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Planung eines LogistikzentrumsPlanung eines Logistikzentrums

Prof. Wolfgang Prof. Wolfgang LiebschnerLiebschner

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Planung eines LogistikzentrumsPlanung eines Logistikzentrums Prof. Prof. LiebschnerLiebschner

PlanungsaufgabePlanungsaufgabeEin Unternehmen der Elektroindustrie beabsichtigt seine Ein Unternehmen der Elektroindustrie beabsichtigt seine ProduktionskapazitProduktionskapazitäät zu erht zu erhööhen. hen. Im Rahmen dieser MaIm Rahmen dieser Maßßnahmen wird zur Verbesserung der nahmen wird zur Verbesserung der logistischen Abllogistischen Ablääufe ein ufe ein

Logistikzentrum fLogistikzentrum füür die Produktionsversorgungr die Produktionsversorgung

geplant.geplant.Das KernstDas Kernstüück dieses Zentrums ist ein Lager fck dieses Zentrums ist ein Lager füür alle r alle ProduktionsProduktions--teileteile, die nicht direkt bereitgestellt werden k, die nicht direkt bereitgestellt werden köönnen.nnen.Auf der Grundlage der gegebenen Parameter ist eine Vorauswahl Auf der Grundlage der gegebenen Parameter ist eine Vorauswahl ffüür ein Lagersystem zu treffen, wobei die Kosten fr ein Lagersystem zu treffen, wobei die Kosten füür die Investition r die Investition und die Betriebskosten zu minimieren sind.und die Betriebskosten zu minimieren sind.

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Grundlegende Fragen bei der Grundlegende Fragen bei der Vorauswahl eines LogistiksystemsVorauswahl eines Logistiksystems

Welche GWelche Güüter sollen gelagert werden?ter sollen gelagert werden?Welche LadungstrWelche Ladungsträäger werden eingesetzt?ger werden eingesetzt?Welche Mengen sollen gelagert werden?Welche Mengen sollen gelagert werden?Anzahl der zu lagernden Artikel?Anzahl der zu lagernden Artikel?Mengen pro Artikel?Mengen pro Artikel?Lagerstrategien insbesondere FIFO?Lagerstrategien insbesondere FIFO?Gewicht der zu lagernden Ware?Gewicht der zu lagernden Ware?Durchschnittliche Lagerdauer bzw. Bewegungen/Zeit?Durchschnittliche Lagerdauer bzw. Bewegungen/Zeit?

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Kriterien fKriterien füür die Ermittlung des r die Ermittlung des optimalen Lagersystemsoptimalen Lagersystems

InvestitionskostenInvestitionskosten(Bau und Equipment)(Bau und Equipment)

BetriebskostenBetriebskosten(Personal, Wartung, Instandhaltung, Energie)(Personal, Wartung, Instandhaltung, Energie)

GesamtkostenGesamtkosten üüber eine definierte Nutzungszeitber eine definierte Nutzungszeit

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Schematischer MaterialflussSchematischer MaterialflussWareneingang

Zukaufteile

Kunststoff-spritzerei Logistikzentrum

Vor-Produktion

Kommissionierung

Warenausgang

Produktion/ Montage

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LadehilfsmittelLadehilfsmittelFFüür die Planung des Logistikzentrums sind folgender die Planung des Logistikzentrums sind folgendeLadehilfsmittel zu berLadehilfsmittel zu berüücksichtigen:cksichtigen:

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Statische PlanungsdatenStatische PlanungsdatenDie Soll Die Soll -- LagerkapazitLagerkapazitäät ist auf der Basis der folgenden Monatsverbrt ist auf der Basis der folgenden Monatsverbrääuche (Ist uche (Ist -- Zustand) zu ermitteln.Zustand) zu ermitteln.

-- jjäährlicher Zuwachs: 2 %hrlicher Zuwachs: 2 % -- Hochrechnung auf 7 JahreHochrechnung auf 7 Jahre

Vorgesehene Lagerreichweite (inkl. Sicherheitsbestand): Vorgesehene Lagerreichweite (inkl. Sicherheitsbestand): -- ffüür Grundteile 0,5 Monater Grundteile 0,5 Monate-- ffüür Variantenteile 0,75 Monater Variantenteile 0,75 Monate

Teileart:Teileart: Verbrauchsmengen (in Paletten/Monat):Verbrauchsmengen (in Paletten/Monat):

GrundteileGrundteile

GroGroßßstanzteilestanzteile 24112411StanzteileStanzteile 874874KunststoffteileKunststoffteile 22102210LackteileLackteile 16091609KomponentenKomponenten 14931493EinkaufteileEinkaufteile 1020710207

VariantenteileVariantenteile

StanzteileStanzteile 409409KunststoffteileKunststoffteile 684684LackteileLackteile 473473KomponentenKomponenten 277277EinkaufteileEinkaufteile 21652165

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Statische PlanungsdatenStatische Planungsdaten(Soll(Soll--Zustand nach 7 Jahren)Zustand nach 7 Jahren)

ÜÜber Lagerreichweite errechneter Sollber Lagerreichweite errechneter Soll--Lagerbestand: Lagerbestand: ffüür Grundteile:r Grundteile: ....... Paletten....... Palettenffüür Variantenteile:r Variantenteile: ....... Paletten....... PalettenGesamter Lagerbestand:Gesamter Lagerbestand: ....... Paletten ....... Paletten

Teileart:Teileart: Verbrauchsmengen (in Paletten/Monat):Verbrauchsmengen (in Paletten/Monat):

GrundteileGrundteile

GroGroßßstanzteilestanzteile ................StanzteileStanzteile ................KunststoffteileKunststoffteile ................LackteileLackteile ................KomponentenKomponenten ................EinkaufteileEinkaufteile ................SUMMESUMME ................

VariantenteileVariantenteile

StanzteileStanzteile ................KunststoffteileKunststoffteile ................LackteileLackteile ................KomponentenKomponenten ................EinkaufteileEinkaufteile ................SUMMESUMME ................

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Dynamische Planungsdaten IDynamische Planungsdaten IDie LagerzuDie Lagerzu-- und und --abgabgäänge fnge füür den Sollr den Soll--Zustand sind in der folgenden Tabelle vorgegeben.Zustand sind in der folgenden Tabelle vorgegeben.Die Angaben beziehen sich auf Paletten pro Tag (DurchschnittswerDie Angaben beziehen sich auf Paletten pro Tag (Durchschnittswerte).te).Das zukDas zuküünftige Logistikzentrum wird zweischichtig (2 x 7,5 h) betrieben.nftige Logistikzentrum wird zweischichtig (2 x 7,5 h) betrieben.

LagerzugLagerzugäängenge LagerabgLagerabgäängenge

QuelleQuelle

-- Wareneingang (Zukauf)Wareneingang (Zukauf) 750750

-- KunststoffspritzereiKunststoffspritzerei 155155

-- VorproduktionVorproduktion 335335

-- RRüücklagerungen aus Komm.cklagerungen aus Komm. 2020

Gesamt LagerzugGesamt Lagerzugäängenge 12601260

SenkeSenke

-- ProduktionProduktion 10801080

-- VorproduktionVorproduktion 120120

-- KommissionierungKommissionierung 6060

Gesamt LagerabgGesamt Lagerabgäängenge 12601260

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Dynamische Planungsdaten IIDynamische Planungsdaten IIKommissionierung:Kommissionierung:

-- Anzahl bereitgestellter Artikel pro TagAnzahl bereitgestellter Artikel pro Tag 2020-- Anzahl AuftrAnzahl Aufträäge pro Tagge pro Tag 300300-- durchschnittliche Anzahl Positionen pro Auftragdurchschnittliche Anzahl Positionen pro Auftrag 66-- durchschnittliche durchschnittliche PicksPicks pro Positionpro Position 33-- durchschnittliche Leistung eines durchschnittliche Leistung eines KommissionierersKommissionierers in in Picks/hPicks/h 120120

Es werden tEs werden tääglich 20 verschiedene Artikel auf Paletten fglich 20 verschiedene Artikel auf Paletten füür die Kommissionierung r die Kommissionierung bereitgestellt. Pro Artikel wird zusbereitgestellt. Pro Artikel wird zusäätzlich ein Reserveplatz ftzlich ein Reserveplatz füür den Nachschub benr den Nachschub benöötigt.tigt.D. h., es sind insgesamt 40 BereitstellungsplD. h., es sind insgesamt 40 Bereitstellungspläätze vorzusehen.tze vorzusehen.

Jeder Auftrag wird auf eine Palette kommissioniert und zur ProduJeder Auftrag wird auf eine Palette kommissioniert und zur Produktion transportiert.ktion transportiert.D. h., es entstehen hier 300 Transportpaletten pro Tag.D. h., es entstehen hier 300 Transportpaletten pro Tag.

Alle BestandsAlle Bestands-- und Bewegungsdaten sollen in das folgende und Bewegungsdaten sollen in das folgende SankeySankey--DiagrammDiagramm(bezogen auf Pal./h) (bezogen auf Pal./h) üübertragen werden. Dabei sind auch die entsprechendenbertragen werden. Dabei sind auch die entsprechendenLeergutstrLeergutströöme zu berme zu berüücksichtigen.cksichtigen.

Das VerhDas Verhäältnis zwischen Euroltnis zwischen Euro-- und Gitterboxpaletten betrund Gitterboxpaletten beträägt 50:50.gt 50:50.Die leeren Europaletten werden als 10erDie leeren Europaletten werden als 10er--Stapel transportiert. Stapel transportiert.

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Sonstige PlanungsdatenSonstige Planungsdaten

FFüür die Planung des Logistikzentrums sind folgende Funktionsbereicr die Planung des Logistikzentrums sind folgende Funktionsbereiche und Flhe und Fläächen chen zu berzu berüücksichtigen.cksichtigen.

Wareneingang/WarenausgangWareneingang/Warenausgang

-- 5 Tore f5 Tore füür LKW r LKW -- Heckentladung mit Heckentladung mit ÜÜberladebrberladebrüücken (flexibel fcken (flexibel füür WE/WA)r WE/WA)

-- AbwicklungsflAbwicklungsflääche fche füür WE r WE -- FunktionFunktion

-- QualitQualitäätskontrolle (ca. 100 mtskontrolle (ca. 100 m22))

-- WE WE -- PufferkapazitPufferkapazitäät ca. 2 LKW t ca. 2 LKW -- Lieferungen (60 Paletten)Lieferungen (60 Paletten)

-- Leergutpuffer ( ca. 100 mLeergutpuffer ( ca. 100 m22))

-- RRüücklieferungen cklieferungen üüber Wareneingangber Wareneingang

-- ÜÜbergabestelle fbergabestelle füür Transport zur Produktion (Flr Transport zur Produktion (Flääche im Bereich der WE/WA che im Bereich der WE/WA -- Tore)Tore)

-- BBüüroflroflääche ( ca. 50 mche ( ca. 50 m22))

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SankeySankey--DiagrammDiagramm(Angaben in Stunden)(Angaben in Stunden)

Kunststoff-spritzerei

Wareneingang Zukaufteile

Vorproduktion

LogistikzentrumAnzahl Bestand-Paletten ?

Kommissionierung

Produktion

Leergut-puffer

?

??

?

?

?

?

?

?

? ? ? ?

????

?

?

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Variante 1: Regallager mit Variante 1: Regallager mit SchubmaststaplerbedienungSchubmaststaplerbedienung

Systemrelevante Eckdaten:Systemrelevante Eckdaten:

Regalsystem:Regalsystem: Palettenregale (Dreiplatz)Palettenregale (Dreiplatz)

GebGebääudeart:udeart: Konventionelle Bauweise Konventionelle Bauweise

Einlagertiefe:Einlagertiefe: 1.200 mm (einfach tief)1.200 mm (einfach tief)

Lagerbedienung:Lagerbedienung: SchubmaststaplerSchubmaststapler

Max. HubhMax. Hubhööhe:he: ca. 7 mca. 7 m

Umsetzgangbreite (vorn):Umsetzgangbreite (vorn): 6 m6 m

Quergangbreite (hinten):Quergangbreite (hinten): 1 m 1 m

Arbeitsgangbreite:Arbeitsgangbreite: 2,8 m2,8 m

Max. Einzelspiele/h:Max. Einzelspiele/h: 2525

Max. Doppelspiele/h:Max. Doppelspiele/h: 17 (Anteil: 70 %)17 (Anteil: 70 %)

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Variante 2: Regallager mit Variante 2: Regallager mit HochregalstaplerbedienungHochregalstaplerbedienung



GebGebääudeart:udeart: Konventionelle Bauweise Konventionelle Bauweise


Lagerbedienung:Lagerbedienung: HochregalstaplerHochregalstapler

Max. HubhMax. Hubhööhe:he: ca. 11 mca. 11 m

Umsetzgangbreite (vorn):Umsetzgangbreite (vorn): 6 m6 m





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Variante 3: Regallager mit Variante 3: Regallager mit automatischen Regalfautomatischen Regalföörderzeugenrderzeugen



GebGebääudeart:udeart: Silo Silo -- Bauweise Bauweise


Lagerbedienung:Lagerbedienung: automatautomat. Regalf. Regalföörderzeugrderzeug

Max. HubhMax. Hubhööhe:he: ca. 36 m (fca. 36 m (füür Beispiel)r Beispiel)

Umsetzgangbreite (vorn):Umsetzgangbreite (vorn): 1,45 m (1,45 m (Pal.breitePal.breite + 2 x 0,1 m)+ 2 x 0,1 m)





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Dynamische DimensionierungDynamische Dimensionierung

1. Schritt: Festlegung der Bewegungen1. Schritt: Festlegung der Bewegungen

2. Schritt: Berechnung der Anzahl Ger2. Schritt: Berechnung der Anzahl Geräätete

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ÜÜberprberprüüfung derfung derGerGerääteleistung RGBteleistung RGB

H

L

H

LDoppelspiel DS

Geometrie:

41

≈LH

Einzelspiel ES

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SpielzeitSpielzeit--Tabelle fTabelle füür RGBr RGB

Quelle: agiPlan F & L Fabrikplanung und Logistik

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Statische Dimensionierung IStatische Dimensionierung I

1. Schritt: Festlegung der Lagerkapazit1. Schritt: Festlegung der LagerkapazitäättBei einem Palettenlager rechnet man mit einem FBei einem Palettenlager rechnet man mit einem Füüllgrad von max. 85 %llgrad von max. 85 %

2. Schritt: Festlegung der Palettenma2. Schritt: Festlegung der PalettenmaßßeeBei verschiedenen PalettenhBei verschiedenen Palettenhööhen wird fhen wird füür die Systemplanung eine r die Systemplanung eine DurchschnittshDurchschnittshööhe (entsprechend der Mengenverteilung ermittelt) he (entsprechend der Mengenverteilung ermittelt) festgelegt. Bei den Palettenabmessungen sind seitliche festgelegt. Bei den Palettenabmessungen sind seitliche PalettenPaletten--üüberstberstäändende zu berzu berüücksichtigen.cksichtigen.

Palettenbreite: 800Palettenbreite: 800 Ladungsbreite: 850Ladungsbreite: 850PalettenlPalettenläänge: 1200nge: 1200 LadungslLadungsläänge: 1250nge: 1250PalettenhPalettenhööhe: 1250 (inkl. Palette)he: 1250 (inkl. Palette)

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Statische Dimensionierung IIStatische Dimensionierung II

3. Schritt: Fachdimensionierung (Dreiplatzsystem)3. Schritt: Fachdimensionierung (Dreiplatzsystem)

140 850 850 850

100 100 100100

250

1500

FreimaFreimaßß zwischen Paletten:zwischen Paletten: 100 mm100 mm

FreimaFreimaßß zw. Pal. und Steher:zw. Pal. und Steher: 100 mm100 mm

TraversenhTraversenhööhe und Freihub:he und Freihub: 250 mm250 mm

(Anfahrma(Anfahrmaßß unten, nur funten, nur füür Variante 3)r Variante 3)

Steherbreite:Steherbreite:

140 mm bei aut. HRL in Silobauweise140 mm bei aut. HRL in Silobauweise

120 mm bei Paletten120 mm bei Paletten--Lager mit Lager mit HochregalstaplerHochregalstapler

100 mm bei Paletten100 mm bei Paletten--Lager mirLager mirSchubmaststaplerSchubmaststapler

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Statische Dimensionierung IIIStatische Dimensionierung III

4. Schritt: Anzahl der Ebenen4. Schritt: Anzahl der Ebenen

5. Schritt: Berechnung des Fachmoduls5. Schritt: Berechnung des Fachmoduls

3090

250 2501250 1450

4200

GangWand

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Statische Dimensionierung IVStatische Dimensionierung IV

6. Schritt: Berechnung der Lagerabmessungen 6. Schritt: Berechnung der Lagerabmessungen und Skizze des Lagersund Skizze des Lagers

1 m Dachk.

1,25

1,25

Skizze zum oberen AnfahrmaSkizze zum oberen Anfahrmaßß

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Variantenvergleich der LagersystemeVariantenvergleich der Lagersysteme

Anzahl StellplAnzahl Stellpläätzetze .................... .................... ......................

Anzahl GerAnzahl Geräätete .................... .................... ......................

Anzahl GassenAnzahl Gassen .................... .................... ......................

GebGebääudeludeläängenge .................... .................... ......................

GebGebääudebreiteudebreite .................... .................... ......................

GebGebääudehudehööhehe .................... .................... ......................

GebGebääudefludefläächeche .................... .................... ......................

LagerpersonalLagerpersonal .................... .................... ......................

Grobinvestition in TEURGrobinvestition in TEUR .................... .................... ......................

Betriebskosten in TEUR/aBetriebskosten in TEUR/a .................... .................... ......................

davon fdavon füür Personal TEUR/ar Personal TEUR/a .................... .................... ......................

Variante 1:Variante 1: Variante 2:Variante 2: Variante 3:Variante 3:

Systembezeichnung:Systembezeichnung: SchubmaststaplerSchubmaststapler Hochregalstapler aut. HRLHochregalstapler aut. HRL

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Blocklayout des LogistikzentrumsBlocklayout des LogistikzentrumsTor1 Tor 2 Tor 3 Tor 4 Tor 5

35 m

Büro ca. 50 qm

Q-Kontr. ca. 100 qm

Leergut-puffer ca. 100 qm

WE/WA-Bereitstellungca. 200 qm

Kommissionierung ca. 160 qm

automatisches Hochregallager

18 m

110 m

25 m

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Skizze des Lagers (Variante 3)Skizze des Lagers (Variante 3)1 2 3 4 32

17,55 m

110,02 m

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Optimale Anzahl der Gassen Optimale Anzahl der Gassen (Variante 1)(Variante 1)

Kriterium Kriterium „„lläängster Wegngster Weg““, Bsp. 10 Gassen, Bsp. 10 Gassen

5,55 m

Ziel

Start

2,77 m 4 * 5,55 m = 22,2 m

6 m

170,8 m

-- 2727 --



Kriterium Kriterium „„lläängster Wegngster Weg““, Bsp. 10 Gassen, Bsp. 10 GassenPal./Modul: Pal./Modul:

benbenöötigte Module:tigte Module:

Anzahl Module/Gasse : Anzahl Module/Gasse :

LLäänge der Gasse: nge der Gasse:

LLäängster Weg: ngster Weg:

y y -- lläängster Weg, x ngster Weg, x -- Anzahl der GassenAnzahl der Gassen

-- 2828 --



Kriterium Kriterium „„minimaler Umfang des Lagersminimaler Umfang des Lagers““

......

b

l

-- 2929 --



Kriterium Kriterium „„lläängster Wegngster Weg““, Bsp. 10 Gassen, Bsp. 10 Gassen

4,55 m

Ziel

Start

2,275 m 4 * 4,55 m = 18,2 m

6 m

107,45 m

-- 3030 --



Kriterium Kriterium „„lläängster Wegngster Weg““, Bsp. 10 Gassen, Bsp. 10 GassenPal./Modul: Pal./Modul:

benbenöötigte Module:tigte Module:

Anzahl Module/Gasse : Anzahl Module/Gasse :

LLäänge der Gasse: nge der Gasse:

LLäängster Weg: ngster Weg:

y y -- lläängster Weg, x ngster Weg, x -- Anzahl der GassenAnzahl der Gassen

-- 3131 --



Kriterium Kriterium „„minimaler Umfang des Lagersminimaler Umfang des Lagers““

......

b

l

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Theoretische Grundlagen I:Theoretische Grundlagen I:ABCABC-- und XYZund XYZ--AnalyseAnalyse

Ziel:Ziel: Abgrenzung des Wesentlichen vom Unwesentlichen, Abgrenzung des Wesentlichen vom Unwesentlichen, Optimierung von Prozessen Optimierung von Prozessen VorVorüüberlegung:berlegung: Welche Objekte sollen nach welchen Kriterien Welche Objekte sollen nach welchen Kriterien klassifiziert werden?klassifiziert werden?Vorgehensweise:Vorgehensweise:

Absteigende Sortierung der Objekte nach KlassifizierungskriteriuAbsteigende Sortierung der Objekte nach KlassifizierungskriteriummZeilenweise Kumulierung der Werte Zeilenweise Kumulierung der Werte üüber die Ausprber die AuspräägungsgradegungsgradeBerechnung des prozentualen Anteiles von der Gesamtzahl der Berechnung des prozentualen Anteiles von der Gesamtzahl der Objekte Objekte Berechnung des prozentualen Anteils des kumulierten Wertes von Berechnung des prozentualen Anteils des kumulierten Wertes von der Gesamtsumme der Ausprder Gesamtsumme der Auspräägungsgrade aller Objektegungsgrade aller ObjekteFestlegung der Klassifizierungswertgrenzen (ABC Festlegung der Klassifizierungswertgrenzen (ABC -- Artikel)Artikel)

Anwendung im Kontext LagerAnwendung im Kontext LagerEinlagerung Schnelldreher und LangsamdreherEinlagerung Schnelldreher und LangsamdreherOptimierung der Bestellmenge (ABC Optimierung der Bestellmenge (ABC -- Artikel)Artikel)

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Theoretische Grundlagen II:Theoretische Grundlagen II:Bestimmung der optimalen BestellmengeBestimmung der optimalen Bestellmenge

Bestellmengenformel nach ANDLERBestellmengenformel nach ANDLERE E = Kosten je Bestellung= Kosten je Bestellungm m = Periodenbedarf= Periodenbedarfp p = Lagerkostensatz= Lagerkostensatzs s = Einstandspreis= Einstandspreis

gilt nur bei konstantem Bedarf (statisch)!gilt nur bei konstantem Bedarf (statisch)!

Bei sich Bei sich äändernden Bedarf (dynamisch) ist das gleitende ndernden Bedarf (dynamisch) ist das gleitende wirtschaftliche Bestellmengenverfahren anzuwenden. wirtschaftliche Bestellmengenverfahren anzuwenden.

Entscheidungskriterium sind die StEntscheidungskriterium sind die Stüückkosten.ckkosten.

psEmxopt

200=

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Theoretische Grundlagen III:Theoretische Grundlagen III:Dynamische InvestitionsrechnungDynamische Investitionsrechnung

ÜÜberprberprüüfen der fen der VorteilhaftigkeitVorteilhaftigkeit einer Investition einer Investition DreifachrechnungDreifachrechnung (wahrscheinlichste, g(wahrscheinlichste, güünstigste nstigste und ungund ungüünstigste Annahme)nstigste Annahme)Anwendung der Anwendung der KapitalwertmethodeKapitalwertmethode

IA IA = Investitionsauszahlung= InvestitionsauszahlungEZEZÜÜ = Einzahlungs= Einzahlungsüüberschuss nach n Periodenberschuss nach n Perioden

0 1 2 0 1 2 …… nn

IA EZIA EZÜÜ11 EZEZÜÜ22 …… EZEZÜÜnn

KW = KW = --IA + EZIA + EZÜÜ1 1 * * qq--11 + EZ+ EZÜÜ2 2 ** qq--2 2 + + …… + + EZEZÜÜnn ** qq--nn

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