Table Of ContentSpringer-Lehrbuch
·
Harald Dyckhoff Thomas S. Spengler
Produktions-
wirtschaft
Eine Einführung
für Wirtschaftsingenieure
Zweite, verbesserte Auflage
Mit91Abbildungenund10Tabellen
123
ProfessorDr.HaraldDyckhoff
RWTHAachen
LehrstuhlfürUnternehmenstheorie
Templergraben64
52056Aachen
[email protected]
www.lut.rwth-aachen.de
ProfessorDr.ThomasStefanSpengler
TechnischeUniversitätBraunschweig
LehrstuhlfürBetriebswirtschaftslehre,
insbesondereProduktionundLogistik
Katharinenstraße3
38106Braunschweig
[email protected]
www.prodlog.tu-bs.de
ISSN0937-7433
ISBN978-3-540-72217-5SpringerBerlinHeidelbergNewYork
ISBN978-3-540-22513-3 1.AuflageSpringerBerlinHeidelbergNewYork
BibliografischeInformationderDeutschenNationalbibliothek
DieDeutscheNationalbibliothekverzeichnetdiesePublikationinderDeutschenNationalbibliogra-
fie;detailliertebibliografischeDatensindimInternet¨uberhttp://dnb.d-nb.deabrufbar.
DiesesWerkisturheberrechtlichgesch¨utzt.Diedadurchbegr¨undetenRechte,insbesonderedieder
U¨bersetzung,desNachdrucks,desVortrags,derEntnahmevonAbbildungenundTabellen,derFunk-
sendung,derMikroverfilmungoderderVervielf¨altigungaufanderenWegenundderSpeicherungin
Datenverarbeitungsanlagen,bleiben,auchbeinurauszugsweiserVerwertung,vorbehalten.EineVer-
vielf¨altigungdiesesWerkesodervonTeilendiesesWerkesistauchimEinzelfallnurindenGrenzen
dergesetzlichenBestimmungendesUrheberrechtsgesetzesderBundesrepublikDeutschlandvom
9.September1965inderjeweilsgeltendenFassungzul¨assig.Sieistgrunds¨atzlichverg¨utungspflichtig.
ZuwiderhandlungenunterliegendenStrafbestimmungendesUrheberrechtsgesetzes.
SpringeristeinUnternehmenvonSpringerScience+BusinessMedia
springer.de
©Springer-VerlagBerlinHeidelberg2005,2007
DieWiedergabevonGebrauchsnamen,Handelsnamen,Warenbezeichnungenusw.indiesemWerk
berechtigtauchohnebesondereKennzeichnungnichtzuderAnnahme,dasssolcheNamenimSinne
derWarenzeichen-undMarkenschutz-Gesetzgebungalsfreizubetrachtenw¨arenunddahervon
jedermannbenutztwerdend¨urften.
Herstellung:LE-TEXJelonek,Schmidt&V¨ocklerGbR,Leipzig
Umschlaggestaltung:WMXDesignGmbH,Heidelberg
SPIN12056842 43/3180YL-543210 Gedrucktaufs¨aurefreiemPapier
Vorwort zur zweiten Auflage
Die gute Aufnahme des Lehrbuchs macht nach kurzer Zeit eine zweite Aufla-
ge erforderlich. Neben einer gründlichen Durchsicht des Textes und der Kor-
rektur aufgetretener Druckfehler wurden lediglich kleinere Verbesserungen
und begriffliche Präzisierungen vorgenommen. Herrn Prof. Dr. Rainer Souren
gilt stellvertretend unser herzlicher Dank für zahlreiche Anmerkungen.
Dem Wunsch der Studierenden nach Hinweisen zu Übungsaufgaben sind wir
in der vorliegenden Auflage nachgekommen. Am Ende jeder Lektion finden
sich nun konkrete Angaben zu Übungsaufgaben und zugehörigen Musterlö-
sungen, die zum großen Teil im Übungsbuch Dyckhoff/Ahn/Souren (2004)
enthalten sind oder andernfalls unter der Internetadresse
http://www.prodlog.tu-bs.de/lehrbuch_pw
heruntergeladen werden können.
Ein besonders herzlicher Dank für die sorgfältige Überarbeitung des Manu-
skripts gilt wiederum Frau Dr. Grit Walther sowie Herrn Dipl.-Kfm. Eberhard
Schmid.
Aachen und Braunschweig, im April 2007 Harald Dyckhoff
Thomas Spengler
Vorwort zur ersten Auflage
Das hiermit vorgelegte Lehrbuch basiert wesentlich auf dem bislang in vier
Auflagen erschienenen Lehrbuch „Grundzüge der Produktionswirtschaft“
(Dyckhoff 1995, 1998, 2000 und 2003) und entwickelt die dort beschriebene
Theorie betrieblicher Wertschöpfung anwendungsorientiert weiter in Rich-
tung auf eine stärkere Integration mit den Modellen des Produktionsmanage-
ments. Eine zentrale Rolle spielen dabei grafentheoretische Konzepte und
Werkzeuge. Ein wichtiges Fundament des Buches bilden ebenfalls grundle-
gende Forschungsarbeiten zur Modellierung, Planung und Steuerung indus-
trieller Produktionssysteme, die sich etwa in der Monografie „Industrielles
Stoffstrommanagement“ (Spengler 1998) sowie in zahlreichen Publikationen
in international anerkannten Zeitschriften niedergeschlagen haben. Die illust-
rierenden Beispiele beziehen sich auf unterschiedliche Branchen und profitie-
ren von einer Reihe anwendungsorientierter und interdisziplinärer For-
VI Vorwort
schungsprojekte an der Nahtstelle zwischen Wirtschafts- und Ingenieur-
wissenschaften.
In seinem grundsätzlichen Aufbau entspricht unser Lehrbuch weitgehend
dem Werk „Betriebliche Produktion“ (Dyckhoff 1992 und 1994), wenn man
davon absieht, dass Letzteres das Produktionsmanagement nur skizziert und
seinen Schwerpunkt auf die ausführliche und präzise Darstellung der damals
neu vorgestellten Theorie betrieblicher Wertschöpfung gelegt hat. Außer
dieser abweichenden inhaltlichen Schwerpunktsetzung ist das vorliegende
Lehrbuch jedoch auch deutlich „schlanker“ in der Darstellung der Sachver-
halte, so dass der präsentierte Stoff sich für eine Vorlesung von 2 Semester-
wochenstunden eignet, möglichst begleitet durch eine Übung. Zielgruppe
dieser „didaktischen Reduktion“ sind in erster Linie Studierende des Wirt-
schaftsingenieurwesens, darüber hinaus aber auch anderer Studiengänge „oh-
ne Scheu vor Mathematik“, beispielsweise der Wirtschaftsinformatik. Nichts-
destotrotz ist der formale Anspruch möglichst gering gehalten. Erfahrungen
beider Autoren aus ihrer langjährigen Lehrtätigkeit an der RWTH Aachen
sowie der Universität Karlsruhe (TH) und der Technischen Universität
Braunschweig sind dabei ebenso eingeflossen wie fruchtbare Anregungen
von Kollegen, Mitarbeitern und Studierenden. Zu besonderem Dank sind die
Autoren Frau Dipl.-Geoökologin Grit Walther verpflichtet, die wesentlich an
der inhaltlichen und formalen Gestaltung des Lehrbuches mitgewirkt hat.
Aachen und Braunschweig, im Juni 2004 Harald Dyckhoff
Thomas Spengler
Inhaltsverzeichnis
Kapitel A: Grundlagen der Produktionswirtschaft 1
1 Produktion in Theorie und Praxis 3
1.1 Gegenstand und Einordnung der Produktionswirtschaft 3
1.2 Struktur der industriellen Produktion in Deutschland 8
2 Typologie industrieller Produktionssysteme 13
2.1 Ausbringungsbezogene Produktionstypen 13
2.2 Einsatzbezogene Produktionstypen 16
2.3 Prozessbezogene Produktionstypen 19
2.3.1 Natur-/ingenieurwissenschaftliche Prozesscharakteristika 20
2.3.2 Stufigkeit und Vergenztypen 21
2.3.3 Repetitions- und Anordnungstypen 25
3 Entscheidungstheoretische Einordnung des
Produktionsmanagements 29
3.1 Aufgaben des Produktionsmanagements 29
3.2 Entscheidungstheoretischer Rahmen 33
3.3 Aufbau der entscheidungsorientierten Produktionstheorie 40
Kapitel B: Entscheidungsorientierte
Produktionstheorie 43
4 Objekte und Aktivitäten 45
4.1 Objekte produktionswirtschaftlichen Handelns 45
4.2 Produktionsaktivität als Input/Output-Prozess 47
4.3 Praktische Darstellungen von Produktionsaktivitäten 51
5 Techniken und Restriktionen 59
5.1 Techniken der Produktion 59
5.2 Grundlegende Technikformen 62
5.2.1 Größeneffekte 63
5.2.2 Additivität 64
5.2.3 Linearität und Konvexität 65
VIII Inhaltsverzeichnis
5.3 Produktionsmöglichkeiten 67
5.4 Produktionsdiagramme 70
5.5 Systematische Modellierung realer Produktionssysteme –
Fallstudie 73
5.5.1 Grey-Box-Modelle in der Systemverfahrenstechnik 73
5.5.2 Fallstudie zur systematischen Modellierung 77
6 Erfolgstheorie 83
6.1 Bewertung des Produktionserfolgs 85
6.2 Messung des ökonomischen Erfolgs 86
6.2.1 Erfolgsfunktion 87
6.2.2 Ökonomische Erfolgskategorien 88
6.3 Lineare Erfolgsfunktionen 90
6.4 Nichtlineare Erfolgsfunktionen 93
6.4.1 Kostenverlauf bei Lern- und Erfahrungskurven 93
6.4.2 Umsatzverlauf bei Preisdifferenzierung 96
6.4.3 Umsatz- und Gewinnverlauf bei linearer Preis-Absatz-Funktion 97
7 Produktionstheorie i.e.S. 103
7.1 Ergebnisse der Produktion 104
7.1.1 Beurteilung der Produktion 104
7.1.2 Objektkategorien verschiedener Erwünschtheit 106
7.1.3 Ergebnisorientierte Analyse der Produktion 108
7.1.4 Leistungskennzahlen 111
7.2 Produktionsfunktion 113
7.2.1 Effizienz der Produktion 113
7.2.2 Formulierung der Produktionsfunktion 117
7.2.3 Variabilität und Kompensationsmaße 119
Kapitel C: Spezielle Produktionsmodelle 125
8 Einstufige Techniken 127
8.1 Endlich generierbare Techniken 127
8.1.1 Technikmatrix 128
8.1.2 Grundaktivitäten und elementare Prozesse 130
8.1.3 Abstrakter Input/Output-Graf 132
8.2 Elementare und einstufige Techniken 134
8.2.1 Elementare Techniken 135
8.2.2 Einstufige Techniken 138
Inhaltsverzeichnis IX
9 Mehrstufige und zyklische Techniken 145
9.1 Mehrstufige Techniken 145
9.1.1 Modellierungsansatz 145
9.1.2 Fallbeispiel zur Modellierung einer Erdölraffinerie 148
9.2 Zyklische Techniken 152
9.2.1 Modellierungsansatz 152
9.2.2 Fallbeispiel zur Modellierung geschlossener Stoffkreisläufe
in der Eisen- und Stahlindustrie 155
10 Nicht endlich generierbare Techniken 159
10.1 Keine oder unendlich viele Grundaktivitäten 159
10.1.1 Approximation durch endlich generierbare Techniken 160
10.1.2 Gutenberg-Technik 164
10.1.3 Intensitätssplitting bei diskreten Intensitätsstufen 170
10.2 In Grenzen frei variierbare Produktion 172
10.3 Fallbeispiel zur empirischen Ermittlung von Verbrauchs-
funktionen 174
11 Dynamische Modellierung der Produktion 179
11.1 Dynamisches Grundmodell 180
11.1.1 Diskreter Ansatz 180
11.1.2 Stetiger Ansatz 182
11.2 Dynamische Input/Output-Grafen und Petri-Netze 185
11.2.1 Dynamische Input/Output-Grafen 185
11.2.2 Petri-Netze 187
11.2.3 Praxisbeispiel eines Petri-Netzes in der Metallindustrie 191
Kapitel D: Operatives Produktionsmanagement 195
12 Erzeugnisprogrammplanung 197
12.1 Aufgaben und Ziele der Programmplanung 198
12.2 Produktionsprogrammplanung im allgemeinen Fall endlich
generierbarer Techniken 203
12.3 Erzeugnisprogrammplanung bei Alternativproduktion 211
12.4 Erzeugnisprogrammplanung bei einem einzigen
Kapazitätsengpass 218
X Inhaltsverzeichnis
13 Materialwirtschaft 221
13.1 Ermittlung des Materialbedarfs 222
13.1.1 Darstellung von Erzeugnisstrukturen 222
13.1.2 Programmorientierte Ermittlung des Sekundärbedarfs 226
13.2 Losgrößenplanung 231
13.2.1 Statisches Grundmodell der Losgrößenplanung 232
13.2.2 Dynamisches Grundmodell der Losgrößenplanung 236
14 Produktionsablaufplanung und aktuelle Produktionssteuerung 241
14.1 Terminplanung 242
14.1.1 Vereinfachter dynamischer Input/Output-Graf 242
14.1.2 Netzplantechnik 243
14.2 Kapazitätsplanung 248
14.2.1 Kapazitätsplanung bei Projektproduktion 249
14.2.2 Kapazitätsplanung bei Fließproduktion 251
14.3 Reihenfolgeplanung und Feinterminierung 253
Symbol- und Abkürzungsverzeichnis 263
Literaturverzeichnis 265
Stichwortverzeichnis 271
Kapitel A
Grundlagen der Produktionswirtschaft
Die Produktionswirtschaftslehre beschäftigt sich mit der betriebswirtschaftli-
chen Analyse von Produktionssystemen (Theorie betrieblicher Leistungs-
erbringung, Produktionstheorie) sowie darauf aufbauend mit der Unterstüt-
zung von Entscheidungsträgern bei der Gestaltung und dem Betrieb von Pro-
duktionssystemen (Produktionsmanagementlehre). Das vorliegende Kapitel A
ist der inhaltlichen Präzisierung der Produktionswirtschaft und speziell dem
Zusammenspiel der beiden genannten Aufgabenbereiche gewidmet. Hierzu
werden zunächst in Lektion 1 eine begriffliche Definition und Einordnung
der Produktionswirtschaft vorgenommen und die volkswirtschaftliche Bedeu-
tung des Produzierenden Gewerbes in Deutschland kurz vorgestellt. Lektion
2 umfasst eine Typologisierung industrieller Produktionssysteme und ver-
deutlicht diese anhand ausgewählter Praxisbeispiele. In Lektion 3 schließlich
erfolgt die Einordnung des Produktionsmanagements in die Entscheidungs-
theorie, und die Notwendigkeit einer Verzahnung mit der (entscheidungsori-
entierten) Produktionstheorie wird aufgezeigt.
