Unsere Mission: Digitale Exzellenz für unsere Kunden.
Mit tiefgreifendem Know-how, klaren Werten und einer lebendigen Unternehmenskultur gestalten wir digitale Transformationen, die echten Impact schaffen.
Wann haben Sie zuletzt Ihre im System hinterlegten oder durch das Bauchgefühl Ihres Produktionsplaners festgelegten Produktionslosgrößen hinterfragt? Wer kostenoptimal produzieren will, sollte regelmäßig die Produktionslosgrößen auf den Prüfstand stellen.
Dabei sind Einsparpotenziale, freie Produktionskapazitäten und mögliche Reduktionen des Lagerbestands zu prüfen. Um eine langjährige Routine im Produktionsbereich aufzubrechen und optimierte Lose einführen zu können, braucht es vor allem eins: Zahlen, Daten, Fakten!
In der Produktion repräsentiert ein Los die Menge an Produkten, die hergestellt werden. Die Wahl der optimalen Losgröße ist entscheidend, um sicherzustellen, dass unter Berücksichtigung aller relevanten Kostenpunkte und operativer Restriktionen effizient produziert wird. Bei der Bestimmung dieser wird ein Gleichgewicht zwischen den Bestandskosten und Rüstkosten angestrebt. Dabei sollte jede Losgrößenoptimierung darauf abzielen, das Gesamtergebnis des Unternehmens zu verbessern und nicht nur abteilungsinterne Belange zu berücksichtigen.
Kleinere Losgrößen sind oft mit geringen Lagerbeständen verbunden, weshalb sie ein klares Ziel der Logistik darstellen. Jedoch führt eine häufige Umrüstung in solchen Fällen oft zu einer geringeren Produktionseffizienz, was nicht im Interesse der Produktion liegt.
Große Losgrößen stellen eine gegenteilige Ausgangslage dar. In Situationen, in denen die Interessen von Logistik und Produktion oft im Widerspruch stehen, ist die optimale Losgröße entscheidend. Ziel bleibt, ein Gesamtoptimum für das Unternehmen zu erreichen.
Ziele des Losgrößenverfahrens
Ziel der Losgrößenoptimierung ist unter Einbezug aller relevanter Positionen kostenoptimal zu produzieren. Zwei wesentliche Kostentreiber sind dabei folgende Faktoren:
Bestandskosten in der Logistik für die Lagerung des produzierten Artikels. Diese umfassen u.a.:
Lagerkosten des produzierten Artikels (d.h. beispielsweise die Lagerkosten pro Palette)
Shuttlekosten: Transport von Produktionsstandort zu Lagerstandort
Handlingskosten
Kapitalkosten
Rüstkosten in der Produktion für das Einsteuern und Auflegen des Artikels in den Produktionsablauf. Hierzu gehören u.a.:
Kosten der Produktionsmitarbeiter:innen aufgrund des Rüstvorgangs
Kosten der Produktionsmitarbeiter:innen für Reinigungsprozesse aufgrund des Rüstvorgangs
Kosten für die Prüfung der Qualitätssicherung
Kosten eines Materialschwunds, der durch Rüstvorgänge resultiert
Die Summe der Bestands- und Rüstkosten ergibt die Gesamtkosten. Die optimale Losgröße liegt im Gesamtkostenminium.
Perfektionierung der Produktion – durch Optimierung der Losgröße
Bei der Bestimmung einer optimalen Losgröße ist die Differenzierung zwischen Eigenproduktion und Fremdbeschaffung erforderlich. Denn je nach Anforderungen und Gegebenheiten eines Unternehmens setzen die unterschiedlichen Beschaffungsmethoden verschiedene Vorgehensweisen voraus.
Bei der Eigenproduktion liegt der Fokus auf der Optimierung der Produktionslosgrößen, um die Gesamtkosten aus Bestands- und Rüstkosten zu minimieren. Hierfür müssen die Lagerhaltungskosten und die Rüstkosten für Produktionsumstellungen sorgfältig abgewogen werden. Nur so lässt sich die effizienteste Produktionsmenge entwickeln.
Konträr dazu fokussiert sich die Fremdbeschaffung auf die Optimierung der Bestelllosgrößen. Ziel ist es, die Gesamtkosten aus Bestands- und Beschaffungskosten zu minimieren. In diesem Falle werden, zur Bestimmung der wirtschaftlichsten Bestellmengen, die Kosten für die Lagerhaltung und für die Beschaffung berücksichtigt.
Die erwähnten Beschaffungskosten stellen hierbei die fixen Bestellkosten dar, die sich aus den folgenden Faktoren zusammensetzen:
Kosten für die Platzierung der Bestellung
Kosten für Kontrolle und Nachverhandlung von Lieferterminen
Kosten für Import und Prüfung der Wareneingänge
sonstige Kosten wie beispielsweise Bearbeitung von Rechnungen etc.
Losgrößenoptimierung zur Reduktion der Durchlaufzeit
Die Wahl der Losgröße hat zusätzlich auch einen direkten Einfluss auf die Durchlaufzeiten und Bestände in der Fertigungssteuerung. Das bedeutet: Neben der Kostenminimierung kann die Optimierung der Losgröße auch unter dem Aspekt der Durchlaufzeitoptimierung erfolgen. Diese hat zum Ziel, die benötigte Zeit, die ein Produkt von der Auftragserteilung bis zur Fertigstellung durchläuft, zu reduzieren.
Beispielsweise steigt, bei einer kleinen Losgröße, der Anteil der Rüstzeit an der Durchlaufzeit pro Teil. Bei einer hohen Losgröße steigen jedoch die Wartezeiten, wodurch sich die Durchlaufzeit ebenfalls erhöht. Daher muss hier ein optimales Los geschaffen werden, welches dazu beiträgt, die Durchlaufzeit so gering wie nötig zu halten.
Losgrößenoptimierung – eine Investition in effektives Wirtschaften
Je nach Ergebnis der Losgrößenoptimierung hat die daraus gewonnene Losgröße einen erheblichen Einfluss sowohl auf den Bestand als auch auf die Kosten eines Unternehmens.:
Ergebnis 1: Reduktion der Lose
Durch die Senkung des Losgrößenbestandes können Lagerkosten reduziert werden. Dies gilt jedoch nur, wenn keine Mindestkapazitäten mit Lagerdienstleistern vereinbart wurden, die unterschritten werden.
Des Weiteren werden bei einem niedrigeren Bestand meist zusätzliche Rüstvorgänge benötigt, wodurch sich die anfallenden Rüstkosten erhöhen würden. Die Bewältigung dessen setzt voraus, dass in der Produktion freie Kapazitäten bei Mensch und Maschine verfügbar sind.
Ergebnis 2: Erhöhung der Lose
Durch die Erhöhung der Losgröße entfallen erforderliche Rüstvorgänge, was zu niedrigeren Rüstkosten führt. Allerdings werden in solchen Fällen nur Einsparungen erzielt, wenn die Rüstkosten tatsächlich minimiert werden können. Ein Einsparziel setzt meist die Reduktion von Personal voraus, da durch den Entfall der Rüstvorgänge weniger Bedarf besteht.
Die Vorreiter unter den Losgrößenverfahren
Bei der Darstellung von relevanten Losgrößenverfahren sollte zwischen statischen und dynamischen Verfahren differenziert werden.
Statische Verfahren beziehen sich primär auf die Gesamtbedarfsmenge innerhalb eines bestimmten Zeitraums und dienen somit in erster Linie der groben Schätzung der Losgröße. Zu diesen Verfahren gehört beispielsweise das Andler-Verfahren. Andlers Formel zur Berechnung der wirtschaftlichen Losgröße basiert auf dem Minimum der Gesamtkostenkurve. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Gesamtbedarfsmenge während des Zeitraums der Planung konstant bleibt, was jedoch in der Praxis schwer möglich ist.
Dynamische Verfahren, auch als periodische Losgrößenverfahren bekannt, betrachten den Bedarf über einen längeren Zeitraum hinweg. Darauf basierend werden die Losgrößen kontinuierlich neu berechnet. Solche Verfahren sind eher auf die aktuelle Nachfrage ausgerichtet und können sich flexibel an verändernde Bedingungen anpassen.
Zu den entsprechenden Herangehensweisen zählen beispielsweise:
Bei dem Verfahren werden nur die Kosten für den Teil des Lagerbestands berücksichtigt, der während des Beschaffungszeitraums verbraucht wird. Dies ermöglicht eine genauere Anpassung der Bestellmenge an den tatsächlichen Bedarf. Gerade bei unregelmäßigem Verbrauch ist das ein deutlicher Vorteil.
In diesem Ansatz werden sowohl die Lagerkosten als auch die Kosten für die Produktionsumstellung berücksichtigt. Auf Basis dessen wird die optimale Produktions- und Bestellmenge berechnet, wobei insbesondere auch dynamischen Bedarfsschwankungen im Auge behalten werden.
Die Vorgehensweise basiert auf der Annahme, dass der Materialabruf innerhalb eines bestimmten Zeitraums zufällig schwankt. Unter Berücksichtigung potenzieller Unsicherheiten in der Nachfragesituation sowie der Lager- und Bestellkosten wird die optimale Losgröße ermittelt.
Die Komplexität der Losgröße
Bei der Festsetzung der optimalen Losgröße können verschiedene Komplikationen auftreten. Diese wären wie folgt:
Hohe Komplexität: Die Anwendung einer allgemeinen Formel in Bezug zu spezifischen Fällen kann zu Problemen führen. Denn die meisten Formeln berücksichtigen nicht alle realen Variablen, wie beispielsweise begrenzte Kapazitäten und Zwischenbestände auf den verschiedenen Fertigungsstufen.
Begrenzte Kapazitäten: Der Einbezug der Verfügbarkeit von Kapazitäten ist maßgebend für die Losgrößenplanung.
Bei Überlastung bestimmter Produktionsstufen können Engpässe und zusätzliche Kosten auftreten.
Zwischenbestände: Unsicherheit in der Nachfrage: Unregelmäßige und unvorhersehbare Nachfrageänderungen haben erhebliche Schwankungen in den Lagerbeständen zur Folge, was die Planung der optimalen Losgröße erschwert.
Die Mathematik der Produktion: Ein historischer Exkurs
Im Bereich der Supply Chain Optimierung wurden zahlreiche Formeln entwickelt, um die optimale Losgröße für die Produktion bzw. Bestellung zu ermitteln. Diese Formeln basieren auf verschiedenen Annahmen und Faktoren, jedoch haben alle die Kostenreduzierung zum Ziel.
Zwei relevante und gebräuchliche Formeln sind in der folgenden Grafik abgebildet.
Experten-Tipps für eine effiziente Losgrößenoptimierung
Die Aufbereitung der notwendigen Daten zur Berechnung optimaler Losgrößen ist eine elementare Aufgabe. Sie sollte mit großer Sorgfalt koordiniert und durchgeführt werden. Im Idealfall werden vorab Templates erstellt, welche den relevanten Abteilungen als Vorlage übermittelt werden. So kann der Projektleiter alle Datenpakete in strukturierter Form konsolidieren und für die weitere Verarbeitung aufbereiten.
Benötigt werden Daten aus den verschiedensten Bereichen des Unternehmens, wie beispielsweise
Rüstzeiten für jeden Artikel
Lohnkosten von Mitarbeiter:innen aus Produktion, Qualitätssicherung oder Logistik
Kapitalkostensätze aus dem Bereich Finanzen
Prozesskostensätze aus der Logistik
Entsorgungsquoten über alle Prozessschritte hinweg aus dem Controlling.
Ihr Berechnungsmodell zur Bestimmung der optimalen Losgröße sollte von vornherein einen hohen Automatisierungsgrad aufweisen. Eine klare Struktur und die Unterteilung von Input Daten, Datenverarbeitungsmatrizen sowie Output Daten sind elementar, um ein lebendes Sortiment abbilden zu können.
So stellen Sie sicher, dass auslaufende Artikel problemlos entfernt und neue Artikel ergänzt werden können. Zudem lassen sich operative Restriktionen aus Produktion oder anderen Bereichen im Zeitablauf anpassen. Zu Beginn eines Losgrößenprojekts kann der zusätzliche Aufwand die Komplexität steigern. Im Rahmen einer rollierenden Überprüfung der optimalen Losgrößen führt der Ansatz jedoch zu einem deutlichen Effizienzgewinn.
Da das klassische Losgrößenmodell nur Rüst- und Bestandskosten betrachtet, werden nicht alle relevanten Kostenpositionen abgebildet. Diese müssen daher sorgfältig identifiziert und in das Berechnungsmodell integriert werden.
Sind beispielsweise die vorhandenen Lagerkapazitäten am Limit, müssen externe Lagerkosten berücksichtigt werden. Auch Prozesskosten für Auslagerung, Transport und Einlagerung beim externen Lagerdienstleister sind ins Modell aufzunehmen. Weiterhin kann eine Ausweitung der Losgrößen in einigen Industrien zu erhöhten Entsorgungskosten führen.
Das gilt insbesondere, wenn Bestände über das Mindesthaltbarkeitsdatum hinaus im Lager verweilen und nicht abverkauft werden können. Ein derartiges Risiko muss ebenfalls über kalkulatorische Positionen im Modell verankert werden.
Demgegenüber stehen mögliche, positive Effekte wie beispielsweise die Reduzierung von Nachlieferungskosten, wenn ein größerer Lagerbestand Kundennachlieferungen verringert. Welche konkreten Kostenpositionen bei der Optimierung von Losgrößen berücksichtigt werden müssen, ist immer individuell zu evaluieren und sollte nicht pauschalisiert werden.
Eine stringente Unterteilung der entscheidungsrelevanten Kostenpositionen nach fixen und variablen Kosten ist zur korrekten Bestimmung optimaler Losgrößen unumgänglich.
Die Relevanz von pauschalen Lagerkosten ist beispielsweise abhängig von der Lagerkapazität.
Ist ausreichend Lagerfläche vorhanden, bleiben diese festen Kosten im praxisorientierten Losgrößenmodell zunächst unberücksichtigt. Ist das Lager hingegen bereits vollständig ausgelastet, müssen Kosten für die Anmietung oder den Ausbau zusätzlicher Flächen als variable Komponenten betrachtet werden. Diese sind im Rahmen der Losgrößenoptimierung anteilig nach Platzbedarf den Produktionsartikeln zuzuordnen. In einem solchen Fall werden ursprünglich konstante Lagerkosten variabel und damit entscheidungsrelevant.
Bei den variablen Kosten ist zusätzlich wichtig, diese in mengeninduziert und losgrößeninduziert zu unterteilen. Mengeninduzierte Kosten werden durch die reine Produktionsmenge getrieben und sind somit für eine Losgrößenoptimierung irrelevant (beispielsweise die reine Fertigungszeit eines Artikels auf einer Maschine). Nur die losgrößeninduzierten variablen Kosten (beispielsweise Rüst- und Reinigungszeiten) sind im Optimierungsmodell zu berücksichtigen.
Jede kalkulatorische Losgröße muss um operative Restriktionen aufgrund von Produktionsabläufen, Logistikprozessen oder Schichtmodellen ergänzt werden. Ein häufiger Fall einer solchen Restriktion sind vorgegebene Mindest- und Maximallosgrößen, bestimmt durch Tank- oder Gebinde-Vielfache. Diese können in der Praxis nicht unter- oder überschritten werden, auch wenn ein Abweichen rechnerisch vorteilhaft wäre.
Um sicherzustellen, dass keine operativen Restriktionen übersehen wurden, müssen die kalkulatorischen Ergebnisse sorgfältig geprüft werden. Dazu sollten die optimalen Losgrößen in interdisziplinären Teams diskutiert und hinterfragt werden.
Ist das Ergebnis einer Losgrößenoptimierung die Reduktion der Lose und des Losgrößenbestandes, sollte dies abschließend geprüft werden. Dabei ist zu klären, ob die ausgewiesenen Potenziale auch GuV-wirksam werden. Im Fall der Reduktion von Losen ist das nur möglich, wenn im Lager beispielsweise keine Mindestkapazitäten mit einem Dienstleister vereinbart wurden. Solche Kapazitäten dürften durch die Optimierung nicht unterschritten werden.
Des Weiteren müssen durch zusätzliche Rüstvorgänge in der Produktion freie Produktionszeiten sowie ausreichende Man-Power verfügbar sein. Nur so werden Einsparpotenziale nicht durch reduzierte Produktionsmengen und entgangene Verkäufe aufgehoben.
Ist das Ergebnis einer Losgrößenoptimierung die Erhöhung der Lose, kommen Einsparpotenziale nur dann, wenn Rüstkosten auch tatsächlich reduziert werden können. In der Regel ist das mit Personalabbau verbunden, da Rüstvorgänge entfallen.
In der finalen Projektphase sollten Sie alle kalkulatorischen Ergebnisse nochmals auf den Prüfstand stellen und auf die praktische Umsetzbarkeit hin validieren. Wem nützen Einsparungen auf dem Papier, wenn diese am Ende nicht GuV-wirksam im Jahresabschluss erscheinen?
Hierzu bietet sich eine Priorisierung der Artikel an. Berechnen Sie pro Artikel das Einsparpotenzial je Mengeneinheit.
Beginnen Sie mit Artikeln, die das höchste relative Einsparpotenzial aufweisen und von der Produktion als wenig kritisch gelten.
Die Umstellung auf optimale Losgrößen sollte nicht auf einen Schlag über das gesamte Portfolio erfolgen. Stattdessen ist eine sukzessive Umsetzung über verschiedene Artikelkategorien sinnvoll, um Risiken zu minimieren und das Gesamtpotenzial schrittweise zu realisieren.
Eine gute Nachricht zum Schluss: das Pareto-Prinzip bzw. die 80-zu-20-Regel greift oftmals auch im Bereich der Losgrößenoptimierung. In vielen Fällen lassen sich 80 Prozent des ermittelten Einsparpotenzials mit nur 20 Prozent des Aufwands realisieren. Das gelingt bereits durch eine relativ geringe Anpassung Ihrer Produktionslosgrößen.
Machen Sie sich das zum Vorteil, um kritische Kollegen mit kleinen Veränderungen in den operativen Abläufen zu überzeugen. So können Sie den Effekt Ihres Projekts ohne große Eingriffe nachweisen. Je nach Schwierigkeit der Umsetzung in den operativen Produktionsabläufen kann ein Verzicht auf das optimale Ergebnis sinnvoll sein. In solchen Fällen reicht es aus, sich mit den oben genannten 80 Prozent zufriedenzugeben.
Die Überprüfung und Kalkulation optimaler Losgrößen sollten Sie regelmäßig im Rahmen Ihrer Produktionsabläufe vornehmen. Denn in schnelllebigen Märkten verändern sich Sortimente, Kostenstrukturen und operative Restriktionen laufend. In der Praxis produzieren eine Vielzahl von Unternehmen noch lange nicht im Kostenoptimum, sodass signifikante Einsparpotenziale liegen bleiben.
Das optimale Los in Ihrer Produktion lässt sich in der Regel nicht auf einen Blick erkennen und bedarf sorgfältig ausgearbeiteter Analysen. Ertrag der Bemühungen ist in vielen Fällen ein signifikanter Effekt auf Ihre GuV. Je nach Branche und Produktionsablauf sind Einsparungen im deutlich sechsstelligen Bereich möglich.
Unser Fazit
In der heutigen dynamischen Wirtschaftswelt ist es essenziell, die Losgrößen regelmäßig zu überprüfen. Nur so lässt sich eine kosteneffiziente Produktion dauerhaft gewährleisten.
Die Wahl der optimalen Losgröße muss auf einem Gleichgewicht zwischen Bestands- und Rüstkosten basieren. Sie sollte stets auf das Gesamtergebnis des Unternehmens ausgerichtet sein. Sowohl eine hohe als auch eine niedrige Losgröße bieten jeweils Vor- und Nachteile. Diese müssen je nach Unternehmen sorgfältig abgewogen werden.
Die primäre Herausforderung besteht darin, eine klare Balance zwischen Logistik und Produktion herzustellen. Dabei soll ein Gesamtoptimum für Ihr Unternehmen erreicht werden.
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