Modelle zur Analyse und Gestaltung von Rahmenverträgen

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zweiten Periode auf Nachfrageänderungen mit der Realisierung dieser Option reagieren kann.136 Dieser Ansatz erfuhr Erweiterungen durch das zusätzliche Angebot von Put-Optionen (Optionen zum Verkauf), d.h. dass ein Abnehmer sich zum Kauf und zum Nichtkauf gleichzeitig rückversichern kann,137 auch für mehrperiodige Fälle.138 Wang synthetisierte alle bisher erwähnten Klauseln der Rücknahme-, Entsorgung, Minestabnahme und Option zu einem integrierten, generischen Modell.139 Aus obigen Beispielen untersuchter Vertragsklauseln werden bereits einige den flexibilitätsorientierten Verträgen zugeordnet.140 Im Folgenden werden jedoch nur Arbeiten aufgezählt, die in ihren Klauseln explizit Volumen- oder Zeitschranken als Koordinationsinstrument, u.a. zur Reduzierung des Bullwhip-Effekts,141 aufweisen. Die industrielle Praxis war bei der Anwendung solcher Verträge immer vor der Wissenschaft am Zug, so dass die Festlegung von Vertragsklauseln häufiger nach Augenmaß anstatt auf Basis von fundierten Analysen durchgeführt wurde. Dies lag nicht zuletzt daran, dass die Veröffentlichung von selbst „harmlosen“ Klauseln von Industrievertretern als nachteilig für den Wettbewerb und als Anreiz für juristische Auseinandersetzungen angesehen wurde.142 Dennoch existieren auch Belege für eine Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschung auf diesem Gebiet.143 Li und Kouvelis sind bis anhin die einzigen Autoren, die in ihrer Arbeit dem Kunden explizit eine zeitliche Flexibilität einräumen.144 In ihrem Modell tritt deterministischer Bedarf mit Unsicherheiten im Preis der auch am freien Markt verfügbaren, einzukaufenden Produkte auf. Es werden drei unterschiedliche Vertragstypen modelliert und auf ihre Eigenschaften hin untersucht: (i) Ein „zeitlich unflexibler“ Vertrag, bei dem der Kunde zu Beginn exakte Mengen und Zeitpunkte des Abrufs festlegt. Hierin werden Abnahmemengen und Schwellenwerte für Preisrabatte verschiedener, angenommener Preisschwankungen festgelegt (ii) Ein „zeitlich flexibler“ Vertrag, bei dem der Kunde sich einer Abnahmemenge, aber nicht dem Abnahmezeitpunkt verpflichtet. Der Abnahmezeitpunkt wird hierbei durch Preisbeobachtungen des Kunden auf dem freien Markt bestimmt und optimiert. (iii) Ein „mengenmäßig flexibler“ Vertrag, bei dem eine abzunehmende Höchstmenge definiert wird und der Kunde seine Einkaufsmengen im Zeitverlauf, je nach Preisentwicklung auf dem freien Markt, lediglich nach unten korrigieren kann. Bei diesem Vertragstyp können nach dem Prinzip der Risikoaufteilung mengensensitive Preise zwischen Hersteller und Kunden vereinbart werden. Bei allen drei 136 137 138 139 140

141

142 143

144

Barnes-Schuster et al. [2002]. Cheng et al. [2002]. Vial & van Delft [2002]. Wang [2002]. Die Arbeiten von z.B. Barnes-Schuster et al. [2002], Anupindi & Akella [1993], Bassok & Anupindi [1997] werden in der Übersicht von Tsay et al. [1999] unter den Quantity Flexibility Contracts subsumiert. Lee et al. [1997] konstatieren als eines der Hauptursachen des Bullwhip-Effekts das „ungezügelte“ Verändern von Bedarfsvorhersagen und weisen mittels Simulationen eine „eingedämmte“ Veränderungsmöglichkeit von Bedarfsvorhersagen über Quantity Flexibility Contracts als Maßnahme zur Reduzierung des Bullwhip-Effekts nach. Tsay [1999], S. 1340f. Siehe Tsay & Lovejoy [1999], S. 92 für eine Reihe von nicht öffentlichen Berichten und Präsentationen zu Beispielverträgen aus der Elektronik- (z.B. Sun, MicroSystems, Solectron, IBM) und Automobilindustrie (Toyota). Li & Kouvelis [1999], S. 1378ff. Andere Autoren untersuchten aus Kundenperspektive im Sinne des Multiplesourcing, welcher Zulieferer mit seinen Charakteristika (fixer Preis, fixe Lieferzeit) den Auftrag für verschiedene Bedarfssituationen erhält, siehe für eine Übersicht Tsay et al. [1999], S. 323.

42

Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

Vertragsarten werden nur die Kosten und der Kapitalwert des Kunden optimiert ohne etwaige, zusätzliche Kosten verursachende Restriktionen des Herstellers zu berücksichtigen. Sehr ähnlich wurde wiederum nur für den Kunden eine Entscheidungsunterstützung dahingehend formuliert, unter welchen Bedingungen (wie z.B. Nachfrageschwankung, Verhältnis von Kostengrößen) eine an Mindestabnahmemengen orientierte, gegebenenfalls mengenflexible oder gar keine Vertragsgestaltung (Bezug am freien Markt) am Wirtschaftlichsten ist.145 Tal et al. untersuchten, welche Mindestabnahmemengen zu gewähren und welche Bestellungen aus Kundensicht für eine nicht stationäre Nachfrage zu tätigen sind. Eine Mengenflexibilität zwischen Händler und Hersteller wurde hierbei, ebenfalls ohne Berücksichtigung von Durchlaufzeiten, durch zeitpunktspezifische Mengenschranken nach oben und nach unten ermöglicht.146 Zeitlich früher wurde von Bassok und Anupindi der Grundstein für viele, weitere Arbeiten auf dem Gebiet der mengenmäßigen Flexibilität gelegt.147 Ihre Klauseln beschreiben die kundenseitige Flexibilität der mengenmäßigen Abnahme in Form von rollierenden Bedarfsvorhersagen (engl. Rolling Horizon Flexibility RHF). Der Kunde gibt hierbei zu Beginn eine Prognose über den gesamten Planungszeitraum ab und kann anschließend um vordefinierte Prozentzahlen abweichende Mengen der früheren Bedarfsvorhersage als Abnahme realisieren. Diese Freiheiten der prozentualen veränderbaren Bedarfe werden mit näher rückendem Bedarfszeitpunkt verständlicherweise immer kleiner. Die in ihrem stochastischen Modell innewohnende, hohe Komplexität wurde durch eine Heuristik, die unter der Annahme einer Normalverteilung sehr nahe an der komplexen Lösung liegt, für die Firma IBM erweitert.148 In dieser Untersuchung sind aus Kundensicht für verschiedene Variationskoeffizienten die aus einer Lagerhaltung resultierenden Kostensätze für zusätzlich gewährte Volumenflexibilitäten ermittelt worden. So wie im obigen Grundmodell betrug die Lieferzeit hierbei Null, d.h., dass eine Auslieferung immer sofort gewährt werden konnte. Kostentreiber waren somit nicht die Lieferzeit, sondern die vom Kunden zu führende Lagerhaltung. Tsay untersuchte, inwieweit mengenorientierte Flexibilitätsverträge für beide Parteien in Abhängigkeit eines Transferpreises zwischen Hersteller und Händler eine Win-Win-Situation schaffen können.149 Dieser Ansatz erfuhr durch das Hinzufügen einer beliefernden Einheit eine Erweiterung.150 In dieser dreistufigen mit mengenorientierten Flexibilitätsverträgen versehenen Lieferkette wurden die Auswirkungen verschiedener Bedarfsschwankungen auf die Lagerhaltungskosten der einzelnen Marktteilnehmer untersucht. Das Modell sah Durchlaufzeiten zweier Hersteller in Form von konstanten, gleich großen Verzögerungen vor. Des Weiteren wurde in derselben Veröffentlichung dargestellt, wie zwischen zwei Marktteilnehmern ohne Berücksichtigung von Durchlaufzeiten die Risiken eines schwankenden Bedarfs bei gewährten Flexibilitäten zwischen den Partnern aufgeteilt werden könnten. Dieses Modell besitzt aufgrund der hohen Anzahl an Entscheidungsvariablen keine geschlossene Lösung, sondern muss nach dem OLFC – (Open Loop Feedback Control) Prinzip stochastisch zu jedem Zeitpunkt für jeden Marktteilnehmer eine neue zeitpunktbezogene optimale Bedarfs- und Bestellpolitik ermitteln, so dass nur mittels einer 145 146 147 148 149 150

Brusset [2005]. Tal et al. [2003]. Bassok & Anupindi [1995]. Für die IBM Printer System Company, siehe Bassok et al. [1997]. Tsay [1996], Tsay [1999]. Tsay & Lovejoy [1999].

Modelle zur Analyse und Gestaltung von Rahmenverträgen

43

Anzahl von Simulationsläufen statistische Aussagen über den Verlauf bestimmter Entscheidungsgrößen getroffen werden können. Eine Kostentransparenz151 lässt sich somit für einen nicht zu transformierenden152 Artikel erzielen. Echte Hinweise für die operative Umsetzung in Form von Bestellpolitiken sind jedoch auch aus Sicht der Autoren nicht zu erhalten, sondern vielmehr ein Nachweis darüber, dass mittels solcher Verträge sich die Varianzen von Bestellungen in Lieferketten reduzieren ließen.153 Da dieses Modell den gegenwärtigen Stand der Technik in der Flexibilitätsplanung widerspiegelt, wird es anhand der Darstellung der Bedarfsflexibilität näher erläutert. Der Kunde besitzt zum Zeitpunkt t eine Bestellfreiheit gemäß folgenden Bedarfsvektors B(t):

B(t )

[ B0 ( t ), B1 ( t ), B 2 ( t ),...]

(3.1)

B0(t) entspricht hierbei der effektiven Bestellmenge zum Zeitpunkt t und Bj(t) mit j•1 entspricht den Bedarfsvorhersagen zum Zeitpunkt t für den Zeitpunkt t+j, die dem Hersteller unverzerrt übermittelt werden. Mittels Flexibilitätsvektoren können diese Vorhersagen zu den definierten Zeitintervallen j durch die zwei Parameter D >DD@und Z >ZZ@mit Dj • 0 und 0 ” Zj ” 1 nach oben und nach unten bezüglich ihrer Menge gemäß Formel (3.2)

( 1  Z j )B j ( t ) d B j 1 ( t  1 ) d ( 1  D j )B j ( t )

(3.2)

verändert werden. Der Grund für die Schwierigkeit der Operationalisierung wird anhand Abbildung 19 deutlich, in der beispielhaft die Volumenflexibilitäten zu einem Zeitpunkt 0 für drei verschiedene, in der Zukunft liegende Bedarfsvorhersagen schematisch dargestellt sind. Die grauen Balken entsprechen hierbei den zukünftigen Bedarfsvorhersagen zum Anfangszeitpunkt t=0. Die für den Kunden kostenlosen Anpassungsoptionen sind durch die Kurven skizziert, die wiederum durch die Parameter Dj und Zj definiert werden. Der Hersteller ist anfangs über eine Bedarfssituation (graue Balken) ihres Kunden in Kenntnis gesetzt worden und wappnet sich dementsprechend zur Belieferung der vorhergesagten Mengen, inklusive der möglichen durch Dj hervorgerufenen, positiven Veränderungen. Der Kunde darf zu den Zeitpunkten 1 und 2 die Bedarfsvorhersage innerhalb der dargestellten Kurven nach oben und nach unten ändern. Die Konsequenzen einer Veränderung der Bedarfsvorhersage sind dem Kunden nur unter vollständiger Kenntnis der Auftrags-, und Bestandssituation des Herstellers bekannt. Diesem Umstand wird jedoch in den Modellen, die eine dezentrale Lieferkettenkoordination vorsehen, nicht Rechnung getragen. Somit herrscht für den Kunden eine fehlende Kenntnis über die verfügbare Flexibilität und der Hersteller wiederum unterliegt der Bedarfsunsicherheit, die zwar in Schranken eingedämmt, aber dennoch vorhanden ist.154

151

152 153 154

Die Autoren sprechen von einer Bereitschaft zum Bezahlen einer Flexibilität (engl. Willingness to Pay) seitens der belieferten Einheit, siehe Tsay & Lovejoy [1999], S. 105. Transformierend im Sinne von „durch eine Wertschöpfung verändert“, Schönsleben [2004a], S. 7. Tsay & Lovejoy [1999], S. 107. Tsay & Lovejoy [1999], S. 107.

Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

44

Prognostizierte Menge Volumenflexibilität 3 Perioden im Voraus Volumenflexibilität 2 Perioden im Voraus Volumenflexibilität 1 Periode im Voraus

1

2

3

Zeit

Abbildung 19: Anwendung von Quantity Flexibility Contracts Die Umsetzung dieser Kooperationspraxis erfordert ein radikales Umdenken beider Seiten, da mögliche Zielkonflikte mit dem Einkauf und den Finanzen der herstellerseitigen Verkaufseinheit aufkeimen können und der Einkauf des Kunden neue Reglements zur Bedarfsrechnung und anpassung einführen muss. Als weitere Folgen sind auch sehr hohe, beiderseitige Aufwende zur Koordination zu konstatieren. Neben menschlichen Faktoren bestehen auch informationstechnische Gestaltungsspielräume bei der Integration unterschiedlicher, relevanter Planungsdaten aus gängigen ERP-Systemen.

3.3

Integration von Rahmenverträgen in gängigen ERPSystemen

Nachdem in Kapitel 2.3 die Möglichkeiten und Grenzen der Integration aus Anwendersicht aufgezeigt wurden, werden im Folgenden die Funktionalitäten und Möglichkeiten der technischen Integration aus Anbietersicht dargelegt. Die Ergebnisse basieren auf einer Marktanalyse eines unabhängigen Dienstleistungsunternehmens, das auf die Evaluation von ITSystemen im Geschäftssektor spezialisiert ist.155 Einer Untersuchung von insgesamt 121 deutschen, zum Teil global tätigen Anbietern von ERPSystemen zufolge, sind 91% grundsätzlich in der Lage Kundenrahmenaufträge und 87% Lieferantenrahmenaufträge zu verwalten. Während auf Lieferantenseite nahezu alle Anbieter 155

Trovarit [2005].

Integration von Rahmenverträgen in gängigen ERP-Systemen

45

Rahmenverträge als Mengenkontrakte mit geplanten Abrufen abbilden können, ist dies auf Kundenseite bei lediglich 85% möglich. Dabei kann bei kundenseitigen Rahmenverträgen nur in 77% aller Fälle eine Materialdisposition auf Basis des Rahmenvertrags erfolgen.

88% 79%

36%

33% 26%

Restmenge

Abrufhistorie

Mindestmenge

Höchstmenge

Reichweite

Abbildung 20: In gängigen ERP-Systemen verwaltete Daten von kundenseitigen Rahmenverträgen Gemäß Abbildung 20 können bei kundenseitigen Rahmenverträgen Mindest- oder Höchstmengen der kundenseitigen Abrufe nur in knapp einem Drittel aller Fälle vorgehalten werden, während die Vertragsauslastung, wie Restmenge und Abrufhistorie mit Ausnahme der Reichweite, häufiger als Auswertungsfunktionalität bereitgestellt werden. Für oben erläuterte, mengenflexible Verträge ist die Eingabe von Mindest- und Höchstmengen jedoch zwingend erforderlich. Beim weltweiten Marktführer von ERP-Systemen SAP ist die Eingabe von Mindestund Höchstmengen möglich. Anhand der von SAP angebotenen Funktionalitäten wird im Folgenden gezeigt wie Rahmenverträge auf Lieferanten- und Kundenseite verwaltet werden können. Auf Lieferantenseite bietet SAP in seinem Anwendungsmodul zum Einkauf (MM-PUR-OA) vielfältige Werkzeuge zum Anlegen (Laufzeiten und Mengen) und Auswerten (Volumenauslastung) von Rahmenverträgen an. Die eigentliche Bestellung kann dann entweder wie bei Artikeln ohne Rahmenvertrag in Abhängigkeit vom Primärbedarf oder nach einem Lieferplan erfolgen. Mit einem Lieferplan kann man aus Einkäufersicht eine Planungsvorschau (Liefermengen zu Zeitpunkten) des Sekundärbedarfs im System hinterlegen, die je nach zeitlicher Nähe des Bedarfstermins (Fixierungszeitraum) verändert werden darf. Die Abrufhistorie kann z.B. über Fortschrittszahlen überwacht werden. Kundenseitige Verträge können über mehrere Hilfsmittel im System hinterlegt werden. Bei völlig deterministischem Bedarf können direkt über das Vertriebsmodul (SD-SLS) Kundenkontrakte mit festen Lieferzeitpunkten und –mengen hinterlegt werden, die eine Eingangsgröße für die Programmplanung und anschließende Detailplanung156 sind. Bei längerfristigen Verträgen können über die Absatz- und Produktionsgrobplanung (PP-SOP) Prognosen des Kundenbedarfs angelegt werden. Die Struktur der Prognosen bilden auch hier Liefermengen in Lieferzeitintervallen. Mit Hilfe verschiedener Planungsmethoden finden die Kundenbedarfe 156

Siehe Abbildung 5: Materialmanagement im Grobablauf der PPS

Gängige Methoden zur Flexibilitätsplanung im Materialmanagement

46

anschließend Eingang in andere Planungsebenen gemäß Abbildung 7. Die Konsistenz ist hierbei stark von der gewählten Planungsmethode abhängig, die sich wiederum hauptsächlich in der Auswahl der gewünschten Bearbeitungsebene (Programm-, Mengen- oder Terminplanung) unterscheiden. Mittelfristige Abnahmemengen können auch direkt über das Modul zur Mengenplanung (PP-MRP) eingegeben werden und sind daher über alle weiter unten liegenden Planungsebenen hinweg konsistent. Bei Vorliegen vieler Produkte und stark individueller Vertragsklauseln bietet sich eine Bedarfseingabe über Fremdprogramme an. Diese Anwendungen stellen Werkzeuge zur Bedarfsgenerierung und –eingabe in ERP-Systeme über interaktive Kommunikationsstandards zur Verfügung. Zur Bedarfsplanung werden auch häufig SCM-Systeme verwendet, die unternehmensintern sowie –extern diese Planungsdaten generieren und via Kommunikationsstandards entweder direkt dem Anwender oder auch dem ERP-System bereitstellen. 100%

80%

ODBC

80%

Unterstützungsgrad

OLE Active-X

65%

User Exits

60%

JAVA-Beans 45% 40%

38% 32%

31%

29%

26%

29%

21% 20%

0% ERP-Systeme

SCM-Systeme

Abbildung 21: Von ERP- und SCM-Anbietern unterstützte Kommunikationsstandards Dabei werden unter oben genannten 121 ERP- und weiteren 34 Anbietern von SCM-Systemen die Kommunikationsstandards in der in Abbildung 20 dargestellten relativen Häufigkeit unterstützt. Hierbei ist auffällig, dass der Unterstützungsgrad verschiedener Standards zwischen ERP- und SCM-Anbietern ähnlich ist und der ODBC-(Open Database Connectivity) Standard zum plattformunabhängigen Datentransfer verständlicherweise den höchsten relativen Anteil bei beiden Systemarten aufweist.

Zusammenfassung und Handlungsbedarf

3.4

47

Zusammenfassung und Handlungsbedarf

Die Ergebnisse der Anforderungsanalyse bestätigen, dass für viele Unternehmen das Thema Flexibilisierung mittels Rahmenverträgen durch einen verbreiteten Einsatz mit Zulieferern eine hohe Bedeutung hat und vor allem kundenseitige Rahmenverträge, wenn vorhanden, hochvoluminös sind. Die Hinderungsgründe für den Einsatz von kooperativen Modellen zur Aufteilung von Risiken sind vielfältig und aus Herstellerperspektive sich selbst verstärkend. Eine beobachtete, fehlende Bereitschaft des Kunden zur Leistungsentgeltung besitzt als Hauptursache eine ebenfalls häufig beobachtete Unkenntnis über kooperative Vertragsmodelle. Diese wird wiederum durch einen schwachen Einsatz, der wiederum aus der fehlenden Bereitschaft resultiert, nicht behoben. Heutige ERP-Systeme können komplexe Sachverhalte, die sich häufig durch einen interorganisatorischen Informationsaustausch (z.B. an Bedarfs- und Bestandsinformationen) ergeben, abbilden. Trotzdem können bis zu 40% aller befragten Unternehmen nur schwer oder gar kaum die Rahmenverträge in ihrem ERP-System abbilden. Ein Hauptgrund dürfte auch in einer fehlenden Kenntnis über die Ausgestaltung kooperativer Vertragsmodelle liegen. Dabei bestehen die technischen Infrastrukturen zum interorganisatorischen Informationsaustausch weitgehend. Die Integration verschiedener Anwendungen wird durch verbreitete Standards heutzutage weitgehend begünstigt. So könnten Informationen auf Knopfdruck weltweit verschiedenen Anwendern verschiedener Unternehmen zur Verfügung gestellt werden. Wissenschaftler haben bereits die Vorteilhaftigkeit flexibilitätsorientierter Verträge nachgewiesen und angelehnt an praxisorientierten Fallstudien eine Vielzahl von Modellen entwickelt. Jedoch liegen die Hauptprobleme nicht nur in einem zu geringen Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Praxis. Es gibt auch Lücken in der Modellformulierung bei Verträgen, die z.B. eine zeitliche Flexibilität berücksichtigen. Neben greifbaren Ansätzen, die durch einen einfachen Ausweis zu einer notwendigen Kostentransparenz führen, sind alle bisherigen Ansätze folgenden Einschränkungen unterworfen, die im neu entwickelten Modell berücksichtigt werden sollen:

Ausschließliche Sicht des Einkäufers Es werden lediglich Optimierungen, z.B. hinsichtlich des Abrufverhaltens, für den Kunden vorgenommen ohne etwaige Restriktionen, wie z.B. Beschaffungszeiten zu verbauender Komponenten des Herstellers, zu berücksichtigen.

Berücksichtigung der zeitlichen Flexibilität In allen Ansätzen werden Modelle aufgestellt, die lediglich flexible Mengen in fixen Zeiträumen widerspiegeln. Der in der Praxis genauso häufig auftretende Fall über fixe Mengen in flexiblen Zeiträumen Abnahmeregelungen zu treffen, bleibt unberücksichtigt.

Fehlende Parametrisierung von ERP-Systemen Aufgrund der Überlagerung stochastischer Prozesse (stochastischer Bedarf und stochastische Bedarfsänderungen innerhalb erlaubter Flexibilitätskorridore) können gegenwärtige Ansätze für den Hersteller aufgrund mangelnder geschlossener Lösungen keine Hinweise für kostenoptimale Bedarfsbündelungsstrategien und daraus resultierende Einstellungen der ERP-Systeme geben.

4

Kooperationsmodell zur Gestaltung flexibilitätsorientierter Vertragsklauseln

Um ein für die Praxis anwendbares, einfaches und auch standardisierbares Modell zu entwickeln, werden im Folgenden die Beschreibungsparameter eines flexibilitätsorientierten Vertrags vorgestellt. Daraufhin werden die Freiheiten des kundenseitigen Bedarfs aufgezeigt und ein Modell zur Abschätzung der resultierenden Bestandsrisiken und –kosten vorgestellt.

4.1

Beschreibungsparameter flexibilitätsorientierter Vertragsklauseln

Durch die gewählten Parameter und deren Festlegung sollen beide Parteien (Kunde und Hersteller) eine möglichst hohe Transparenz bezüglich der gegenwärtigen Auftragssituation und ihrer kundenseitigen Änderungsmöglichkeiten besitzen. Das Ziel ist neben einer möglichen Standardisierung auch den beiderseitigen Controlling-Prozess wesentlich zu vereinfachen, der gemäß einer kürzlich durchgeführten Studie nur in einem Drittel aller Fälle von vertragsgebundenen Kooperationen initiiert ist.157

4.1.1

Planungszeitraum und abzusichernde Abrufmengen pro Abrufintervall

Im Folgenden werden wichtige Parameter vorgestellt, die den Rahmen für nachfolgend beschriebene Flexibilitäten bezüglich Mengen und Zeit darstellen. Als ersten wichtigen Beschreibungsparameter dient zunächst der festzulegende Planungszeitraum T, innerhalb dessen Schwankungen von Abnahmenmengen eines Produktes P oder einer Produktfamilie PF toleriert werden. Dieser Zeitraum sollte mindestens die Summe aus der Beschaffungszeit zu verbauender Komponenten und der Produktionszeit des Herstellers abzüglich der zugestandenen Kundentoleranzzeit betragen. Somit ergibt sich T gemäß Abbildung 22 unabhängig von der notwendigen Produktionsstrategie durch Abzug der Kundentoleranzzeit von der gesamten Beschaffungs- und Produktionszeit. Der Planungszeitraum T entspricht somit dem Zeitraum, innerhalb dessen der zu planende Bedarf stochastisch ist und Unsicherheiten bezüglich Menge und Zeitpunkt unterliegt. Er kann in Ausnahmefällen zur erhöhten Stabilität in der Planung auch höher als obige Differenz sein.

157

Schnetzler et al. [2006].

Kooperationsmodell zur Gestaltung flexibilitätsorientierter Vertragsklauseln

50

Planungszeitraum T

Beschaffungszeit BZ

Make-to-Order

Kundentoleranzzeit

Planungszeitraum T

Kundentoleranzzeit KTZ

T

KTZ

Produktionszeit PZ

Beschaffungszeit

Produktionszeit

BZ

PZ

Make-to-Stock

Abbildung 22: Planungszeiträume T in Abhängigkeit von der Produktionsstrategie Ein vom Kunden nachgefragtes Produkt besitzt dabei eine spezifische Produktions- und Kundentoleranzzeit. Es wird angenommen, dass sich diese für alle Produkte, auch innerhalb einer Produktfamilie, gleich verhalten. Die Annahme einer über alle Produkte konstanten Produktions- und Lieferzeit ist durch die Ähnlichkeit der Produktmerkmale (wie z.B. Anzahl Gleichteile, gleiche Bearbeitungsprozesse) innerhalb deren Familie zu erklären.158 Vielfache des Planungszeitraums sind im Folgenden mit j indiziert. Somit ist der Gesamtplanungszeitraum ein immer wiederkehrender, gleichlanger Zeitraum T=Tj mit j=1,2,3..., für den der Kunde ein Tj im Voraus eine Gesamtbedarfsmenge Bj angeben muss, die er dann innerhalb von Tj noch verändern kann. Der Sachverhalt der frühen Bekanntgabe von Bedarfsinformationen mag zunächst abschreckend für den Kunden wirken, bringt aber dafür zwei wesentliche Vorteile mit sich: 1. Die zu Beginn eines Tj-1 im Voraus definierte Bedarfsmenge für den Zeitraum Tj kann vom Kunden innerhalb von Tj bezüglich der absoluten Menge und des Abrufzeitpunktes um vertraglich festgelegte Schwankungsbreiten abweichen. 2. Diese Rigidität über Planungszeiträume hinweg ermöglicht eine einheitliche Kommunikationsbasis und erleichtert den Controlling-Prozess sowie etwaige Nachverhandlungen, die sich bei sehr häufigen Bedarfsänderungen des Kunden als zu schwierig erweisen würden. Der Planungszeitraum Tj wird in n gleichlange Abrufintervalle ti mit 1 ” i ” n aufgeteilt. Gemäß Abbildung 23 und Formel (4.1) kann der Kunde innerhalb eines Abrufintervalls ti eine festgelegte, für alle Intervalle gleichgroße Menge bj als Quotient der Gesamtbedarfsmenge Bj und der Anzahl Abrufintervalle abnehmen.

bj

158

Bj n

Schönsleben [2004a], S. 22.

(4.1)

Beschreibungsparameter flexibilitätsorientierter Vertragsklauseln

51

Bedarfsmenge Abrufmenge bj Kumulierte Bedarfe

Gesamtbedarfsmenge Bj

t1

t2

t3

t4

t5

t6

Zeit Tj

Abbildung 23: Bedarfsmengen innerhalb des Planungszeitraums Tj Eine starke Verminderung der Gesamtbedarfsmenge kann unter Umständen für den nachfolgenden Planungszeitraum einen hohen Einfluss auf die zusätzlichen Kapitalbindungskosten ausüben. So kann eine vom Kunden nicht abgenommene Menge in Form eines Endbestands unter Umständen höher als die Gesamtbedarfsmenge des nachfolgenden Planungszeitraums sein. Zur Konstituierung der Freiheit bezüglich der Änderungsmöglichkeiten der Angaben von Gesamtbedarfsmengen wird der Faktor flex zusätzlich vertraglich festgehalten. Der Faktor flexj+1, als Indikator der Änderung der Gesamtbedarfsmenge wird nachfolgend als Quotient aus Gesamtbedarfsmenge der nachfolgenden Planungsperiode Bj+1 und der Gesamtbedarfsmenge aus der vorgängigen Periode Bj gemäß Formel (4.2) definiert.

flex j 1

B j 1 Bj

d flex

j

1 , 2 , 3 ,...

(4.2)

Der Einschränkung des unter Umständen langen, festzulegenden Planungszeitraums Tj stehen die im Folgenden gemeinsam festzulegenden Freiheiten für den Kunden gegenüber.

4.1.2

Zeitabhängige Volumenparameter

Für jeden Planungszeitraum Tj existieren identische Volumenparameter, die pro Abrufintervall ti (01) kann somit über eine Gewichtung der Effekte folgendermaßen formuliert werden:

j

1:

RZ 1 ,VF

 j ! 1 : RZ j ,VF

k1 ,VF Korrauf ,VF ˜ RZ

Korrab ,VF ˜

'T j

T 'T j T

 Korrauf ,VF

k j ,VF ˜ RZ

(5.18)

1

Um den reellen Verlauf des Endbestands zu bestimmen, muss man die einzeln pro Abrufintervall resultierenden Lagerzuwächse untersuchen. Wie in Abbildung 51 ersichtlich, steigt aufgrund zunehmender Volumenflexibilität im Zeitverlauf die Lagerzuwachsrate, wie im dargestellten Fall der minimalen Abnahmemenge.

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter Volumenflexibilität

83

700 n=6

600

Lagerbestand

Annäherung



b j D6  Z6 ˜ 1  kv j

500



400

VF =100% kvj=0

300



b j D5  Z5 ˜ 1  kv j

200



MaxBM j  KV j



b j D4  Z4 ˜ 1  kv j

ti

100



0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 51: Lagerzuwachsmengen im Zeitverlauf bei sofortiger Abnahme. Somit lassen sich die, unter Annahme einer kundenseitigen Abnahme zu Beginn jedes Abrufintervalls, aus der Volumenflexibilität resultierenden zusätzlichen Lagerhaltungskosten am Ende jeder Planungsperiode j bestimmen zu: n

LKZ Start j ,VF

k

1  kv j ˜ b j ˜ ic ˜ CPU k ˜ ¦ Di  Zi ˜ §¨©T  i n 1 ˜T ·¸¹ i 1

n

1  kv j ˜VF ˜ 2 ˜ b j ˜ ic ˜ CPU k ˜T ˜ ¦ §¨© ni 11 ·¸¹ ˜ §¨©1  i n 1 ·¸¹ i 1

n ª

2 º

1  kv j ˜VF ˜ 2 ˜ b j ˜ ic ˜ CPU k ˜T ˜ ¦ «« ni 11  n n  1 »» i 1

i 1¬

1  kv j ˜VF ˜ 2 ˜ b j ˜ ic ˜ CPU k ˜T n n  1

n

˜ ¦  n  1  i 1

¼

n

n

i 1

i 1

¦ i ˜ n  2  ¦ i 2

Unter Verwendung der Beziehungen n

¦i

i 1 n

¦i2

i 1

n( n  1 ) 2 n( n  1 )( 2 n  1 ) 6

ergibt sich schließlich für die zusätzlichen Lagerhaltungskosten

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

84

2

1  kv j ˜VF ˜ b j ˜ ic ˜ CPU k ˜T ˜ 31 ˜ nn 11

LKZ Start j ,VF

k

2

1  kv j ˜VF ˜ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ 31 ˜ nn 2  1n

(5.19)

1  kv j ˜VF ˜ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ 31 ˜ §¨©1  1n ·¸¹ Wie aus Formel (5.19) erkennbar, steigen die zusätzlichen Lagerhaltungskosten linear mit der Volumenflexibilität an und sinken mit zunehmender Abrufrate. Sie besitzen als Grenzwert genau ein Drittel der Rechtecksfläche. Die Abweichung kann somit in Abhängigkeit unterschiedlicher Abrufraten sehr hoch werden. Bezieht der Kunde erst zum Schluss eines Abrufintervalls, so ergibt sich unabhängig von der Volumenflexibilität und der kundenseitigen Abnahmemenge gleich zu Beginn ein Lagerbestand in Höhe der nicht abgenommenen Menge, die für Standardverträge wegen D1 = 0 gleich der Abrufmenge bj entspricht. Der Lagerzuwachs besteht in diesen Abnahmefällen nicht aus der Summe von negativem und positivem Volumenparameter DundZ. Es erfolgt in jedem nach dem zweiten darauf folgenden Abrufintervall eine Reduktion der Lagerzuwachsmenge um die Differenz aus erster und zweiter eingegangenen Warenmenge, die genau der Menge bj·D2 entspricht. 700

VF =100% kvj=0

600

Lagerbestand

n=6

500 Annäherung

400



b j D5  Z5  D2 ˜ 1  kv j



300



b j D4  Z4  D2 ˜ 1  kv j

200 100



b j D2  Z2  D2 ˜ 1  kv j

bj





0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 52: Lagerzuwachsmengen im Zeitverlauf bei spätest möglicher Abnahme und

VF=100% Abbildung 52 verdeutlicht die Lagerzuwachskurve für eine Volumenflexibilität von 100%. Ist die Volumenflexibilität jedoch geringer, so bewirkt die letzte Abrufmenge Zn im letzten Abrufintervall einen um ihren Betrag höheren Lagerbestand.

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter Volumenflexibilität

85

Lagerbestand

500 450

n=2

n=3

400

n=4

n=6

350

n=15

n=26

300 250 200 150

VF =50% kvj=0

100 50 0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 53: Lagerzuwachsmengen im Zeitverlauf bei spätest möglicher Abnahme und

VF=50% Dieser Effekt ist umso höher, je geringer die Volumenflexibilität und die Abrufrate sind. In Tabelle 5 ist sein Zustandekommen am Beispiel von drei Abrufintervallen und einer Volumenflexibilität von 50% im Vergleich zu einer sofortigen Abnahme ersichtlich.

Sofortige kundenseitige Abnahme Lagereingang Lagerausgang

Zeit

MaxBM

KV=MinBM

Spätest mögliche kundenseitige Abnahme

Lagerbestand

Lagereingang Lagerausgang

Zeit

MaxBM

KV=MinBM

Lagerbestand

0

200

200

0

0

200

0

200

60

250

150

100

60

250

200

250

120

300

100

300

120

300

150

400

180

0

0

300

180

0

100

300

Tabelle 5: Effekt hoher Lagerbestände bei später kundenseitiger Abnahme und 50%iger Volumenflexibilität Die zusätzlichen Lagerhaltungskosten hängen somit stark vom Abrufzeitpunkt ab. Des Weiteren entstehen selbst bei kundenseitiger Abnahme von MaxBM am Ende jeder Planungsperiode j auf der Herstellerseite zusätzliche Kosten der Lagerhaltung. Diese zusätzlichen innerhalb von Abrufintervallen entstehenden Lagerhaltungskosten werden daher näher in Betracht gezogen. In Abbildung 54 ist der Lagerverlauf beispielhaft für eine kundenseitige Abnahme von MaxBM zu entnehmen.

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

86

160

n=6

140

Lagerbestand

120

b j ˜ D2

100 80

b j ˜ D2

bj

b j ˜ D2

b j ˜ D2

60

VF =50% kvj=1

40 20 0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 54: Resultierende Lagervolumina bei kundenseitiger Abnahme von MaxBM zum spätest möglichen Zeitpunkt Das Lagervolumen beträgt zu Beginn unabhängig von der Volumenflexibilität bj, da D1 = 0 ist. Es steigt dann in jeder Periode linear um bj ·D2 an, bis es in diesem besten Fall zum Schluss vollständig abgebaut wird. Diese zusätzlichen Lagerhaltungskosten bei spätest möglicher Abnahme von MaxBM betragen: n 1

LKZ Ende ,kv 1 , j ,VFk

b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T  b j ˜ i c ˜ CPU k ˜

T

¦  i ˜ D2 ˜ n

i 1

§ 1 n 1 VF · ˜¦i˜ ¸ ¨ n i 1 n  1 ¸¹ © § VF · b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ¨1  2 ¸¹ ©

b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ¨1 

(5.20)

Bj

§ VF · ˜ i ˜ CPU k ˜T ¨1  n c 2 ¸¹ © MaxBM j ˜ i c ˜ CPU k ˜T n

Ein kundengerechtes Argument wäre diese Lagerhaltungskosten von aus den in Abbildungen 48 und 49 resultierenden Lagerhaltungskosten abzuziehen, um nur die wirklich zusätzlich anfallenden Kosten in Betracht zu ziehen. Allerdings werden diese für die maximale Abnahmemenge entstehenden Kosten für kleine Abrufintervalle sehr hoch, so dass ein Abzug die Höhe der zusätzlichen Lagerhaltung zu stark verzerren würde. Sie werden daher in der Kalkulation nicht weiter berücksichtigt. Die zusätzlichen Lagerhaltungskosten bei einer spätest möglicher Abnahme lassen sich damit ausdrücken als

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter Volumenflexibilität

LKZ Ende , j ,VFk

87

b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T  n

1  kv j ˜ b j ˜ ic ˜ CPU k ˜ ¦ Di  Zi  D2 ˜ §¨©T  i n 1 ˜T ·¸¹ i 2

n § i 1 ·· § b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ ¨1  1  kv j ˜ ¦ Di  Zi  D2 ˜ ¨1  ¸ ¨ n ¸¹ ¸¹ © i 2 ©



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n

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b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ ¨1 VF ˜ 1  kv j ˜ ¨

§ § n ª§ 2 i  3 b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ ¨1 VF ˜ 1  kv j ˜ ¨ ¦ «¨ ¨ ¨ © i 1 ¬© n  1 ©



b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T

b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T

B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T n n  1



i  1 ·º 1 ·· · § ¸ ˜ ¨1  n ¸ »  n  1 ¸¸ ¸¸ ¹ © ¹¼ ¹¹

n § § 1 ·· 1 ¨  ˜ ¦  3  3 n  ¸ ¸ ¨ ¨ ¨ n  1 n n  1 i 1 ¸¸ ˜ ¨1 VF ˜ 1  kv j ˜ ¨ ¸¸ n n ¨ ¨ ¸¸ 2   ˜  ˜ 2 n 5 i 2 i  ¦ ¦ ¨ ¨ ¸¸ © i 1 ¹¹ i 1 © § § 1 1 § 1 3 1 2 5 ··· ˜ ¨1 VF ˜ 1  kv j ˜ ¨  ˜ n  n  n ¸ ¸¸ ¸ ¨ n  1 n  n  1 ¨© 3 ¨ 2 6 ¹ ¹ ¸¹ (5.21) © © § 1 VF ˜ 1  kv j 1 1 ·· § 1 ˜¨  ˜ ¨˜ n3  n 2  n ¸¸ ¨n 2 6 ¹¸ n 2 n  1 © 3 © ¹ § 2 1 1 § ·· ¨ n ˜VF ˜ 1  kv j  n ¨1  VF ˜ 1  kv j ¸ ¸ 3 2 © ¹¸ ˜¨ ¨ §1 ¸ · ¨  ¨ VF ˜ 1  kv j  1 ¸ ¸ ¹ © ©6 ¹

























Die Differenz der zusätzlichen Lagerhaltungskosten zwischen diesen beiden extremen Abnahmezeitpunkten beträgt

88

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

'LKZ j ,VFk

LKZ Ende , j ,VFk  LKZ Start , j ,VFk § 3 1 1 ·· 2 § ¨ n ˜VF ˜ 1  kv j  n ¨1  VF ˜ 1  kv j ¸ ¸ 3 2 © ¹¸ ¨ ˜ ¨ ¸ §1 · ¨ n ˜ ¨ VF ˜ 1  kv j  1 ¸ ¸ 6 © ¹ © ¹ 1 § 1·  1  kv j ˜VF ˜ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ ˜ ¨1  ¸ 3 © n¹



B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T n 2 n  1















§ 3 1 1 ·· 2§ ¨ n ˜VF ˜ 1  kv j  n ¨1  VF ˜ 1  kv j ¸ ¸ 3 2 © ¹¸ ¨ ¸ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ¨ §1 · ˜ ¨ n ˜ ¨ VF ˜ 1  kv j  1 ¸  ¸ 2 6 © ¹ n n  1 ¨ ¸ ¨ 1 ¸ 1 ¨¨  ˜ n 2  n  1 ˜ §¨1  ·¸ ˜ 1  kv j ˜VF ¸¸ n¹ © © 3 ¹ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T § § · 1 2 · 1 ˜ ¨ n ¨1  VF 1  kv j ¸  VF ˜ 1  kv j  ¸ n n  1 2 3¹ ¹ 6 © ©























(5.22)



Der Unterschied zwischen den abnahmezeitpunktabhängigen Lagervolumina steigt mit sinkender Volumenflexibilität, vor allem bei sehr niedrigen Abrufraten, stark an. In Abbildung 55 ist das Kostenverhältnis der Differenzvolumina und dem Lagervolumen bei sofortiger Abnahme dargstellt. 10 9 8

'LKZ j LKZ Start j

9-10 8-9

kvj=0

7

7-8

6

'LKZ j

6-7

5

LKZ Start j

4-5

5-6 3-4

4

2-3

3

1-2 0-1

2 1

10

12

14

n

16

18

20

22

24

26

28

30

0,1

8

0,3

6

0,5

4

0,7

2

0,9

0

VF

Abbildung 55: Lagerkostendifferenz im Verhältnis zu den zusätzlichen Lagerhaltungskosten bei sofortiger Abnahme

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter Volumenflexibilität

89

Eine sinnvolle Annahme stellt eine im Durchschnitt zum mittleren Zeitpunkt erfolgende kundenseitige Abnahme dar. Somit ergeben sich für die weiteren Berechnungen die mittleren aus dem Lageraufbau resultierenden Lagerhaltungskosten zu

LKZ j ,VFk

LKZ Ende , j ,VFk  LKZ Start , j ,VFk 2 § 3 1 1 § · n ˜VF ˜ 1  kv j  n 2 ¨1  VF ˜ 1  kv j ¸ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ¨¨ 3 2 © ¹

· ¸ ¸ (5.23) ˜ ¨ ¸ §1 · 1 2 n 2 n  1 2 n VF 1 kv 1 VF 1 kv n 1 n  ˜ ˜    ˜  ˜  ˜ ¨ ¸ j j ¨6 ¸ 3 © ¹ © ¹ § 2 2 1 § ·· n ˜VF ˜ 1  kv j  n ¨1  VF ˜ 1  kv j ¸ ¸ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ¨¨ 3 2 © ¹¸ ˜ ¨ §1 ¸ 2 n n  1 · ¨  ¨ VF ˜ 1  kv j  1 ¸ ¸ ¹ © ©6 ¹































Der für den Lageraufbau zu verwendende Korrekturfaktor ergibt sich zu

Korrauf ,VF

RZ j ,VFk k j ,VF RZ k

Die Annäherung durch die steigende Gerade bezieht sich im Fall des Lageraufbaus gemäß Formel (5.7) auf die Mindestbestellmenge, so dass sich für den Korrekturfaktor durch das Einsetzen der Formeln (5.7) und (5.8) folgender Ausdruck ergibt:

Korrauf ,VF

LKZ j ,VFk k j ,VF LKZ k § 2 2 1 § · §1 ·· ¨ n ˜VF ˜ 1  kv j  n ¨1  VF ˜ 1  kv j ¸  ¨ VF ˜ 1  kv j  1 ¸ ¸ 3 2 © ¹ ©6 ¹¹ © n ˜  n  1 ˜ 1  kv j ˜VF















§ § 1 · § 1 2 1 1 ¨ n 2 ˜VF  n ¨  VF ¸  ¨  VF ¨ ¸ ¨ 1  kv j 6 ¨ 3 1 kv 2  j © ¹ © © n ˜  n  1 ˜VF

·· ¸¸ ¸¸ ¹¹



(5.24)

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

90

7 6

kv j =0

Korrauf,VF

5

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

4 3 2

1 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Anzahl Abrufintervalle n Abbildung 56: Korrauf,VF in Abhängigkeit der Anzahl Abrufintervalle und der Volumenflexibilität Der Korrekturfaktor nimmt für geringere Abrufraten und geringen Volumenflexibilitäten sehr hohe Werte an. In den Abbildungen 56 und 57 ist unter der Annahme, dass die Abweichungen der kundenseitigen Abnahme gegenüber der maximalen Abnahmemenge MaxBM über alle Abrufintervalle konstant sind, die resultierenden Korrekturfaktoren aufgetragen. Diese Annahme trifft bei geringen Abrufraten mit höherer Wahrscheinlichkeit zu. Dabei ist ersichtlich, dass mit zunehmender Abnahmemenge der Korrekturfaktor linear abnimmt. Würde man als Abrufzeitpunkt den Anfang jeder Planungsperiode annehmen, so bestünden keinerlei Abhängigkeiten von der Abnahmemenge.

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter Volumenflexibilität

91

2 1,8 1,6

VF =0,5

Korrauf,VF

1,4 1,2

kv kv=0 j=0

kv kv=0,1 j=0,1

kv kv=0,2 j=0,2

kv kv=0,3 j=0,3

kv kv=0,4 j=0,4

kv kv=0,5 j=0,5

kv kv=0,6 j=0,6

kv kv=0,7 j=0,7

kv kv=0,8 j=0,8

kv kv=0,9 j=0,9

kv kv=1 j=1

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Anzahl Abrufintervalle n Abbildung 57: Korrauf,VF in Abhängigkeit der Anzahl Abrufintervalle und der kundenseitigen Abnahme für VF=50% Der Lagerabbau verhält sich analog zum Lageraufbau, jedoch ist dessen Verlauf nicht symmetrisch zu einer horizontalen Linie. Der Grund dafür liegt in der unterschiedlichen Erzeugung der Lagermengenveränderung. Während es beim Lageraufbau die nicht abgenommenen Mengen einen Zuwachs verursachen, erzeugen beim Lagerabbau die abgenommenen Mengen eine Abnahme der im Lager befindlichen Menge. In Abbildung 58 sind wieder für eine Gesamtbedarfsmenge in Höhe von 600 Stück, einer angenommenen Volumenflexibilität von 100% sowie einer Abnahme von lediglich MinBM verschiedene Beispiele für eine unterschiedliche Anzahl an Abrufintervallen innerhalb eines Planungszeitraums von 180 Tagen dargestellt. Auffällig ist hierbei, dass die Lagerabbaukurven bei unterschiedlicher Anzahl von Abrufintervallen näher beieinander sind als beim Lageraufbau.

92

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

700

Lagerbestand

600 500

n=2

n=3

n=4

n=6

n=15

n=26

Annäherung

400 300 EBj+1 Bj+1 kvj+1 VF

200 100

=600 =600 =0 =100%

0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit Abbildung 58: Lagerabbaukurven für verschiedene Abrufintervalle Im Folgenden wird der Korrekturfaktor für den Lagerabbau hergeleitet, indem wieder beispielhaft für eine Anzahl Abrufintervalle und eine angenommene kundenseitige Abnahme sowie Volumenflexibilität die Lagerabbaukurven erläutert werden. 700 n=6 Bezug zu Beginn

Lagerbestand

600

n=6 Bezug zuletzt

b j 1 ˜ ¬ª1  Z1  kv j 1 ˜ D1  Z1 ¼º

Annäherung

500

b j 1 ˜ ª¬1  Z2  kv j 1 ˜ D2  Z2 º¼ 400

KV j 1

EBj Bj+1 kvj+1 VF

=600 =600 =0 =50%

300 200

b j 1 ˜ ª¬1  Z5  kv j 1 ˜ D5  Z5 º¼ 100

b j 1 ˜ ª¬1  Z6  kv j 1 ˜ D6  Z6 º¼

0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 59: Lagerabbaukurven für frühest und spätest mögliche kundenseitige Abnahmen bei sechs Abrufintervallen Wie aus Abbildung 59 ersichtlich, baut sich der Lagerbestand in der Periode j+1 um die innerhalb dieses Zeitraums abgenommene Menge KVj+1 ab. Bei einem sofortigen Bezug lassen sich die zusätzlichen Lagerhaltungskosten durch eine Rückwärtszählung bestimmen als

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter Volumenflexibilität

LKZ Start j 1 ,VF

k

93

n i § · b j 1 ˜ i c ˜ CPU k ˜ ¦ ¬ª1  Zn i 1  kv j 1 ˜ Di  Zi º¼ ˜ ¨T  ˜T ¸ n ¹ © i 1 n ª n i · i 1 º § i · § b j 1 ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ ¦ «¨1 VF ˜ ¸  2VF ˜ kv j 1 ˜ n  1 » ˜ ¨1  n ¸ n 1  © ¹ © ¹ ¬ ¼ i 1

§ n ¨ ¦ n 2 ˜ 1 VF  2 ˜ kv j 1 ˜VF  n ¨i 1 ¨ b j 1 ˜ i c ˜ CPU k ˜T ¨ n ˜ ¨  ¦ i ˜ 2VF ˜ n  n  1  4VF ˜ n ˜ kv j 1 n n  1 ¨ i 1 ¨ n ¨  ¦ i 2 ˜ VF  2VF ˜ kv j 1 ¨ © i 1

 









§ 2 §1 1 2 ¨ n ˜ ¨  VF  kv j 1 ˜VF 3 ©2 3 ¨ B j 1 ˜ i c ˜ CPU k ˜T ¨ 1 § · ˜ ¨ n ˜ ¨1  VF  kv j 1 ˜VF ¸ n ˜ n  1 2 © ¹ ¨ ¨ §1 1 1 ¨¨  ¨  VF  ˜ kv j 1 ˜VF ·¸ 3 ¹ © ©2 6



· ¸ ¸ ¸ ¸ ¸ ¸ ¸ ¸ ¸ ¹

·· ¸¸ ¹¸ ¸ ¸ ¸ ¸ ¸¸ ¹

(5.25)

Die Lagerhaltungskosten für den Lagerabbau bei einer spätest möglichen Abnahme ist durch folgende Beziehung einfach bestimmbar

LKZ Ende j 1 ,VF

k

LKZ Start j 1 ,VF  KV j 1 ˜ i c ˜ CPU k ˜ k

ª

T n

2 §1 1 ˜ ¨  VF  kv j 1 ˜VF 3 ©2 3

·º ¸» ¹» 1 1 2 · » «  ¨   VF  kv j 1 ˜VF ¸ » 3 ¹ ¼ ¬ © 2 3

n2 B j 1 ˜ i c ˜ CPU k ˜T « ˜« « § n ˜ n  1

(5.26)

Der mittleren zusätzlichen Lagerhaltungskosten ergeben sich anschließend zu

LKZ j 1 ,VFk

LKZ Ende , j 1 ,VFk  LKZ Start , j 1 ,VFk 2 § 2 § 2 4 ¨ n ˜ ¨1  VF  kv j 1 ˜VF 3 3 © ¨ B j 1 ˜ i c ˜ CPU k ˜T ¨ § 1 · ˜ ¨ n ¨1  VF  kv j 1 ˜VF ¸ 2 n n  1 2 ¹ ¨ © ¨ 1 1 § · ¨¨ VF ˜ ¨  ˜ kv j 1 ¸ ©6 3 ¹ ©

·· ¸¸ ¹¸ ¸ ¸ ¸ ¸ ¸¸ ¹

(5.27)

Die Annäherung des Risikozuschlags durch die fallende Gerade bezieht sich im Fall des Lagerabbaus auf die vom Kunden bezogene Menge in der Periode j+1., die wiederum gemäß Formel (5.11) der Größe '2 entspricht. Somit ergibt sich für den Korrekturfaktor Korrab,VF nach Einsetzen folgender Ausdruck:

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

94

Korrab ,VF

LKZ j 1 ,VFk '2

(5.28)

˜ i ˜ CPU k ˜T 2 c § 2 § 2 4 ¨ n ˜ ¨1  VF  kv j 1 ˜VF 3 3 © ©

1 · § ¸  n ˜ ¨1  2 VF  kv j 1 ˜VF ¹ © n ˜  n  1 ˜ 1  0 ,5VF  kv j 1 ˜VF



· ¸ VF ¹



§1 1 ·· ˜ ¨  ˜ kv j 1 ¸ ¸ ©6 3 ¹¹

Wie bereits in Abbildung 58 zu erkennen war, ist die Abweichung in Abhängigkeit der Abrufraten geringer als beim Lageraufbau. Auch sind die Abhängigkeiten von der Volumenflexibilität anders. Während bei höherer Volumenflexibilität die Lagerzuwachskurve sich der Geraden annäherte, geschieht dies beim Lagerabbau bei geringeren Volumenflexibilitäten. Der Grund hierfür ist die mit einer geringeren Volumenflexibilität einhergehenden konstanteren Abrufmengen pro Abrufintervall, so dass der Lagerabbau sehr gleichmäßig geschieht. Eine geringe Volumenflexibilität kann beim Lageraufbau durch die Unterschiedlichkeit des kundenseitigen Abnahmezeitpunktes sehr hohe Bestände verursachen, die stark von der Geraden abeichen, siehe Abbildung 53. 1,2 1,1 1

Korrab,VF

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3

kv j =0

0,2

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

0,1 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Anzahl Abrufintervalle n Abbildung 60: Korrab,VF in Abhängigkeit der Anzahl Abrufintervalle und der Volumenflexibilität Die kundenseitige Abnahmemenge verursacht ebenfalls im Gegensatz zum Lageraufbau kleinere Unterschiede in der Höhe des Korrekturfaktors. Somit kann bei einer festeglegten Volumenflexibilität unabhängig von der Abrufrate und fast unabhängig von der kundenseitigen Abnahme (mit einer Abweichung von maximal 20 Prozent) ein konstanter Korrekturfaktor für den Lagerabbau Korrab,VF angenommen werden.

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter Volumenflexibilität

95

1,2 1,15

Korrab,VF

1,1

kv=0

kv=0,1

kv=0,2

kv=0,3

kv=0,4

kv=0,5

kv=0,6

kv=0,7

kv=0,8

kv=0,9

1,05 1 0,95 0,9 0,85

VF =0,5

0,8 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Anzahl Abrufintervalle n Abbildung 61: Korrab,VF in Abhängigkeit der Anzahl Abrufintervalle und der kundenseitigen Abnahme Das Verhältnis des Einsatzes der Korrekturfaktoren hängt in erster Linie von der Änderungsflexibilität flexj+1 ab. Je höher diese ist, umso mehr überwiegt der Anteil an Lageraufbau im Vergleich zum Lagerabbau an den gesamten, zusätzlichen Lagerhaltungskosten. Setzt man die Beziehungen für den Lageraufbau aus (5.23) und für den Lagerabbau bis zum Zeitpunkt 'T aus (5.14) und (5.27) ins Verhältnis, so erhält man folgendes Verhältnis für die Kosten des Lagerauf- und abbaus:

LKZ Lageraufbau ,VF LKZ Lagerabbau ,VF 2 1 § · §1 · n 2 ˜VF ˜ 1  kv j  n ¨1  VF ˜ 1  kv j ¸  ¨ VF ˜ 1  kv j  1 ¸ T 3 2 © ¹ ©6 ¹ ˜ 2 4 1 'T · § · §1 1 · 2 § n ˜ ¨1  VF  kv j ˜VF ¸  n ¨1  VF  kv j ˜VF ¸ VF ˜ ¨  ˜ kv j ¸ 3 3 2 © ¹ © ¹ ©6 3 ¹











ª 2 2 1 § «n ˜VF 3 ˜ 1  kv j  n ¨1  2 VF ˜ 1  kv j © « « §1 · «  ¨ VF ˜ 1  kv j  1 ¸ 1  0 ,5VF ¹ ¬ ©6 ˜ flex j 1 ˜ VF ª 2 § 2 4 1 · § «n ˜ ¨1  3 VF  3 kv j ˜VF ¸  n ¨1  2 VF  kv j © ¹ © « « §1 1 · « VF ˜ ¨  ˜ kv j ¸ ©6 3 ¹ ¬













·¸¹º»

» » » ¼

·º ˜VF ¸ » ¹» » » ¼

(5.29)

In Abbildung 62 ist die Abhängigkeit dieses Quotienten von der Änderungsflexibilität flexj+1 und der Volumenflexibilität für sechs Abrufintervalle und einer minimalen kundenseitigen Abnahme (kv=0) dargestellt. Das Verhältnis steigt wie erwartet linear mit der Änderungsflexibilität und progressiv mit zunehmender Volumenflexibilität.

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

96

14 13

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

kvj=0 n=6

LKZLagerabbau, VF

LKZLageraufbau, VF

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

flex j+1

Abbildung 62: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Volumenflexibilitäten Bereits für Änderungsflexibilitäten, die größer als 0,5 sind, überwiegt der Lageraufbau. Wie aus Abbildung 63 ersichtlich, sind die Verhältnisse bei einer Volumenflexibilität von 50% bis zu einer 70%igen kundenseitigen Abnahme (kv=0,7) nahezu konstant. Erst mit größeren kundenseitigen Abnahmemengen überwiegen die Kosten für den Lageraufbau deutlich, dafür ist ihr Betrag dann deutlich kleiner. 12 11

LKZLagerabbau, VF

LKZLageraufbau, VF

10 9 8 7

kv kv=0 j=0

kv kv=0,1 j=0,1

kv kv=0,2 j=0,2

kv kv=0,3 j=0,3

kv kv=0,4 j=0,4

kv kv=0,5 j=0,5

kv kv=0,6 j=0,6

kv kv=0,7 j=0,7

kv kv=0,8 j=0,8

kv kv=0,9 j=0,9

0,5

1

n=6 VF=0,5

6 5 4 3 2 1 0 0

1,5

2

2,5

flex j+1

Abbildung 63: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene kundenseitige Abnahmen

3

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter zeitlicher Flexibilität

97

11 10 n=2

n=3

n=4

n=6

n=15

n=26

kvj=0 VF=0,5

LKZLagerabbau, VF

LKZLageraufbau, VF

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

flex j+1

Abbildung 64: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Abrufraten In Abbildung 64 ist das Verhältnis der zusätzlichen Lagerhaltungskosten in Abhängigkeit verschiedener Abrufraten bei kleinstmöglicher kundenseitiger Abnahme und einer Volumenflexibilität von 50% dargestellt. Je geringer die Abrufrate ist, desto mehr dominieren bei gegebener Änderungsflexibilität die aus dem Lageraufbau resultierenden Lagerhaltungskosten.

5.2

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter zeitlicher Flexibilität

Im Folgenden wird der Einfluss der zeitlichen Vertragsparameter auf die Risikozuschlagskalkulation dargestellt. Das Vorgehen ist analog zu dem des vorangegangenen Kapitels, außer dass das Risiko aus der gewährten zeitlichen Flexibilität zwar in Endbeständen (Residuen) resultieren kann, aber jedoch zu Beginn der nächsten Folgeperiode vollständig abgenommen werden muss. Es werden deshalb auch keine Korrekturfaktoren eingeführt, da alle Bestandsrisiken nur innerhalb einer Periode anfallen. Die zeitliche Flexibilität schafft einen Puffer, mittels dessen der Kunde eine avisierte Menge zu zeitlich frei gewünschten Zeitpunkten innerhalb eines Planungszeitraums einkaufen kann.

98

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

700

600

d=1

d=2

d=3

d=4

d=5

d=6

Annäherung

Lagerbestand

500

Bj p VF

400

=600 =1 =0

bj ˜ p

300

bj ˜ p 200

bj ˜ p 100

bj ˜ p 0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 65: Lagerbestandsverlauf bei Gewährleistung zeitlicher Flexibilität und sofortiger kundenseitiger Abnahme Je nach möglicher Verschiebungsintensität pXQG±GDXHUd entsteht ein Lagerbestand, dessen zeitlicher Verlauf für ein Beispiel mit sechs Abrufintervallen, einer Gesamtbedarfsmenge von 600 Stück sowie einem Zeitraum von 180 Tagen für unterschiedliche Verschiebungsdauern d und einer möglichen Verschiebungsintensität von 100% bei einer sofortigen kundenseitigen Abnahme in Abbildung 65 dargestellt ist. Die zusätzlichen Lagerhaltungskosten lassen sich für eine Periode j einfach berechnen als

d

LKZ Start j ,ZF

k

§

b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ ¦ ¨1  i 1© d

i 1 · n ¸¹

1· d i § b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ ¦ ¨1  ¸  ¦ n¹ i 1n i 1© § 2 nd  d  d 2 · ¸ ¸ 2n © ¹ § 2n 1 d · B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ d ˜ ¨ ¸ © 2n2 ¹

b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ ¨ ¨









(5.30)

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter zeitlicher Flexibilität

99

700

600

d=1

d=2

d=3

d=4

d=5

d=6

Annäherung

Lagerbestand

500

400

bj ˜ p 300

bj ˜ p 200

2bj ˜ p

100

0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 66: Lagerbestandsverlauf bei Gewährleistung zeitlicher Flexibilität und spätest möglicher kundenseitiger Abnahme Bezieht der Kunde mit zeitlicher Verzögerung erst zum Schluss eines Abrufintervalls wie im obig dargestellten Beispiel, so nutzt der Kunde quasi die zeitliche Flexibilität maximal aus und erhöht seine mögliche Verschiebungsdauer um einen Zähler. Die zusätzlichen Lagerhaltungskosten für den Hersteller ergeben sich für diesen Fall zu: d 1

LKZ Ende j ,ZF

k

b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜

i 1 d 1

b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜

§

i 1 · n ¸¹

§

1 · d 1 i

¦ ¨©1 

¦ ¨©1  n ¸¹  ¦ n

i 1

§ 2 nd  2 n  d  d 2 ¨ 2n2 ©

B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ ¨

 





(5.31)

i 1

· ¸ ¸ ¹

Der Unterschied beider Berechnungsverfahren wird gemäß Abbildung 67 (wie bei der Volumenflexibilität) bei geringen Verschiebungsdauern (Volumenflexibilitäten) sehr hoch, besitzt jedoch wesentlich geringere Niveaus als bei der Volumenflexibilität, siehe dazu Abbildung 55. Aus diesem Grund wird wieder das arithmetische Mittel zur Berechnung der zusätzlichen Lagerhaltungskosten verwendet.

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

100

n

1 0,9 0,8

p =1 0,7

'LKZ j 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 9 13 17 21 25 29

n

30

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

0

2

d

0,1

6

5

4

1

LKZ Start j

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Abbildung 67: Lagerkostendifferenz im Verhältnis zum Lagervolumen bei sofortiger Abnahme Damit ergeben sich für die durchschnittlichen, zusätzlichen Lagerhaltungskosten einer Periode j bei Gewähren zeitlicher Flexibilität:

LKZ j ,ZFk

LKZ Ende j ,ZF  LKZ Start j ,ZF k

k

2 § n  2 nd  d 2 · ¸ ¸ 2n2 © ¹

(5.32)

B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ ¨ ¨

Der Risikozuschlag bezieht sich zur innerhalb einer Periode bezogenen Menge. Hiermit ist bei der isolierten Betrachtung der Risiken aus zeitlicher Flexibilität somit die Gesamt-bedarfsmenge Bj die relevante Bezugsmenge, da diese auch spätestens zu Beginn der nächsten Periode abgenommen wird. Dadurch ergibt sich der Risikozuschlag durch gewährte zeitliche Flexibilität zu: § n  2 nd  d 2 · ¸ ¸ 2n2 © ¹

B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ ¨ ¨ RZ j ,ZF

B j ˜ CPU k



i c ˜T ˜ p ˜ n  2 nd  d 2 2n2

(5.33)



Risikozuschlagskalkulation bei gewährter zeitlicher Flexibilität

101

6,0%

n =d

5,0%

RZ j,ZF

4,0%

3,0%

p =1 i c =15% T =0,5 Jahre

2,0% n=2

n=3

n=4

n=5

n=6

n=10

n=15

n=20

n=26

n=30

1,0%

0,0% 0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

Verschiebungsdauer d

Abbildung 68: Risikozuschläge für verschiedene Verschiebungsdauern und Abrufraten Dabei nimmt mit zunehmender Verschiebungsdauer der Risikozuschlag lediglich degressiv zu, weil die verschiebbaren, konstanten Mengen bei zunehmender Verschiebungsdauer eine abnehmende Verweildauer besitzen und somit ihre Bestandeswirksamkeit schwächer ausgeprägt ist. Bei geringen Abrufraten ist der Risikozuschlag bei gleichen Bedarfsmengen und gleicher Verschiebungsdauer sowie –intensität höher, da höhere Abrufmengen während längerer Abrufintervalle im Lager verweilen.

5.2.1

Grenzwertbetrachtungen für die Änderungsflexibilität

Zur Vermeidung von Exzessrisiken gilt es wie bei Vorliegen der reinen Volumenflexibilität die Änderungsflexibilität in geeigneter Weise einzuschränken. Die Gesamtbedarfsmenge darf dabei das periodenbezogene Residuum der Vorperiode nicht unterschreiten. Daraus folgt für die minimale Änderungsflexibilität eine lineare Abhängigkeit von der maximal gewährten Verschiebungsdauer d.

B j 1 t PR j œ B j 1 t

B j ˜ p ˜d

œ flex j 1 t

flex min t

n p ˜d n

p ˜d n

(5.34)

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

102

Diese Schranke sollte wie bei der Volumenflexibilität kommuniziert und während der gemeinsamen Geschäftstätigkeit dringlich eingehalten werden. Es sollte vor allem vom Kunden bei einer Abgabe einer Änderungsflexibilität die mögliche Verschiebungsdauer und –intensität kritisch hinterfragt werden und im Falle einer möglichen Nichteinhaltung diesem Umstand entsprechend Rechnung getragen werden. Eine obere Schranke muss zur Vermeidung der hohen Lagerbestände bei Bedarfssprüngen definiert werden. Analog zur Entscheidungssituation in Abbildung 45 darf unter Kenntnis der Gesamtbedarfsmenge der übernächsten Periode (j+2) die Änderungsflexibilität der Periode j+1 maximal folgenden Betrag aufweisen:

flex j 1max  œ flex j 1

max

5.3

B j 2 Bj 

˜ flex min (5.35)

B j 2 p ˜ d ˜ Bj n

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass bei Gewähren einer gemischten Flexibilität die zeitliche Flexibilität nur dann in Anspruch genommen wird, wenn die negative Volumenflexibilität vollends ausgeschöpft ist (kv=0). Es wird kundenseitig eine Menge abgenommen, die somit kleiner ist als MinBM. Das Vorgehen ist analog zu dem beim Gewähren reiner Volumenflexibilität. Es werden zunächst lineare Annäherungen für den mehrperiodigen Fall gebildet, bevor diese mittels diskreter Formulierungen des einperiodigen Falls und zugehöriger Faktoren korrigiert werden.

5.3.1

Annäherung durch zeitlich linearen Risikoaufbau

Zunächst werden analog zu Formel (5.7) die zusätzlichen, als linear ansteigend angenommenen, zusätzlichen Lagerhaltungskosten des Lageraufbaus für die gemischte Flexibilität gemäß Formel (5.36) formuliert: k j ,GF LKZ k

MaxBM j  MinEM j

2 MaxBM j  MinBM j  PR j 2 B j VF  ZF

2 B j ˜ GF 2

˜ i c ˜T ˜ CPU k ˜ i c ˜T ˜ CPU k

(5.36) ˜ i c ˜T ˜ CPU k

˜ i c ˜T ˜ CPU k

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

103

Der Risikozuschlag bezieht sich wie bei der rein zeitlichen Flexibilität nicht auf die vom Kunden innerhalb einer Periode tatsächlich abgenommene Menge, sondern auf die mindestens garantierte Menge, die verschoben wurde. Im Fall der gemischten Flexibilität entspricht die Menge, auf die sich der Risikozuschlag bezieht, der Mindestbestellmenge MinBM. Der Risikozuschlag für einen beliebigen Fall lässt sich dann folgendermaßen ausdrücken:

B j ˜ GF

k j ,GF RZ

˜ i c ˜T ˜ CPU k 2 MinBM j ˜ CPU k GF ˜ i c ˜T 2 ˜ 1  0 ,5VF

12%

RZ ߣ j,GF

10%

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

(5.37)

p =1 n =6 ic =15% T =0,5 Jahre

8%

6%

4%

2%

0% 0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Verzögerungszeit als Anteil vom Planungszeitraum Abbildung 69: Risikozuschläge in Abhängigkeit Volumenflexibilität bei sechs Abrufintervallen

von

der

Verschiebungsdauer

und

104

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

6,5% 6,0%

p =1 VF =0,5 ic =15% T =0,5 Jahre

5,5%

RZ ߣ j,GF

5,0% 4,5%

n=3

4,0%

n=4 3,5%

n=6 n=15

3,0%

n=26 2,5% 2,0% 0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Verzögerungszeit als Anteil vom Planungszeitraum Abbildung 70: Risikozuschläge in Abhängigkeit von der Abrufrate bei einer Volumenflexibilität von 50% Gemäß Abbildung 69 steigt der Risikozuschlag sowohl in Abhängigkeit der Volumenflexibilität, als auch in Abhängigkeit der zugestandenen Verschiebungsdauer an. Abbildung 70 legt den sehr geringen Einfluss unterschiedlicher Abrufraten auf die idealisierten Risikozuschläge im einperiodigen Fall dar. Nachfolgend werden für die gemischte Flexibilität analog zum Vorgehen bei Vorliegen reiner Volumenflexibilität (siehe Kapitel 5.1.1) die durch Gesamtbedarfsänderungen verursachten Lagerverläufe aus Abbildung 71 hergeleitet. Lagerbestand

Lagerbestand

PRj '3

PRj

'2 '1 Tj

'1 'T

Tj+1

Zeit

'3

'2

Tj

Tj+1

Zeit

'T

Abbildung 71: Resultierender Lagerbestandsverlauf für unterschiedliche Bedarfsänderungen bei Vorliegen gemischter Flexibilität Der hier als linear steigend angenommene Endbestand resultiert beim Ausschöpfen beider Flexibilitätsarten (Volumen und Zeit) am Ende der Periode j zu:

EB j

VF ˜ B j  PR j

B j ˜ VF  ZF

(5.38)

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

105

Der in der Periode j+1 für den Lagerabbau relevante Lagerbestand, in Abbildung 71 mit '1 skizziert, ergibt sich durch den in Periode j gemäß Formel (5.38) erzeugten Endbestand abzüglich dem in Periode j auftretenden periodenbezogenen Residuums, da dieses gleich zu Beginn der Periode j+1 abgenommen werden muss.

'1 VF ˜ B j

(5.39)

Dieser Endbestand baut sich je nach kundenseitiger Abnahmemenge in Periode j+1 um die Menge '2 ab. Die eingezeichnete Menge '2 entspricht dabei im Minimum der in Periode j+1 minimal eingekauften Menge MinEMj+1 abzüglich des in der Periode j entstandenen, periodenbezogenen Residuums PRj, da dieses wiederum als vom Kunden abgenommene Menge innerhalb der Periode j+1 gilt. Aufgrund von Beziehung (4.8) sollte '2 immer größer oder gleich Null sein. Nimmt der Kunde somit in zwei aufeinander folgenden Perioden Anspruch von der zeitlichen Flexibilität, so ergibt sich für die zum periodenbezogenen Residuum zusätzlich abgenommenen Menge '2: !

'2

MinEM j 1  PR j t 0 B j 1 ˜ 1  0 ,5VF  ZF  B j ˜ ZF §

§

¨ ©

¨ ©

B j 1 ˜ ¨1  0 ,5VF  ZF ¨1 

1 flex j 1

(5.40) ·· ¸¸ ¸¸ ¹¹

Die Differenzmenge '3 ergibt sich analog wie bei der reinen Volumenflexibilität aus der Gesamtdifferenz des Endbestands aus Periode j+1 und der Differenz obiger beider Mengen '1 und '2 zu:

'3

EB j 1   '1  '2



VF ˜ B j 1  PR j 1  VF ˜ B j  MinEM j 1  PR j § 1 VF ˜ B j 1 ˜ ¨1  ¨ flex j 1 © ª

§

«¬

¨ ©

B j 1 ˜ «1 VF ˜ ¨0 ,5 

· PR j 1 ¸  MinBM j 1  ¸ flex j 1 ¹

1 flex j 1

(5.41)

· ZF º » ¸ ¸ flex j 1 » ¹ ¼

'T entspricht bei der gemischten Flexibilität analog zum Vorgehen bei reiner Volumenflexibilität folgendem Ausdruck: 'T

'1 ˜T '1  '3 VF ˜T flex j 1 ˜ 1  0 ,5VF  ZF

(5.42)

Der Risikozuschlag, bezogen auf die garantiert kundenseitig abzunehmende Mindestbestellmenge MinBM für den Planungszeitraum j+1 ergibt sich schließlich durch Einsetzen und Umformungen gemäß Formel (5.43) zu

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

106

k j 1 ,GF RZ

EB j 1 ˜T  '1 ˜ 'T ˜ ic ˜ 1 2 ˜ CPU k MinBM j 1 ˜ CPU k

§ · '2 ¨¨ EB j 1  1 ( '  ' ) ¸¸ ˜ i c ˜T 2 1 3 © ¹ B j 1 ˜ 1  0 ,5VF

(5.43)

ª VF 2 «VF  ZF  2 « flex j 1 1  0 ,5VF  flex j 1 ˜ ZF ¬ 1  0 ,5VF

º » ˜ i c ˜T 2 » ¼

20% 18%

ic T p n d

16%

RZ ߣ j 1,GF

14%

=15% =0,5 Jahre =1 =6 =0,5n

12%

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

10% 8% 6% 4% 2% 0% 0,5

1

1,5

2

2,5

3

flex j+1 Abbildung 72: Risikozuschläge für verschiedene Änderungs- und Volumenflexibilitäten bei gemischter Flexibilität In Abbildung 72 sind verschiedene Risikozuschläge für eine Verschiebungsdauer eines halben Planungszeitraums und verschiedene Volumenflexibilitäten dargestellt.

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

107

10%

ic T p n VF

9% 8%

RZ ߣ j 1,GF

7%

=15% =0,5 Jahre =1 =6 =0,5

d/n =0,1 d=0,1

d/n =0,2 d=0,2

d/n =0,3 d=0,3

d/n =0,4 d=0,4

d/n =0,5 d=0,5

d/n =0,6 d=0,6

d/n d=0,7 =0,7

d/n d=0,8 =0,8

6% 5% 4% 3% 2% 1% 0% 0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

flex j+1 Abbildung 73: Risikozuschläge für verschiedene Änderungsflexibilitäten und kundenseitige Abnahmemengen Abbildung 73 spiegelt bei einer Volumenflexibilität von 50% die Risikozuschläge verschiedener Verzögerungszeiträume wider. Der Verlauf ist für Änderungsflexibilitäten größer Eins nahezu konstant. Mit zunehmender Verzögerung steigt der Risikozuschlag zudem annähernd linear an. Wie aus den Abbildungen ersichtlich, sind nicht für alle Änderungsflexibilitäten und unterschiedlichen Vertragskonstellationen (VF, d, n) die Risikozuschläge aufgetragen. Dies liegt an einer notwendigen Begrenzung der Änderungsflexibilität, die Gegenstand des nächsten Kapitels ist.

5.3.2

Grenzwertbetrachtungen für die Änderungsflexibilität

Zur Definition einer unteren Schranke müssen bei der gemischten Flexibilität zwei Betrachtungen vorgenommen werden. Zum einen gilt es wie bei der Volumenflexibilität Exzessrisiken zu vermeiden, siehe auch Beziehung (5.16). Zum anderen sollte aber auch die minimale Einkaufsmenge einer Periode mindestens so groß wie das periodenbezogene Residuum aus der Vorperiode sein, siehe Beziehung (4.8). Analog zur reinen Volumenflexibilität und des in Abbildung 71 dargestellten Lagerverlaufs, sollte die Änderungsflexibilität flexj+1 zur Vermeidung von Exzessrisiken in jeder Nachfolgeperiode bei Vorliegen gemischter Flexibilität mindestens folgenden Betrag aufweisen:

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

108

'T d T œ '3 t 0 1 § œ 1 VF ˜ ¨0 ,5  flex © œ flex j 1 t

ZF · t0 ¸  flex ¹ j 1

(5.44)

VF  ZF 1  0 ,5VF

Mit Einsetzen der Beziehung (4.19) für die Gesamtflexibilität bei Standardverträgen ergibt sich als untere Schranke für die Änderungsflexibilität folgender einfacher Ausdruck:

GF 1  0 ,5VF GF t GFmax

flex min t

(5.45)

Entspricht p=1 und d=n, so darf die minimale Änderungsflexibilität durch Verwendung von Formel (4.20) für die maximale Gesamtflexibilität den Wert von Eins nicht unterschreiten. Dieser Sachverhalt ist auch in Abbildung 74 zu erkennen, in der untere Schranken für verschiedene Volumenflexibilitäten und Verzögerungszeiten als Anteile von gesamten Planungszeiträumen aufgetragen sind. Je geringer die Volumenflexibilität und die Verschiebungsdauern sind, umso geringer darf auch die Änderungsflexibilität sein. 1 0,9 0,8

flexmin

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3

p =1 n =6

0,2

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

0,1 0 0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Verzögerungszeit als Anteil vom Planungszeitraum Abbildung 74: Untere Schranken für die Änderungsflexibilität bei gemischter Flexibilität zur Vermeidung von Exzessrisiken

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

109

Des Weiteren darf wie erwähnt die vom Kunden zu minimal zu beziehende Einkaufsmenge nicht kleiner als das periodenbezogene Residuum der Vorperiode sein, da sonst die Menge '2 negativ wird und sich statt eines Lagerabbaus ein zusätzlich hinzukommender Lageraufbau (negativer Lagerabbau) bildet. Es muss somit als zusätzliche Bedingung für die minimale Änderungsflexibilität Folgendes formuliert werden:

'2 t 0 § 1 œ 1  0 ,5 ˜VF  ZF ¨1  ¨ flex j 1 © œ flex j 1 t

· ¸ t0 ¸ ¹

(5.46)

ZF 1  0 ,5VF  ZF

In Abbildung 75 sind die Schranken für die Bedingung aus (5.46) dargestellt. Die Verzögerung auf der Abszisse ist als Quotient aus d und n aufgetragen, nachfolgend als Anteil der Verzögerungszeit am Planungszeitraum beschrieben. Auffällig hierbei ist, dass mit sinkender Volumenflexibilität diese untere Schranke höher wird. Dies liegt darin begründet, dass bei geringerer Volumenflexibilität das periodenbezogene Residuum größer wird, siehe auch (4.17). Bei größeren, periodenbezogenen Residuen reduziert sich gemäß Abbildung 71 auch der mögliche Spielraum von Bedarfsanpassungen. 2

flexmin

1,5

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

1

0,5

0 0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Verzögerungszeit als Anteil vom Planungszeitraum Abbildung 75: Untere Schranken für die Änderungsflexibilität bei gemischter Flexibilität zur Vermeidung von negativem Lagerabbau Da keine Schranke die andere dominiert (immer größer oder kleiner als die andere ist) und beide Bedingungen gelten müssen, gilt es das Maximum beider Schranken als untere Schranke für die Änderungsflexibilität gemäß Beziehung (5.47) zu formulieren:

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

110

ZF ª VF  ZF º flex min t max « ; » ¬1  0 ,5VF 1  0 ,5VF  ZF ¼

(5.47)

Der resultierende Verlauf für diese untere Schranke ist in Abbildung 76 dargestellt. Bei geringen Verschiebungsdauern ist für hohe Volumenflexibilitäten die untere Schranke auch höher, während sich bei höheren Verschiebungsdauern der Sachverhalt zur Vermeidung des negativen Lagerabbaus umkehrt. Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass unabhängig von einer geforderten Volumenflexibilität die untere Schranke bis zu einer Verschiebungsdauer in Höhe von ca. 50% eines Planungszeitraums robust, d.h. in diesem Zusammenhang nahezu konstant, verhält, während sie für höhere Verschiebungsdauern stark ansteigt. Somit bleibt an dieser Stelle festzuhalten, dass bei gemischter Flexibilität unabhängig von der vereinbarten Volumenflexibilität die Abnahmeverzögerung nicht mehr als einen halben Planungszeitraum betragen sollte. 2,5

flexmin

2

1,5

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

1

p =1 n =6

0,5

0 0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Verzögerungszeit als Anteil vom Planungszeitraum Abbildung 76: Untere Schranke für die Änderungsflexibilität zur Gewährleistung beider Bedingungen Diese Schranke sollte wie bei der Volumenflexibilität kommuniziert und während der gemeinsamen Geschäftstätigkeit dringlich beachtet werden. Es sollte vor allem vom Kunden bei einer Abgabe einer Änderungsflexibilität die mindestens abzunehmende Menge kritisch hinterfragt werden und im Falle einer möglichen Nichteinhaltung diesem Umstand entsprechend Rechnung getragen werden. Eine obere Schranke muss zur Vermeidung der hohen Lagerbestände bei Bedarfssprüngen definiert werden. Analog zur Entscheidungssituation in Abbildung 45 darf unter Kenntnis der Gesamtbedarfsmenge der übernächsten Periode (j+2) die Änderungsflexibilität der Periode j+1 maximal folgenden Betrag aufweisen:

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

œ flex j 1



œ flex j 1



max

max

5.3.3

B j 2 Bj B j 2 Bj

˜

111

1 flex min

(5.48)

ª1  0 , 5VF 1  0 , 5VF  ZF º ˜ max « ; » ZF ¬ VF  ZF ¼

Diskrete Formulierung von Korrekturfaktoren für den mehrperiodigen Fall

Wie bei der reinen Volumenflexibilität tritt für den ersten Planungszeitraum (j=1) lediglich ein Lageraufbau auf, für die darauf folgenden Planungszeiträume treten Lagerauf- und abbau in unterschiedlichen Verhältnissen auf. Der Korrekturfaktor für alle nachfolgenden Perioden (j>1) kann somit analog zur Volumenflexibilität über eine Gewichtung der Effekte folgendermaßen formuliert werden:

RZ 1 ,GF RZ j ,GF

k1 ,GF Korrauf ,GF ˜ RZ

Korrab ,GF ˜

'T j

T 'T j T

 Korrauf ,GF

(5.49)

k j ,GF ˜ RZ

1

Abbildung 77 verdeutlicht die Lagerzuwachskurve für das Beispiel von sechs Abrufintervallen innerhalb eines Planungszeitraums von 180 Tagen und einer Volumenflexibilität von 50% für verschiedene Verschiebungsdauern, einer Verschiebungsintensität von 100% sowie einer sofortigen kundenseitigen Abnahme. 800

d=6

700

Bj n VF kv p

d=5 d=4

Lagerbestand

600

d=3 d=2

=600 =6 =0,5 =0 =1

PR j

d=1

500

d=0 400

300

200

MinBM j 100

0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 77: Lagerbestandsverlauf bei gemischter Flexibilität und sofortiger kundenseitiger Abnahme

112

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

Die Kurve mit d=0 gibt den Lagerzuwachs einer kundenseitigen Mindestabnahme von MinBM an. Die anderen Kurven mit unterschiedlichen Verschiebungsdauern geben das jeweilig möglich erzielbare periodenbezogene Residuum PRj+1 an. Die zusätzlichen Lagerkosten einer Periode j lassen sich allgemein als Summe der zusätzlichen Lagerkosten aus einer erreichbaren Volumenflexibilität und der zusätzlichen Lagerkosten des periodenbezogenen Residuums berechnen.

LKZ j ,VFk  LKZ j ,PRk 

LKZ j ,GFk













(5.50)

Die zusätzlichen Lagerkosten für gewährte Volumenflexibilitäten werden gemäß dem zwei Kapitel zuvor beschriebenen Vorgehen berechnet. In Abbildung 78 ist explizit das periodenbezogene Residuum für obiges Beispiel aus Abbildung 77 dargestellt. Hierbei wird nochmals anhand der Graphik deutlich, dass das periodenbezogene Residuum mit zunehmender Verschiebungsdauer in gleichem Masse wie die kumulierte Mindestbestellmenge im Lager wächst. 500

d=5

400

Lagerbestand

Bj n VF kv p

d=6

450

d=4

=600 =6 =0,5 =0 =1

b j ( 1  Zn )

d=3

350

d=2 300

b j ( 1  Z4 )

d=1

250

b j ( 1  Z3 )

200

PR j

b j ˜ Zd 1

150

b j ˜ Zd 1

100 50

b j ( 1  Z1 )

b j ˜ Zd 1

0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 78: Lagerbestandsverlauf des periodenbezogenen Residuums bei gemischter Flexibilität und sofortiger Abnahme Nach Erreichen der maximalen Verschiebungsdauer d sinkt der Lagerbestand kontinuierlich in jedem Abrufintervall um die Menge bj· Zd+1, da dies genau der Differenz aus dem durch die Volumenflexibilität erzeugten Lagerbestand und der nachträglich abzunehmenden Menge entspricht. Für ein nach der Verschiebungsdauer auftretendes Abrufintervall i entsteht der durch nicht kundenseitig abgenommene Mengen erzeugte Lagerbestand bj· (1- Zi). Zieht man von diesem Bestand die nachträglich abzunehmende, höhere Menge bj· (1- Zi-d) ab, erhält man für alle nachfolgenden Abrufintervalle k den konstanten Wert bj· Zd+1, um den sich der

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

113

Lagerbestand reduziert. Folgende Rechnung möge die Differenzbildung zum Erhalt der abnehmenden (negativen) Menge verdeutlichen:

b j ˜ 1  Zi k  b j ˜ 1  Zi k d



b j ˜ Zi k d  Zi k § i  k  d 1 i  k 1 ·  n 1 n  1 ¸¹ ©

b j ˜VF ˜ ¨

§ d · b j ˜VF ˜ ¨ ¸ © n 1 ¹

b j ˜ Zd 1

Lagerbestand

Die aus periodenbezogenen Residuen resultierenden zusätzlichen Lagerkosten lassen sich gemäß Abbildung 79 aus der Differenzbildung zweier Flächen errechnen:

A

d ˜T

n

n  d ˜T n

-

B

Zeit

Abbildung 79: Vorgehen zur Bestimmung der zusätzlichen Lagermengen periodenbezogener Residuen bei sofortiger Abnahme Die mit „A“ indizierte Fläche abzüglich der mit „B“ indizierten Fläche multipliziert mit den Stückkosten und dem Kapitalzins ergeben die gesuchten zusätzlichen Lagerhaltungskosten für das periodenbezogene Residuum. Die Fläche „A“ lässt sich analog zu Formel (5.30) für die reine, zeitliche Flexibilität berechnen. Im Fall der gemischten Flexibilität ist der Lagerzuwachs des periodenbezogenen Residuums geringer, da auch die verschiebbare Menge mit gewährter Volumenflexibilität abnimmt. Der Term des Lageraufbaus bei gemischter Flexibilität wird um die Differenz aus der Gesamtbedarfsmenge und der Mindestbestellmenge kleiner als bei der rein zeitlichen Flexibilität. Somit ergeben sich die Lagerhaltungskosten der Fläche „A“ zu:

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

114

d

LKZ Start , j ,A,k

§

b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ ¦ ¨1  i 1©

i 1 · ˜ 1  Zi n ¸¹



d i 1 · § i 1 · § b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ ¦ ¨1  ¸ ˜ ¨1 VF n  1 ¸ n © ¹ © ¹ i 1

ªd º 2 « ¦ n VF ˜ n  1 VF  » « » b j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ˜ p ˜ «i 1 » d d « 2» ˜    ˜  ˜ VF n n 1 2VF i VF i  ¦ ¦ « » i 1 ¬i 1 ¼ ª 3 VF 1 · VF 1 · º 2 § §VF  d ˜ ¨n ¨  ¸  ¸» «d ˜ p ˜ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T « 3 © © 2 2 ¹ 2 2 ¹» ˜ « » § VF 1 · VF 1 · n 2 n  1 « d ˜ ¨ n 2  n §¨ »  ¸  ¸ 2¹ «¬ »¼ © 2 2¹ 6 ©





Für die Fläche B ergibt sich entsprechend: n d T p ˜ b j ˜ i c ˜ CPU k ˜ ˜ Zd 1 ˜ ¦ i n i 1 n  d ˜ n  d  1  T d p ˜ b j ˜ i c ˜ CPU k ˜ ˜VF ˜ n n 1 2 p ˜ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ª 3 VF VF · 2 § ˜ «d ˜  d ˜ ¨ VF ˜ n  d 2 2 ¸¹ © n 2 n  1 ¬

LKZ Start , j ,B k

§VF 2 VF · º n  n ˜¨ 2 ¸¹ »¼ © 2

Aus der Summation und Differenz ergeben sich schließlich die zusätzlichen Lagerhaltungskosten aus der zusätzlich gewährten zeitlichen Flexibilität bei sofortiger Abnahme zu:

LKZ Start , j ,PRk

LKZ j ,Ak  LKZ j ,B k

B j ˜ i c ˜ p ˜ CPU k ˜T ª 3 VF ˜ « d ˜ d 2 6 n 2 n  1 ¬

(5.51) § §VF 1 ˜ ¨n ¨  © © 2 2

· 1 ¸ 2 ¹

· ¸ d ¹

§ §VF · n 1 VF ˜ ¨n 2 ¨ 1 ¸    © 2 ¹ 2 2 6 ©

·º ¸» ¹¼

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

115

800

700

d=6 d=5 d=4

Lagerbestand

600

d=3 d=2

500

PR j

d=1 d=0

400

300

200

MinBM j 100

0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 80: Lagerbestandsverlauf bei gemischter Flexibilität und spätest möglicher kundenseitiger Abnahme 500 450

d=6 d=5

400

Lagerbestand

d=4 350

d=3 d=2

300

Bj n VF kv p

=600 =6 =0,5 =0 =1

d=1

250 200 150 100 50 0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 81: Lagerbestandsverlauf des periodenbezogenen Residuums bei gemischter Flexibilität und spätest möglicher Abnahme Ein spätest möglicher kundenseitiger Bezug ist in Abbildung 80 und Abbildung 81 dargestellt. Die Lagermenge ist für die Residualmengen geringer als bei einer sofortigen kundenseitigen

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

116

Lagerbestand

Abnahme. Der Grund hierfür liegt darin, dass der Lagerbestand bei einer gegebenen Volumenflexibilität ohne Zeitflexibilität (d=0) und minimalen Abnahmemenge bei späteren Abnahmezeitpunkten einen höheren Wert aufweist als bei sofortigen Abnahmen. Da beim periodenbezogenen Residuum eine Verschiebung der minimalen Abnahmemenge im nachfolgenden Abrufintervall sofort lagerwirksam wird und dessen Betrag sich bei beiden Abnahmezeitpunkten aus der Differenz der minimalen Bestell- und Einkaufsmenge ergibt, steigt die Residualmenge bei späteren Abnahmezeitpunkten langsamer an als bei früheren Abnahmezeitpunkten. In unterer Abbildung ist die Differenzmenge beider Abnahmezeitpunkte graphisch verdeutlicht. Die zusätzlich entstehende Lagermenge ist bei einem spätest möglichen Abnahmezeitpunkt um die mit „C“ indizierte Fläche geringer als die Lagermenge bei sofortiger kundenseitiger Abnahme.

Sofortige Abnahme

Spätest mögliche Abnahme

d ˜T

n

C

n  d ˜T n

Zeit

Abbildung 82: Residualmengenentwicklung für unterschiedliche Abnahmezeitpunkte

Die durch die Fläche „C“ zusätzlich resultierenden Lagerkosten ergeben sich einfach zu:

LKZ j ,C k

º T ªd b j ˜ i c ˜ p ˜ CPU k ˜ ˜ « ¦ 1  Zi  Zd 1 ˜  n  d » n «¬i 1 »¼ B j ˜ i c ˜ p ˜ CPU k ˜T ª 2 VF VF · º § ˜ «d ˜  d ˜ ¨ n 1 VF  1  2 2 ¸¹ »¼ © n 2 n  1 ¬

Dadurch erhält man für die durchschnittlichen, zusätzlichen Lagerkosten zur Bevorratung der Residualmengen:

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

LKZ j ,PRk

LKZ Start , j ,PRk 

ª 3 «d B j ˜ i c ˜ p ˜ CPU k ˜T « ˜ « n 2 n  1 « d ¬«

117

LKZ j ,C k 2

1 · 1 VF § VF · 2 § §VF ˜¨ ¸  d ˜ ¨n ¨ 2  2 ¸  2  4 © 6 ¹ © ¹ © § 2 § VF · VF § · VF · ˜ ¨ n ¨1  ¸  n ¨ 2  1 ¸  12 ¸ 2 © ¹ © ¹ © ¹

·º ¸» ¹» » » »¼

(5.52)

Mit der Bedingung, dass bei Gewähren einer zeitlichen Flexibilität kv=0 ist, lassen sich zusammenfassend die zusätzlichen Lagerhaltungskosten aus gewährter Volumen- und Zeitflexibilität unter der Annahme einer maximalen Verschiebungsintensität (p=1) einfach zusammenfassen und berechnen als:

LKZ j ,GFk

LKZ j ,VFk  LKZ j ,PRk

§ 3 § VF · VF · · 2 § ¨d ˜ ¨  ¸  d ˜ ¨ n VF  1  1  2 ¸ ¸ © 3 ¹ © ¹¸ ¨ B j ˜ i c ˜ CPU k ˜T ¨ VF · ¸ § 2 ˜ ¨ d ˜ ¨ n  2 VF  n  2 VF  ¸ 6 ¸¹ ¸ © 2 n 2 n  1 ¨ ¨ 2 ¸ VF · § VF · ¸ ¨¨  VF ˜ n 3  n 2 §¨1   n ¨1  2 ¸¹ 6 ¸¹ ¸¹ © © © 3

(5.53)

Der bei gemischter Flexibilität für den Lageraufbau zu verwendende Korrekturfaktor ergibt sich durch Bezug auf die idealisierten zusätzlichen Lagerhaltungskosten gemäß (5.54) zu:

Korrauf ,GF

LKZ j ,GFk k j ,GF LKZ k

§ 3 § VF · VF · · 2 § ¨d ˜ ¨  ¸  d ˜ ¨ n VF  1  1  2 ¸ ¸ © 3 ¹ © ¹¸ ¨ ¨ VF · ¸ § 2 ¨ d ˜ ¨ n  2 VF  n  2 VF  ¸ 6 ¸¹ ¸ © ¨ ¨ 2 § VF · § VF · ¸ ¨¨  VF ˜ n 3  n 2 ¨1  ¸  n ¨1  6 ¸ ¸¸ 3 2 © ¹ © ¹ ¹ © n 2  n  1 ˜ GF

(5.54)

Wie bei der Volumenflexibilität sinkt der Wert des Korrekturfaktors mit zunehmender Abrufrate. Aus Abbildung 83 ist erkennbar, dass mit höherer Volumenflexibilität die Annäherung näher an der Realität ist. In Abbildung 84 sind die Korrekturfaktoren für den Lageraufbau in Abhängigkeit der Abrufrate und Verschiebungsdauern von maximal 60% des Planungszeitraums aufgetragen, da wie in Kapitel 5.3.2 erwähnt, bei der gemischten Flexibilität eine Verschiebungsdauer von mehr als einem halben Planungszeitraum nicht sinnvoll erscheint. Aus diesen Analysen lässt sich entnehmen, dass mit geringerer Zeitflexibilität die Annäherung an der Realität höher ist.

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

118

2,5

p =1 d/n = 0,5

Korrauf,GF

2

1,5

1

0,5

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Anzahl Abrufintervalle n Abbildung 83: Korrauf,GF in Abhängigkeit der Abrufrate und der Volumenflexibilität bei einer zeitlichen Verzögerung eines halben Planungsintervalls 2,5

p VF

Korrauf,GF

2

=1 = 0,5

1,5

1

0,5

d/n=0,1 d=0,1

d/n =0,2 d=0,2

d/n=0,3 d=0,3

d/n =0,4 d=0,4

d/n=0,5 d=0,5

d/n =0,6 d=0,6

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Anzahl Abrufintervalle n Abbildung 84: Korrauf,GF in Abhängigkeit der Abrufrate und der Verschiebungsdauer bei einer Volumenflexibilität von 50% Im Folgenden wird der Korrekturfaktor für den Lagerabbau erläutert, indem wieder beispielhaft für eine Abrufrate, eine Volumenflexibilität und verschiedene Verschiebungsdauern die Lagerabbaukurven für eine frühest und spätest mögliche kundenseitige Abnahme dargestellt und hergeleitet werden.

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

119

700

Lagerbestand

600

500

b j 1 ˜ 1  Z1 400

MinBM j 1

b j 1 ˜ 1  Z2 300

b j 1 ˜ 1  Z3 200

EBj+1 =600 Bj+1 =600

VF=50% p=1

100

d=1

d=2

d=3

d=4

d=5

d=6

0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 85: Lagerabbaukurven für frühest mögliche kundenseitige Abnahmen bei sechs Abrufintervallen und einer Volumenflexibilität von 50% Wie aus Abbildung 85 ersichtlich baut sich der Lagerbestand mit höherer Verschiebungsdauer in der Periode j+1 langsamer ab. Bei höchster Verschiebungsdauer findet kein Lagerabbau statt, so dass hier der Endbestand aus der Vorperiode j abzüglich des Residuums derselben Periode den gesamten, nachfolgenden Planungszeitraum im Lager verweilen würde. Bei einer spätest möglichen Abnahme beträgt die Lagerverweildauer ein Abrufintervall mehr, wie in Abbildung 86 zu erkennen ist. 700

Lagerbestand

600

500

b j 1 ˜ 1  Z1 400

MinBM j 1

b j 1 ˜ 1  Z2 300

b j 1 ˜ 1  Z3 200

EBj+1 =600 Bj+1 =600

VF=50% p=1

100

d=1

d=2

d=3

d=4

d=5

d=6

0 0

30

60

90

120

150

180

Zeit

Abbildung 86: Lagerabbaukurven für spätest mögliche kundenseitige Abnahmen bei sechs Abrufintervallen und einer Volumenflexibilität von 50%

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

120

Spätest mögliche Abnahme

Lagerbestand

Lagerbestand

Sofortige Abnahme

T

Zeit

A–B

T

Zeit

A–B+C

C

A

B

Abbildung 87: Vorgehen zur Bestimmung der Lagerabbaukurven bei gemischter Flexibilität und unterschiedlicher Abnahmezeitpunkte

Die zusätzlichen Lagerhaltungskosten des Lagerabbaus bei gemischter Flexibilität lassen sich gemäß Abbildung 87 durch die Differenz- und Summenbildung verschiedener Mengen mit anschließender Multiplikation mit den Stückkosten und dem Kapitalzins ableiten. Die Fläche „A“ entspricht hierbei einem kundenseitigen Bestellverhalten ohne zeitliche Verzögerung (d=0), somit der Mindestbestellmenge MinBM. Die mit „B“ indizierte Fläche mit dazugehörigen Lagerhaltungskosten lässt sich ausdrücken als

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

LKZ j 1 ,B k

B j 1 ˜ i c n2

B j 1 ˜ i c n2

121

º T ªn d b j 1 ˜ i c ˜ CPU k ˜ p ˜ ˜ « ¦ 1  Zi ˜  n  d  1  i » n ¬« i 1

ªn d 2 «¦n ˜ p ˜ CPU k ˜T « i 1 « n  1 « VF ˜ d  « ¬ ª 3 VF «d ˜ 6 ˜ p ˜ CPU k ˜T « « n § n  1 « d ˜ ¨ ©2 ¬«

¼»

º » » » n d n d  n  n  1  2VF ˜ ¦ i VF ˜ ¦ i 2 »» i 1 i 1 ¼

 nd  d  1 VF ˜ n VF ˜ d VF 

(5.55)

§n 1 1 ·  d 2 ˜ ¨   n ˜VF ¸ ©2 2 2 ¹

º » » 3 n VF 3 » 2 VF 2 1 VF · n n  ˜n      ˜n » 2 2 6 ¸¹ 2 2 6 ¼»

Somit ergeben sich die zusätzlichen Lagerhaltungskosten des Lagerabbaus bei frühest möglicher Abnahme zu:

LKZ Start , j 1 ,GFk

MinBM j 1  LKZ j 1 ,B k ª 3 VF ·º 2 §n 1 1 « d ˜ 6  d ˜ ¨ 2  2  2 n ˜VF ¸ » © ¹» « B j 1 ˜ i c ˜ p ˜ CPU k ˜T « §n 2 VF 2 1 VF · » ˜n   « d ˜ ¨  n  » 2 2 6 ¸¹ » ©2 n 2 n  1 « « §VF 1 · §VF · n » «n 3 ˜ ¨  ¸  n2 ˜ ¨ 1 ¸  » 2¹ ©6 © 2 ¹ 2 ¼» ¬«

(5.56)

Zur Bestimmung der Lagerkosten des Lagerabbaus bei spätest möglicher Abnahme gilt es die Lagerhaltungskosten der mit „C“ indizierten Fläche hinzuzuaddieren. Die Lagerhaltungskosten der Fläche „C“ entsprechen dabei:

LKZ j 1 ,C k

º T ªn d ˜ « ¦ 1  Zi » n ¬« i 1 ¼» n d º B j 1 ˜ i c ˜ p ˜ CPU k ˜T ªn d ˜ « ¦  n  1 VF VF ˜ ¦ i » 2 n n  1 i 1 ¼» ¬« i 1

b j 1 ˜ i c ˜ CPU k ˜ p ˜

ª 2 § VF · VF §  d ¨ n VF  1  1  d  B j 1 ˜ i c ˜ p ˜ CPU k ˜T « ¨© 2 ¸¹ 2 © ˜« « 2 § VF · § VF · n 2 n  1  n ¨1  « n ¨1  2 ¸¹ 2 ¸¹ © © ¬

(5.57) ·º ¸» ¹» » » ¼

Dadurch erhält man für die durchschnittlichen, zusätzlichen Lagerkosten des Lagerabbaus bei gemischter Flexibilität:

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

122

LKZ j 1 ,GFk

B j 1 ˜ i c n2

LKZ Start , j 1 ,GFk 

LKZ j 1 ,C k

ª 3 VF « d ˜ 6 « ˜ p ˜ CPU k ˜T « § 2 ˜ « d ˜ ¨ n « © n  1 « «n 3 ˜ §VF ¨6 « © ¬

2 § § 1 VF · VF 1 · º  d 2 ˜ ¨n ¨   ¸» ¸ 2 ¹» © ©2 2 ¹ 4 §VF · §VF · VF · »» ˜¨ 1 ¸  n ˜ ¨ 1 ¸  ¸ © 2 ¹ © 2 ¹ 12 ¹ » » 1· VF » §VF 1 ·  ¸  n2 ˜¨  ¸n ˜ 2¹ 2¹ 4 »¼ ©4

(5.58)

Die Annäherung des Risikozuschlags durch die fallende Gerade bezieht sich im Fall des Lagerabbaus unter Hinzunahme von Beziehung (5.36) auf die idealisierten, zusätzlichen Lagerhaltungskosten der gemischten Flexibilität. Somit ergibt sich für den Korrekturfaktor Korrab,GF nach Einsetzen folgender Ausdruck:

Korrab ,GF

LKZ j 1 ,GFk k j 1 ,GF LKZ k ª 3 VF § § 1 VF · VF 1 ·  d 2 ˜ ¨n ¨   ¸ « d ˜ ¸ 6 2¹ © ©2 2 ¹ 4 « « § 2 §VF · §VF · VF · 2 ˜ p ˜ « d ˜ ¨ n ˜ ¨ 1 ¸  n ˜ ¨ 1 ¸  ¸ « © 2 ¹ © 2 ¹ 12 ¹ © « « n 3 ˜ §VF  1 ·  n 2 ˜ §VF  1 ·  n ˜VF ¨6 ¨4 «¬ 2 ¸¹ 2 ¸¹ 4 © ©

º » » » » » » » »¼

(5.59)

n 2 n  1 ˜ GF Wie bei der Volumenflexibilität ist der Korrekturfaktor für den Lagerabbau kleiner als derjenige für den Lageraufbau. Bei Vorliegen geringerer Volumenflexibilitäten weist der Korrekturfaktor höhere Werte auf, da in diesen Fällen der Lagerabbau schwächer ausgeprägt ist. Für eine höhere Anzahl an Abrufintervallen nimmt der Korrekturfaktor konstante Werte an. Bei einer Anzahl von drei Abrufintervallen ist der Korrekturfaktor nahezu unabhängig von der Volumenflexibilität.

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

123

Korrab,GF

1,5

1

p d

0,5

=1 =0,5n

VF=0,1

VF=0,2

VF=0,3

VF=0,4

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Anzahl Abrufintervalle n Abbildung 88: Korrab,GF in Abhängigkeit von der Abrufrate und der Volumenflexiblilität Abbildung 89 zeigt den Einfluss verschiedener zeitlichen Verschiebungsdauern und Abrufraten auf. Mit zunehmenden zeitlichen Verschiebungsdauern nimmt der Korrekturfaktor höhere Werte an, da der reelle Lagerbestandsverlauf in diesen Fällen konkaver verläuft.

Korrab,GF

1,5

1

p VF

0,5

=1 =0,5

d/n=0,1

d/n=0,2

d/n=0,3

d/n=0,4

d/n=0,5

d/n=0,6

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Anzahl Abrufintervalle n Abbildung 89: Korrab,GF in Abhängigkeit von der Abrufrate und der Verschiebungsdauer

26

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

124

Das Verhältnis des Einsatzes der Korrekturfaktoren hängt auch bei der gemischten Flexibilität von der Änderungsflexibilität flexj+1 ab. Je höher diese ist, umso höher ist auch hier der Einfluss des Lageraufbaus, da die Zeit des Lagerabbaus geringer ausfällt. Setzt man die Beziehungen für den Lageraufbau aus (5.53) und für den Lagerabbau bis zum Zeitpunkt 'T aus (5.42) und (5.58) ins Verhältnis, so erhält man unter der Annahme einer maximalen Verschiebungsintensität (p=1) folgendes Verhältnis für die Kosten des Lagerauf- und abbaus bei Vorliegen gemischter Flexibilität:

LKZ Lageraufbau ,GF LKZ Lagerabbau ,GF

1  0 ,5VF ˜ flex j 1  ZF 2 ˜VF

˜

ª 3 § VF · VF · º 2 § «d ˜ ¨  3 ¸  d ˜ ¨ n VF  1  1  2 ¸ » © ¹ © ¹» « « VF · » § 2 « d ˜ ¨ n  2 VF  n  2 VF  » 6 ¸¹ » © « « 2 § VF · § VF · »  n ¨1  «  VF ˜ n 3  n 2 ¨1  » 2 ¹¸ 6 ¹¸ ¼» © © ¬« 3 ª 3 § VF · 1 · 1 VF 2 § §VF «d ˜ ¨  ¸  d ˜ ¨n ¨ 2  2 ¸  2  4 © 3 ¹ ¹ © © « « § 2 § VF · §VF · VF · « d ˜ ¨ n ˜ ¨1  n ˜¨ 1 ¸  ¸ 2 ¸¹ « © © 2 ¹ 12 ¹ © « « n 3 ˜ §VF  1 ·  n 2 ˜ §VF  1 ·  n ˜VF ¨6 ¨4 «¬ 2 ¸¹ 2 ¸¹ 4 © ©

(5.60)

·º ¸» ¹» » » » » » »¼

Wie aus Formel (5.60) ersichtlich, ist der Einfluss der Änderungsflexibilität flexj+1 auf das Verhältnis der zusätzlichen Lagerhaltungskosten linear. In Abbildung 90 ist das Verhältnis der zusätzlichen Lagerhaltungskosten des Lagerauf- und abbaus für verschiedene Volumenflexibilitäten bei sechs Abrufintervallen und einer verzögerten Abnahme in Höhe eines halben Planungszeitraums dargestellt. Im Gegensatz zur reinen Volumenflexibilität steigt der Quotient mit abnehmender Volumenflexibilität. Dies ist dadurch zu begründen, dass gemäß Beziehung (4.18) mit höherer Volumenflexibilität bei gleicher Verzögerungszeit als Anteil vom Planungszeitraum die zeitliche Flexibilität sinkt und damit der Zähler in Formel (5.60) ansteigt. Wie aus Abbildung 80 für den Lageraufbau und Abbildung 85 sowie Abbildung 86 für den Lagerabbau zusätzlich zu ersehen ist, steigt mit zunehmender zeitlicher Flexibilität die Konkavität der Lagerabbaukurve stärker an als beim Lageraufbau. Dies führt zu einer höheren Bedeutung des Lagerabbaus bei steigender zeitlicher Flexibilität, was auch aus Abbildung 91 zu ersehen ist, in der für verschiedene Verschiebungsdauern und einer Volumenflexibilität von 50% der Quotient aufgetragen ist.

Risikozuschlagskalkulation bei gewährter gemischter Flexibilität

125

15

LKZLagerabbau

LKZLageraufbau

14 13

VF=0,1

VF=0,2

12

VF=0,3

VF=0,4

11

VF=0,5

VF=0,6

VF=0,7

VF=0,8

VF=0,9

VF=1

10 9 8 7 6

d/n =0,5n n =6 p =1

5 4 3 2 1 0 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

flex j+1

Abbildung 90: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Volumenflexibilitäten

10 9

LKZLagerabbau

LKZLageraufbau

8 7

d/n=0,1

d/n=0,2

d/n=0,3

d/n=0,4

d/n=0,5

d/n=0,6

6 5 4 VF =0,5 n =6 p =1

3 2 1 0 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

flex j+1 Abbildung 91: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Verschiebungsdauern

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

126

10

LKZLagerabbau

LKZLageraufbau

9 8

n=2

n=3

n=4

7

n=6

n=15

n=26

6 5 4 VF =0,5 d/n =0,5 p =1

3 2 1 0 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

flex j+1 Abbildung 92: Verhältnis der Lagerhaltungskosten beim Lagerauf- und abbau für verschiedene Abrufraten Wie bereits aus Formel (5.60) und aus Abbildung 91 ersichtlich, ist die Abhängigkeit des Verhältnisses der Lagerhaltungskosten direkt linear abhängig von der zum Planungszeitraum anteiligen Verzögerungsdauer d/n. Mit zunehmender Anzahl an Abrufintervallen steigt die Zeitflexibilität degressiv an. Dadurch sinkt gemäß Beziehung (5.60) der Anteil an zusätzlichen Lagerhaltungskosten beim Lageraufbau im Vergleich zum Lagerabbau mit zunehmender Anzahl an Abrufintervallen.

5.4

Vorgehen zur Gestaltung und Bewertung flexibilitätsorientierter Rahmenverträge

Mittels der in den vorangegangenen Kapiteln dargestellten Berechnungsverfahren für unterschiedliche Flexibilitäten soll im Folgenden skizziert werden wie diese Risikozuschläge einen Niederschlag in einer Kunde-Hersteller-Beziehung finden können. Die Zuschläge können zum einen im Voraus über eine Annahme von Eintrittswahrscheinlichkeiten verschiedener Sachverhalte ermittelt werden. Zum anderen kann aber auch vertraglich festgehalten werden, dass nach Ablauf eines Planungszeitraums die zusätzlichen Lagerhaltungskosten vom Kunden oder anteilig entgolten werden. Abbildung 93 verdeutlicht schematisch die Vorgehensschritte zur Risikozuschlagskalkulation beider Fälle bei Gewähren unterschiedlicher Flexibilitäten. Fixe Größen in das Berechnungsverfahren stellen die Länge eines Planungszeitraums T, die Anzahl Abrufintervalle n, die zu gewährende Volumen- und/oder Zeitflexibilität (VF und/oder ZF) sowie eine minimale und maximale Änderungsflexibilität flex zur Vermeidung von Exzessrisiken dar. Besteht Einigkeit

Vorgehen zur Gestaltung und Bewertung flexibilitätsorientierter Rahmenverträge

127

darüber, dass im Voraus ein Risikozuschlag vertraglich festgehalten werden sollte, so geschieht dies über Sensitivitätsanalysen mithilfe mehrerer sinnvoller Annahmen. Der Vorteil solch eines Verfahrens ist, dass man nur einmal diese Berechnungen durchführen muss und nur bei sehr großen Abweichungen Einmalzahlungen oder Anpassungen des Risikozuschlags vornimmt.

(1) Volumenflexibilität

Ex Ante Kalkulation

Ex Post Kalkulation

Fixierung der Vertragsparameter [T, n, VF, flexmin, flexmax]

(2) Zeitflexibilität

Ex Ante Kalkulation

Ex Post Kalkulation

Fixierung der Vertragsparameter [T, n, ZF, flexmin, flexmax]

(3) Gemischte Flexibilität

Ex Ante Kalkulation

Ex Post Kalkulation

Fixierung der Vertragsparameter [T, n, VF, ZF, flexmin, flexmax]

Annahme

Beobachtung

Annahme

Beobachtung

Annahme

Beobachtung

von Bedarfsänderungen und Abnahmeverhalten

von Bedarfsänderungen und Abnahmeverhalten

von Bedarfsänderungen und Abnahmeverhalten

von Bedarfsänderungen und Abnahmeverhalten

von Bedarfsänderungen und Abnahmeverhalten

von Bedarfsänderungen und Abnahmeverhalten

Idealisierte Risikozuschlagskalkulation

kVF RZ Berechnung von Korrekturfaktoren für diskrete Lagerverläufe

RZVF Angenommene, reelle Risikozuschläge

Reelle Risikozuschläge

Berechnung von Risikozuschlägen für diskrete Lagerverläufe

RZ ZF Angenommene, reelle Risikozuschläge

Reelle Risikozuschläge

Idealisierte Risikozuschlagskalkulation

kGF RZ Berechnung von Korrekturfaktoren für diskrete Lagerverläufe

RZ GF Angenommene, reelle Risikozuschläge

Reelle Risikozuschläge

Abbildung 93: Vorgehen zur Gestaltung und Bewertung flexibilitätsorientierter Rahmenverträge

128

Risikoverhalten standardisierter Flexibilitätsverträge

Das Vorgehen wird zu zunächst am Beispiel der vorvertraglichen Abschätzung der durch angenommene Lagerrisiken auftretenden Risikozuschläge erläutert. Bei Vorliegen reiner Volumenflexibilität im Fall (1) gilt es in einem ersten Schritt das kundenseitige Abnahmeverhalten kv mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten q zum Erhalt idealisierter Risikozuschläge des einperiodigen Falls zu variieren. In einem nachfolgenden Schritt werden mittels der Wahrscheinlichkeitsvariable s für die Änderungsflexibilität s(flex) Risikozuschläge für den mehrperiodigen Fall berechnet, um die Risikozuschläge verschiedener Tupel (q und s) auszudrücken. Vergangenheitswerte können hierbei als Basis für Annahmen kundenseitiger Abnahmen dienen. Nimmt man z.B. Gleichverteilung an, so entspricht der Risikozuschlag dem arithmetischen Mittel aller Zuschläge. Pragmatisch können die Risikozuschläge für verschiedene Abnahmemengen (kv=0; 0,2; 0,5; 0,8) über eine Bandbreite von Änderungsflexibilitäten (z.B. ± 30%) berechnet werden. Diese Werte dienen dann als Basis für Risikozuschläge verschiedener Flexibilitätsparameter in Vertragsverhandlungen, siehe auch Praxisstudie Kapitel 6. Zur Abschätzung von Risiken aus zeitlicher Flexibilität im Fall (2) kann zx.B. mit fixer Verschiebungsintensität die Verschiebungsdauer d zur Risikokalkulation variiert und deren Kostenkonsequenzen für verschiedene Zeitflexibilitäten ZF einfach dargestellt werden, siehe auch hier Praxisstudie in Kapitel 6. Eine Variation der Verschiebungsintensität ist aufgrund der Linearität machbar, stellt jedoch bei der Ermittlung des durchschnittlichen Risikozuschlags einen nicht erwähnenswerten, einfachen Rechenweg dar. Bei Vorliegen gemischter Flexibilität werden analog zum Vorgehen bei der Volumenflexibilität kundenseitige Abnahmemengen kv und Verschiebungsdauern d zunächst mit den Wahrscheinlichkeitsvariablen q und r (q(kv), r(d)) zur Kalkulation eines idealisierten Risikozuschlags angenommen. Als Output ergibt sich dann ein mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten gewichteter, mittlerer, idealisierter Risikozuschlag. Für diese Tupel kann man zusätzlich unter einer stochastischen Variation der Änderungsflexibilität mit der Wahrscheinlichkeitsvariablen s(flex) unter Anwendung der Beziehung (5.49) die hieraus resultierenden Lagerverläufe berechnen. Einigt man sich auf eine nachträgliche Verrechnung der zusätzlichen Lagerhaltungskosten, so kann dies für die unterschiedlichen Vertragsarten im Nachhinein durch die Anwendung aller in dieser Arbeit vorgestellten Formelbeziehungen und Vorgehensschritte aus Abbildung 93 sowie unter Kenntnis der Variablen kv, d und flex geschehen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass man die reell anfallenden Kosten gegenseitig transparent verrechnen kann. Der Nachteil ist im hohen beiderseitigen Aufwand für das Controlling zu sehen.

Vorgehen zur Gestaltung und Bewertung flexibilitätsorientierter Rahmenverträge

Inputdaten

Formeln

129

Outputdaten

(5.15)

(1) Volumenflexibilität

T, n, VF, flexmin

(5.18)

q (kv), s (flex)

(5.24)

RZVF = f [q (kv), s(flex)]

(5.28)

(2) Zeitflexibilität

T, n, p r (d)

(5.33)

RZZF =f [r (d)]

(5.43)

(3) Gemischte Flexibilität

T, n, p, VF, flexmin

(5.49)

RZGF =

q (kv), r (d), s (flex)

(5.54)

f [q (kv), r(d), s(flex)]

(5.59)

Abbildung 94: Daten- und Verarbeitungsübersicht zur Ex-ante Kalkulation von Risikozuschlägen

Abbildung 94 fasst für alle Flexibilitätsarten die relevanten Inputdaten und Formelbeziehungen zur Kalkulation der Risikozuschläge als Outputdaten zusammen. Bei einer nachträglichen Berechnung von Risikozuschlägen sind die mit Wahrscheinlichkeitsvariablen ausgedrückten Größen kv, d und flex mit entsprechend aufgetretenen Werten zu ersetzen.

6

Praxisbeispiel der Anwendung standardisierter Flexibilitätsverträge

Das vorliegende Modell zur standardisierten Gestaltung und Bewertung von flexibilitätsorientierten Verträgen wurde bei einem Hersteller aus der Elektronikindustrie angewendet. Die auf die Industrieelektronik spezialisierte Firma Enics bietet ihren Kunden aus der Medizinal- und Automatisierungstechnik sowie der Bau-, Transport- sowie Energiebranche Dienstleistungen an, die den gesamten Produktlebenszyklus umfassen. Die Firma besitzt langjährige Erfahrungen in den Bereichen von der Produktenwicklung, über den Serienanlauf und Produktion in Klein- und Mittelserien bis hin zum After Sales Service. Die lieferanten- und vor allem kundenseitigen Geschäftsbeziehungen sind daher sehr intensiv und von längerer Dauer geprägt. Im Zuge des verschärften Wettbewerbs und einer von Kunden zunehmend geforderten Flexibilität stand der Hersteller vor der Herausforderung seinen Kunden innovative Logistikkonzepte anzubieten, die sich vor allem in kürzeren Lieferzeiten widerspiegeln. Um den Kunden einen Zeitgewinn einräumen zu können, galt es durch mittel- bis langfristige Rahmenvereinbarungen auf der Herstellerseite Sicherheiten und auf der Kundenseite Flexibilitäten bezüglich der Abnahme zu ermöglichen. Die Sicherheiten und eingeräumten Flexibilitäten bestanden für zwei unterschiedliche, große Kunden zum einen hinsichtlich der Abnahmemenge (Volumenflexibilität) und zum anderen bezüglich des Abnahmezeitpunkts (Zeitflexibilität). Des Weiteren wurden die Vertragskonzepte für Produkte installiert, die sich innerhalb des Produktlebenszyklus in der Reifephase befinden. Vornehmlich weil diese Produkte einen regelmäßigeren Bedarf sowie einen geringen Aufwand für das Änderungsmanagement168 aufweisen. Als konkretes Beurteilungsmaß für die Regelmäßigkeit des Verbrauchs wurde dabei der Lagerumschlag der Produkte verwendet. Nachfolgend werden zunächst die Ist-Situation bezüglich der Zeitenverhältnisse und anschliessend die neuen vertraglich geregelten Zeitenverhältnisse mit zugehörigen Flexibilitätsparametern vorgestellt.

6.1

Gewährleistung einer mengenmäßigen Flexibilität

Die zeitliche Situation eines Kunden mit zugehöriger Produktfamilie ist in nachfolgender Abbildung dargestellt. Demnach besitzen die einzukaufenden Komponenten bei Zulieferern eine maximale Beschaffungszeit von 26 Wochen, während die Produktionszeit 4 Wochen in Anspruch nimmt. Der Kunde hat zuvor für fast alle Produkte dieser Familie eine Kundentoleranzzeit von 16 Wochen eingeräumt.

168

Mit Änderungsmanagement ist hier der geläufige Begriff gemeint, der das effiziente Management von Änderungen der Produktspezifikation sowie Änderungen des Produktionsmitteleinsatzes nach einem Serienanlauf beinhaltet.

Praxisbeispiel der Anwendung standardisierter Flexibilitätsverträge

132

14 Wo.

16 Wo.

T

KTZ

26 Wo.

4 Wo.

BZ

PZ

Abbildung 95: Zeitenverhältnisse des Vertragskonzepts Volumenflexibilität vor Vertragsstart Aufgrund verstärkter Nachfrage bei gleichzeitig höher geforderter Flexibilität suchten Kunde und Hersteller nach einer Lösung, wie man bei stark verkürzten Lieferzeiten gleichzeitig die Bestandsrisiken trotz der hohen Beschaffungszeiten für den Hersteller nicht zu hoch hält. Die Lösung bildete ein Vertragskonzept, das eine standardisierte Volumenflexibilität ermöglichte. Hierdurch wurden durch gesicherte Abnahmen die Bestandsrisiken beherrschbar und die Lieferzeiten drastisch gesenkt.

26-29 Wo.

1-4 Wo.

T

KTZ

26 Wo.

4 Wo.

BZ

PZ

Abbildung 96: Zeitenverhältnisse des Vertragskonzepts Volumenflexibilität mit Vertragsstart Die Kundentoleranzzeit wurde dabei für einige, vor allem für regelmäßig nachgefragte Produkte, bis auf eine Woche gesenkt. Diese Produkte wurden bevorratet (MTS-Strategie). Für andere Produkte konnte die MTO-Strategie durch eine genügend hohe Kundentoleranzzeit (in Höhe der Produktionszeit) beibehalten werden. Die Änderungsflexibilität flexmin wurde vertraglich zu einer sicheren Vermeidung von Exzessrisiken auf 0,5 gesetzt. Untere Abbildung zeigt den Risikozuschlag einer beliebigen Folgeperiode j+1 in Abhängigkeit der Änderungsflexibilität flex, unterschiedlicher kundenseitiger Abnahmen kvj und unterschiedlicher Abrufraten n sowie dazugehörigen Volumenflexibilitäten VF auf. Es wurde hierbei angenommen, dass die kundenseitigen Abnahmeverhältnisse über Planungszeiträume hinweg konstant sind

Gewährleistung einer mengenmäßigen Flexibilität

133

(kvj=kvj+1). Die grauen Kurven mit (und in einem Fall ohne) schwarzen Symbolen spiegeln sechs Abrufraten mit einer Volumenflexibilität von 50% wider, während die schwarzen Kurven mit (und in einem Fall ohne) grauen Symbolen zwei Abrufraten mit einer Volumenflexibilität von 25% widerspiegeln. Auffällig ist, dass ausser für geringe Änderungsflexibilitäten bei gleichzeitig geringer kundenseitiger Abnahme das Vertragskonzept mit sechs Abrufen pro Planungszeitraum und einer höheren Volumenflexibilität einen geringeren Risikozuschlag und somit geringere Bestandsrisiken aufweist. Trotzdem fiel der Entscheid auf die Installation von lediglich zwei Abrufraten mit einer geringeren Volumenflexibilität. Im Wesentlichen aus zwei Gründen. Zum einen war trotz der Selektion regelmäßig nachgefragter Produkte die Sporadizität des Bedarfs für sechs Abrufraten zu hoch und zum anderen der kundenseitige Aufwand zur monatlichen Bedarfskonsolidierung ebenfalls zu hoch. Der Kunde empfing Bedarfsprognosen aus sehr vielen unterschiedlichen, regional verteilten Organisationseinheiten. Hierzu musste erst einmal mit höherem Aufwand ein Standardprozess initiiert werden. Der stark sporadische Bedarf der Produkte und auch die Kapazitätssituation des Herstellers konnten mithilfe von zwei Abrufraten geglättet werden. 14%

12%

kv=0 kv j=0

kv=0,2 kv j=0,2

kv=0,5 kvj=0,5

kv kv=0,8 j=0,8

kv=0 kv j=0

kv=0,2 kv j=0,2

kv=0,5 kvj=0,5

kv kv=0,8 j=0,8

RZj+1

10% ic=15%

n=6, VF=0,5

T=0,5 Jahre

n=2, VF=0,25

8%

6%

4%

2%

0% 0,5

1

1,5

2

2,5

3

flex Abbildung 97: Risikozuschläge für unterschiedliche Abnahmemengen, Volumenflexibilitäten und Abrufraten Beide Parteien vereinbarten ex-ante einen Risikozuschlag, dessen Transparenz beide Parteien aus obiger Abbildung entnehmen konnten. Die Umsetzung dieses Vertragskonzepts gestaltete sich sehr einfach, da die Bedarfsdaten über geläufige Fremdprogramme und standardisierten ODBC-(Open Database Connectivity) Schnittstellen direkt in das ERP-System, in die Primärbedarfsplanung des Herstellers, überführt werden konnten. Nach Beendigung einer definierten Laufzeit einigte man sich gemeinsam auf die kundenseitige Übernahme der kundenspezifischen Kaufteile.

Praxisbeispiel der Anwendung standardisierter Flexibilitätsverträge

134

6.2

Gewährleistung einer zeitlichen Flexibilität

Die Zeitenverhältnisse vor der flexibilitätsorientierten Vertragsgestaltung sind unten stehender Abbildung zu entnehmen. Demzufolge besaßen die betroffenen kundenspezifischen Produkte dieser Produktfamilie vor Vertragsstart eine Kundentoleranzzeit von 16 Wochen, während die Beschaffungs- und Produktionszeiten wie im obigen Fall jeweils 26 Wochen und 4 Wochen betragen.

14 Wo.

16 Wo.

T

KTZ

26 Wo.

4 Wo.

BZ

PZ

Abbildung 98: Zeitenverhältnisse des Vertragskonzepts Zeitflexibilität vor Vertragsstart Auch hier stand eine drastische Verkürzung der Kundentoleranzzeiten im Vordergrund. (siehe Abbildung 99) Als kundenseitiges Zugeständnis wurden bei dieser Produktfamilie jedoch nicht flexible Mengen, sondern flexible Abnahmezeitpunkte fixer Mengen angestrebt, da die Losgrößen zur Weiterverarbeitung beim Kunden als fix gelten, nicht viele unterschiedliche Bedarfsträger existieren und lediglich der kundenseitige Abnahmezeitpunkt ungewiss ist. 52 Wo.

8 Wo.

T

KTZ

26 Wo.

4 Wo.

BZ

PZ

Abbildung 99: Zeitenverhältnisse des Vertragskonzepts Zeitflexibilität Der gesamte Planungszeitraum beträgt bei diesem Konzept ein gesamtes Jahr, während dessen der Kunde im Rhythmus von acht Wochen Bestellungen unverbindlich (bezüglich einer sofortigen Abnahme) platzieren konnte. Die Schwankungen des Bedarfs sind innerhalb dieser Produktfamilie eher hoch. Mehr als eine fixe Losgröße kann innerhalb von 8 Wochen mit höherer Wahrscheinlichkeit jedoch ausgeschlossen werden. Die Verschiebungsintensität beträgt 100%, d.h. dass nur vollständige Lose abgenommen und verschoben werden können. Eine Sensitivitätsanalyse bezüglich möglicher Verschiebungsdauern wurde gemeinsam mit dem

Gewährleistung einer zeitlichen Flexibilität

135

Kunden anhand zukünftiger Bedarfsmengen und dem daraus resultierenden Lagerumschlag vorgenommen. Der maximale Lagerumschlag, bei dem mit hoher Wahrscheinlichkeit keine zeitliche Verschiebung vonnöten war betrug:

Lagerumschlag max

T KTZ

52 Wochen 8 Wochen

6 ,5

Es wies jedoch kein Produkt einen solchen Lagerumschlag auf. Der maximale Lagerumschlag betrug sechs. Je nach in der Vergangenheit beobachteten Lagerumschlag ergaben sich somit für die durchschnittlichen Verschiebungsdauern d folgende Werte:

d

T  Lagerumschlag IST ˜ t i 52 Wochen  Lagerumschlag IST ˜ 8 Wochen

Als minimaler Lagerumschlag für das Logistikkonzept wurde hierbei der Wert 2,5 angenommen, damit die maximale Verschiebungsdauer d von 4 Abrufintervallen (32 Wochen) nicht überschritten werden. Aus unterer Tabelle gehen für Produkte verschiedenen Lagerumschlags die notwendig zu installierenden Verschiebungsdauern hervor:

Lagerumschlag

Verschiebungsdauer d als Vielfaches von t i

2,5

4

3

3,5

3,5

3

4

2,5

4,5

2

5

1,5

5,5

1

6

0,5

6,5

0

Tabelle 6: Verschiebungsdauern verschiedener Lagerumschlagszahlen Untere Abbildung gibt Aufschluss über die bei genau sechs angenommenen Abrufintervallen resultierenden Risikozuschläge für verschiedene Verschiebungsdauern bei einer Verschiebungsintensität von 100%. Der Tatsache, dass es sich um exakt 6,5 Abrufintervalle handeln könnte, wurde in der Risikokalkulation nicht Rechnung getragen, da anhand Abbildung 68 die Sensitivität von Risikozuschlägen in Abhängigkeit von Abrufintervallen dargestellt wurde und die Höhe des Zuschlags sich bei 6 oder 6,5 nur geringfügig unterscheidet.

Praxisbeispiel der Anwendung standardisierter Flexibilitätsverträge

136

10,0% 9,0% 8,0%

RZj,ZF

7,0% 6,0% 5,0% 4,0%

p =1 i c =15% T =1 Jahr

3,0% 2,0% 1,0% 0,0% 0

1

2

3

4

5

6

Verschiebungsdauer d Abbildung 100: Risikozuschläge für unterschiedliche Verschiebungsdauern bei sechs Abrufintervallen Mithilfe obiger Darstellungsinformationen aus der Abbildung und Tabelle konnte ein über alle Produkte mit der Häufigkeit des Lagerumschlags gewichteter durchschnittlicher Risikozuschlag hergeleitet werden. Die Umsetzung und Parametrisierung des ERP-Systems gestaltete sich ungleich komplexer als bei der Installierung der Volumenflexibilität. Dies hatte mehrere Gründe. Zum einen mussten nach jedem Bestelleingang des Kunden durch die Produktionsplanung eine neue Vorplanung mit einem Zeithorizont von 32 Wochen und der Eintrag drei neuer Vorplanungstermine vorgenommen werden. Nach kundenseitigem Bestelleingang erfolgt die Auslieferung sowie der nächste Abruf in spätestens 8 Wochen. Damit jedoch, vor allem für Produkte mit einem hohen Lagerumschlag die Versorgung gesichert ist, muss der Bedarfshorizont mindestens die herstellerseitige Beschaffungs- und Produktionszeit (30 Wochen) betragen. Je nach Bestellzeitpunkt werden dann die Vorplanungen verschoben und eine neue 32 Wochen in der Zukunft angelegt. Des Weiteren musste technisch sichergestellt werden, dass nicht durch Kundenaufträge abgelöste Vorplanungen im ERP-System kontinuierlich um ein Abrufintervall verschoben werden und sich deutlich von Rückständen (noch nicht bearbeitete Aufträge) unterscheiden. Dies stellte vor allem in der Synchronisation mit der Beschaffungsplanung eine erhöhte Herausforderung dar. Nach einem Jahr (Planungszeitraum) wurde vertraglich vorgesehen, dass beide Parteien generell die Zuordnung der Produkte und deren spezifischen Zuschlag zum Vertragskonzept überprüfen. Daneben wurden sämtliche überschüssigen, kundenspezifischen Einkaufteile bei Nichtabnahme kundenseitig entgolten. Sollten im nachfolgenden Planungszeitraum Abnahmen für nicht abgenommene Residualmengen vorgesehen worden sein, so wurden diese Mengen als fester Bestandteil des zukünftigen Bedarfs in die Zuordnung der Produkte zu Lagerumschlagszahlen

Zusammenfassung der Praxisstudie

137

und dazugehörigen Verschiebungsdauern mitberücksichtigt. Es erfolgt somit keine sofortige Abnahme wie im vorgestellten Modell, aber durch den vorliegenden langen Planungszeitraum eine gesicherte Abnahme innerhalb des neuen Planungszeitraums.

6.3

Zusammenfassung der Praxisstudie

Die in der industriellen Praxis vorgestellten Vertragskonzepte erwiesen sich anfangs als sehr komplex und es bedurfte einigen Aufwands diese Konzepte in die jeweiligen Organisationen zu tragen. Auf Herstellerseite mussten sämtliche Abteilungen der Auftragsabwicklung (Beschaffung, Produktion, Vertrieb) konzertiert die Konzepte mit sämtlichen notwendigen Neueinstellungen im ERP-System mittragen. Als Herausforderung erwies sich hierbei, dass gesamthaft zum Teil sogar niedrigere Lagerbestände für Einkaufteile anfielen, jedoch zeitweise aufgrund von hohen Bestellungen ein sehr hoher Lagerbestand ausgewiesen wurde. Hier erwies es sich als kritisch in den Monatsberichten die ausgewiesenen Lagerbestände nicht zu hoch zu bewerten. Für die Produktionsplanung beim Hersteller sind spezielle Fremdprogramme zur kurzfristigen Einsteuerung von Produktionsaufträgen entwickelt worden, die zum einen Rückstände in der Fertigung, als auch Statuten verschiedener Kundenaufträge signalisieren können, da dies in seinem ERP-System standardmäßig nicht vorgesehen war. Die Herausforderungen erwuchsen nicht aus einer zwischenbetrieblich zu installierenden Datenversorgung, sondern aus veränderten innerbetrieblichen Planungsprozessen. Auf Kundenseite war die größte Herausforderung, vor allem bei der Volumenflexibilität eine adäquate Bedarfskonsolidierung und –abgabe. Es musste ein Umdenken hin von beliebig kurzfristigen Prognosen hin zu genaueren, realistischeren, mittelfristigen Prognosen stattfinden. Sowohl auf Hersteller-, als auch auf Kundenseite mussten dadurch Anreizsysteme geändert werden. So war beispielsweise auf der Herstellerseite beim Einkauf statt des Lagerbestands die Materialverfügbarkeit ein wichtigerer Erfolgsfaktor und auf der Kundenseite die Prognosegenauigkeit ein kritischer Erfolgsfaktor geworden. Als weitere Herausforderung erwies sich außerdem bei der Kommunikation eines vertraglich zu vereinbarenden ex-ante Risikozuschlags eine sinnvolle Annahme der zukünftigen Bedarfssituation in Form von einzusetzenden Vertragsparametern. Neben zwischen und innerhalb von Kunde und Hersteller notwendigen Veränderungen der Abläufe mussten mit den Zulieferern des Herstellers neue Rahmenvertragskonzepte erstellt werden. Diese lehnten sich bestenfalls an den kundenseitigen Verträgen mit zugehörigen Bestellmengen und Abrufraten an. Wesentliche Restriktionen in der Umsetzung waren zum einen durch unterschiedliche Marktstellungen gegeben, so dass beispielsweise wettbewerbsfähige Einkaufspreise erst für Mindestbestellmengen gegeben wurden, die weitaus höher als der Bedarf waren. Zum anderen war diese Form der zusätzlichen Lagerhaltung für andere Einkaufsartikel unvermeidbar, die eine zu hohe Verpackungseinheit besaßen. Hier wurden ebenfalls neue Logistikkonzepte mit Zulieferern und externen Dienstleistern entwickelt, die eine Anlieferung in kleineren Losen ermöglichten. Als wesentliche Vorteile erwiesen sich für beide Parteien ein gesteigertes Problembewusstsein stark schwankender Bedarfe und deren kurz- sowie mittelfristige Folgen. Dadurch konnten

138

Praxisbeispiel der Anwendung standardisierter Flexibilitätsverträge

partnerschaftlich Sicherheiten auf Herstellerseite und sinnvolle Freiheiten auf Kundenseite installiert werden. Dies führte auf Herstellerseite zu einer gleichmäßigeren Auslastung sowie zu weniger notwendigen Sondertätigkeiten (Spezial-, Eilaufträge oder –beschaffungen) in einzelnen Abteilungen. Das Niveau des Lagerbestands beim Hersteller erfuhr dabei keine Reduktion, aber auch keine wesentliche Erhöhung. Durch die gestiegene Liefertreue war für beide Parteien ebenfalls ein Anreiz zur weiteren Zusammenarbeit gegeben worden.

7

Zusammenfassung und Ausblick

In vorliegender Arbeit wurde ein Modell zur Gestaltung und Bewertung standardisierter, flexibilitätsorientierter Verträge zwischen einem Kunden und Hersteller entwickelt und in einem Industrieunternehmen angewendet. Dazu wurden Anforderungen der industriellen Praxis aufgenommen und mit gegenwärtigen, in Wissenschaft und der Praxis eingesetzten Verfahren und Ansätzen gespiegelt. Als Handlungsbedarf stellte sich dabei heraus, dass bei gestiegener Bedeutung der Flexibilitätsplanung im Materialmanagement noch kein kundengerichtetes Instrument zur Bedarfsformulierung und Risikoabschätzung existiert, das sich vor allem durch Einfachheit, Verständlichkeit und dadurch auch operative Anwendbarkeit auszeichnet. Dieser Sachverhalt hat sich zudem aus einer aktuell durchgeführten Umfrage als Haupthindernis für den Einsatz kooperativer, flexibilitätsorientierter Vertragsmodelle herausgeschält. Es galt als Ziel ein Modell zu entwickeln, dass bisherige wissenschaftliche Lücken schließt und durch seine Einfachheit unter Praktikern eine breite Akzeptanz schaffen kann. Der neu entwickelte Ansatz zur Bedarfsmodellierung zeichnet sich stark durch die Einfachheit in der flexibilitätsorientierten Bedarfsformulierung aus. Ein notwendiges Kriterium, um in Kooperationen gleichberechtigter Partner für beide (Kunde und Hersteller) Akzeptanz zu schaffen und eine erfolgreiche Umsetzung zu garantieren. Die Vereinfachungen mündeten in Vorschläge zu einer möglicherweise branchenübergreifenden Standardisierung. Des Weiteren berücksichtigt der neue Ansatz neben einer oft diskutierten Volumenflexibilität eine zeitliche Flexibilität, die kundenseitige Verzögerungen in der Abnahme ermöglicht. Die Unternehmensbefragung und die Praxisstudie haben untermauert, dass ein Bedarf für solche, bisher nicht untersuchten, Verträge vorhanden ist. Das Vorgehen zur Risikokalkulation wurde aus Akzeptanzgründen ebenfalls so einfach und nachvollziehbar wie möglich und so aufwändig wie nötig gehalten. Risiken stellten in vorliegender Arbeit in einer Kunde-Hersteller Beziehung auf der Herstellerseite zusätzliche anfallende Lagerhaltungskosten zur Gewährleistung einer kundenseitigen, mengenmäßigen oder zeitlichen Flexibilität dar. Der höheren Flexibilität auf Kundenseite kann mittels dieses Ansatzes somit ein nachvollziehbarer Preis verrechnet werden. Als größte Herausforderung für die Nutzbarkeit und Qualität stellt zweifelsfrei eine Annahme über zukünftige Bedarfssituationen dar, um die in diesem Kontext wichtige Frage zu beantworten, wie viel Flexibilität zielgerichtet bereitgehalten werden sollte. Dies ist natürlich ein altbekanntes Problem aus der Prognoserechnung. Ein Modell, das alte oder neue Prognosen zielgerichtet in die Parametrisierung eines Standardvertrags überführen kann, stellt mit Sicherheit eine sinnvolle Erweiterung des gegenwärtigen Ansatzes dar. Zusätzlich bedarf es sicherlich noch weiterer Praxisstudien und Berichte über Anwendungsfälle, um Bedarfsmuster in Vertragskonzepte umzumünzen und auch das Angebot von ERP-Anbietern um solche Standardbausteine zu erweitern. Einen weiteren Erfolgsfaktor stellt die organisatorische Einbettung des dargestellten Konzepts innerhalb der kooperierenden Unternehmen dar. Hierzu zeigte die Praxisstudie auf, dass es auf beiden Seiten (Kunde und Hersteller) Herausforderungen durch veränderte, über- und innerbetriebliche Planungsprozesse gibt. Umfassende Prozessanalysen in vielen Unternehmen

140

Zusammenfassung und Ausblick

und daraus abgeleitete Referenzprozesse würden die Machbarkeit auf breiter Ebene ebenfalls untermauern. Das entwickelte Modell berücksichtigt den für das Materialmanagement wichtigen Faktor der zusätzlichen Lagerhaltung bei Gewährleistung einer Flexibilität. Somit ist dieser Ansatz besonders für solche Unternehmen sinnvoll, deren Beschaffungszeiten im Verhältnis zu Kundentoleranzzeiten sehr hoch sind und deren Kapazitäten genügend flexibel sind. Eine Erweiterung des Ansatzes um eine nachvollziehbare Berücksichtigung von Kapazitätsüber- und unterauslastungen würde gewiss einen wertvollen Beitrag für andere Unternehmen leisten, die keine entsprechenden Möglichkeiten zur Kapazitätsanpassung besitzen. Zusätzlich könnte solch ein umfassender Ansatz auch die Ware in Arbeit innerhalb einer Fertigung mitberücksichtigen. Von solch einem Ergebnis heraus wäre es auch durchaus machbar Risikozuschlagskalkulationen von mehrstufigen Lieferketten durchzuführen. Eine weitere, sinnvolle Erweiterung stellt eine vertiefte Berücksichtigung der zulieferseitigen und produktionsseitigen Restriktionen dar. Diese können z.B. in Form von Mindestbestellmengen, Verpackungseinheiten, Lieferverzögerungen oder zusätzlich zu berücksichtigenden, optimalen Fertigungslosgrößen bestehen. Dadurch könnte eine durchgängige (vom Kunden über den Hersteller bis zum Zulieferer) und kostenoptimale Parametrisierung von Dispositionsstrategien ermöglicht werden. Bei Berücksichtigung dieser genannten Faktoren sollte jedoch immer die Einfachheit, Verständlichkeit und damit auch die Anwendbarkeit zur Akzeptanzsicherung im Vordergrund stehen.

Glossar Abrufintervall bzw. Abrufrate t: Mit höherer Abrufrate erhöht sich die Anzahl an Abrufintervallen innerhalb eines Planungszeitraums. Der ÆPlanungszeitraum dividiert durch eine definierte Anzahl an Abrufintervallen ergibt die Länge eines Abrufintervalls. Abrufmenge b: Die Abrufmenge ergibt multipliziert mit der Anzahl an Abrufintervallen die ÆGesamtbedarfsmenge B. Diese Menge kann durch eine herstellerseitig gewährte ÆVolumen- bzw. ÆZeitflexibilität nach oben und nach unten verändert werden. Änderungsflexibilität flex: Faktor, der das Verhältnis zweier ÆGesamtbedarfsmengen von zwei aufeinanderfolgenden ÆPlanungszeiträumen widerspiegelt. Beschaffungszeit BZ: Zeitspanne, um einen Artikel zu beschaffen. Hiezu zählt die die Zeit zur Bestellauftragsvorbereitung und -freigabe, die Zeit des Lieferanten zur Auftragserfüllung, die Transportzeit und die Zeit zur Warenannahme, Prüfung und Einlagerung. Gesamtbedarfsmenge B: Abnahmemenge, die der Kunde einen ÆPlanungszeitraum im Voraus angeben muss. Diese Menge kann durch eine herstellerseitig gewährte ÆVolumen- bzw. ÆZeitflexibilität nach oben (bis zur Æmaximalen Bestellmenge) und unten (maximal bis zur Æminimalen Einkaufsmenge) verändert werden. Gemischte Flexibilität bzw. Gesamtflexibilität GF: Kombination bzw. Summation aus ÆVolumen- und ÆZeitflexibilität. Ergibt sich aus der Division der Differenz zwischen Æmaximaler Bestellmenge und Æminimaler Einkaufsmenge und der ÆGesamtbedarfsmenge. Kundentoleranzzeit KTZ: Zeitspanne, die der Kunde von seiner Bedarfsformulierung bis zu dessen Befriedigung durch den Hersteller zulässt. Maximale Bestellmenge MaxBM: Maximale Menge, die der Kunde innerhalb eines ÆPlanungszeitraums T bestellen kann. Minimale Bestellmenge MinBM: Minimale Bestellmenge, für dessen Höhe sich der Kunde spätestens nach Ablauf eines ÆPlanungszeitraums T zur Abnahme verpflichtet. Die tatsächliche minimale Menge, die der Kunde während eines Planungszeitraums in sein Umlaufvermögen aufnehmen muss, entspricht dagegen der Æminimalen Einkaufsmenge MinEM. Minimale Einkaufsmenge MinEM: Minimale Menge, die der Kunde innerhalb eines ÆPlanungszeitraums T beziehen bzw. in sein Umlaufvermögen aufnehmen muss.

142

Glossar

Periodenbezogenes Residuum PR: Innerhalb eines ÆPlanungszeitraums auftretende Differenz zwischen Æminimaler Bestell- und Einkaufsmenge, die aus einer gewährten Æzeitlichen Flexibilität resultiert. Ein innerhalb eines ÆPlanungszeitraums auftretendes periodenbezogenes Residuum muss nach Ablauf des Planungszeitraums zu Beginn des darauffolgenden Planungszeitraums bezogen werden. Planungszeitraum T: Zeitspanne, innerhalb derer der Kunde die wiederum einen Planungszeitraum im Voraus angegebene ÆGesamtbedarfsmenge B abnimmt. Ein Planungszeitraum besteht aus einem ganzzahligen Vielfachen eines ÆAbrufintervalls. Produktionsdurchlaufzeit PZ: Zeitspanne, die zur Herstellung eines Produkts benötigt wird. Risikozuschlag RZ: Prozentualer Zuschlag auf die herstellerseitigen Stückkosten, der zur Gewährleistung einer kundenseitigen ÆVolumen- und/oder ÆZeitflexibilität die notwendige herstellerseitige Kapitalbindung ausdrückt. Ergibt sich aus dem Quotienten der Æzusätzlichen Lagerhaltungskosten und der minimalen Bestell- bzw. Gesamtbedarfsmenge (bei rein zeitlicher Flexibilität). Verschiebungsintensität p: Prozentualer Anteil einer gegebenenfalls durch eine gewährte Volumenflexibilität veränderte ÆAbrufmenge, der kundenseitig zeitlich verschoben werden darf. Verschiebungsdauer d: Vielfaches eines ÆAbrufintervalls als Zeitspanne, die der Kunde die Abnahme der Æminimalen Bestellmenge hinauszögern kann. Volumenflexibilität VF: Prozentualer Anteil der ÆGesamtbedarfsmenge, der innerhalb eines Planungszeitraums die kundenseitige Abnahmemenge verändern kann. Ergibt sich aus der Division der Differenz zwischen Æmaximaler Bestellmenge und Æminimaler Bestellmenge und der ÆGesamtbedarfsmenge. Zeitflexibilität ZF: Prozentualer Anteil der ÆGesamtbedarfsmenge B, der innerhalb eines Planungszeitraums kundenseitig verschoben werden kann. Ergibt sich aus der Division des Æperiodenbezogenen Residuums und der ÆGesamtbedarfs-menge. Zusätzliche Lagerhaltungskosten LKZ: Innerhalb eines ÆPlanungszeitraums durch die Gewährleistung einer kundenseitigen Flexibilität beim Hersteller zusätzlich anfallende Lagerhaltungskosten in Geldeinheiten .

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