Fertigungsplanung Aufgaben: Übungen mit Lösungen

Du stehst vor einer wichtigen Klausur in Betriebswirtschaftslehre und die Fertigungsplanung bereitet dir Kopfzerbrechen? Keine Sorge – mit den richtigen Übungen und einem strukturierten Vorgehen meisterst du dieses Thema spielend! Die Fertigungsplanung ist das Herzstück jeder Produktion und entscheidet maßgeblich über den Erfolg eines Unternehmens.

Was ist Fertigungsplanung?

Die Fertigungsplanung umfasst alle Aktivitäten zur optimalen Gestaltung und Steuerung von Produktionsprozessen. Sie koordiniert den Einsatz von Material, Maschinen und Personal, um Produkte termingerecht, kosteneffizient und in der gewünschten Qualität herzustellen.

Kernbereiche der Fertigungsplanung

Die Fertigungsplanung gliedert sich in mehrere zentrale Bereiche:

• Produktionsplanung: Bestimmung der herzustellenden Mengen und Termine
• Kapazitätsplanung: Abstimmung zwischen Bedarf und verfügbaren Ressourcen
• Materialplanung: Sicherstellung der rechtzeitigen Materialbereitstellung
• Ablaufplanung: Optimierung der Reihenfolge von Arbeitsgängen
• Terminplanung: Festlegung von Start- und Endterminen für Produktionsaufträge

Ziele der Fertigungsplanung

• Liefertermineinhaltung: Pünktliche Auslieferung an Kunden
• Kostenminimierung: Reduzierung von Lager-, Rüst- und Leerkosten
• Kapazitätsauslastung: Optimale Nutzung von Maschinen und Personal
• Bestandsoptimierung: Minimierung von Lager- und Umlaufbeständen
• Flexibilität: Schnelle Anpassung an Marktveränderungen

Praktische Beispiele

Beispiel 1: Einfache Losgrößenberechnung (EOQ-Modell)

Die Müller GmbH produziert Schrauben. Der jährliche Bedarf beträgt 12.000 Stück, die Bestellkosten pro Auftrag 150 € und die Lagerkostensatz 20% des Einstandspreises von 2 € pro Stück.

Gegeben:

• Jahresbedarf (D) = 12.000 Stück
• Bestellkosten (K) = 150 €
• Einstandspreis (p) = 2 €
• Lagerkostensatz (i) = 20% = 0,2

Berechnung der optimalen Bestellmenge:

EOQ = √(2 × D × K / (i × p))

Schritt 1: Lagerkostensatz berechnen Lagerkosten pro Stück = 0,2 × 2 € = 0,4 € pro Stück und Jahr

Schritt 2: EOQ-Formel anwenden EOQ = √(2 × 12.000 × 150 / 0,4) EOQ = √(3.600.000 / 0,4) EOQ = √9.000.000 EOQ = 3.000 Stück

Ergebnis: Die optimale Bestellmenge beträgt 3.000 Stück.

Beispiel 2: Kapazitätsplanung mit Engpassanalyse

Ein Unternehmen produziert zwei Produkte A und B mit folgenden Daten:

Verfügbare Kapazitäten:

• Maschine 1: 800 Stunden/Monat
• Maschine 2: 600 Stunden/Monat

Schritt 1: Deckungsbeitrag pro Engpassstunde berechnen

Für Maschine 1:

• Produkt A: 100 € / 2 Std. = 50 €/Std.
• Produkt B: 120 € / 4 Std. = 30 €/Std.

Für Maschine 2:

• Produkt A: 100 € / 3 Std. = 33,33 €/Std.
• Produkt B: 120 € / 2 Std. = 60 €/Std.

Schritt 2: Engpass identifizieren Bei maximaler Produktion von A: 800/2 = 400 Einheiten (Maschine 1) vs. 600/3 = 200 Einheiten (Maschine 2) → Maschine 2 ist der Engpass für Produkt A

Schritt 3: Optimales Produktionsprogramm Da Produkt B den höchsten Deckungsbeitrag pro Engpassstunde (Maschine 2) erzielt, sollte B priorisiert werden.

Beispiel 3: Durchlaufzeitberechnung

Ein Auftrag durchläuft 4 Arbeitsstationen mit folgenden Zeiten:

Berechnung der Durchlaufzeit:

Schritt 1: Bearbeitungszeit pro Station berechnen

• Station 1: 30 + (100 × 5) = 30 + 500 = 530 min
• Station 2: 45 + (100 × 8) = 45 + 800 = 845 min
• Station 3: 20 + (100 × 3) = 20 + 300 = 320 min
• Station 4: 60 + (100 × 10) = 60 + 1.000 = 1.060 min

Schritt 2: Gesamtdurchlaufzeit Durchlaufzeit = 530 + 845 + 320 + 1.060 = 2.755 min = 45,9 Stunden

Übungen mit Lösungen

Übung 1: Produktionsmengenplanung (Leicht)

Aufgabenstellung: Die Wagner AG plant die Produktion für das kommende Quartal. Für Produkt X liegen folgende Daten vor:

• Prognostizierte Nachfrage: 1.200 Stück
• Anfangsbestand: 300 Stück
• Sicherheitsbestand: 150 Stück
• Endbestand soll: 200 Stück betragen

Berechne die erforderliche Produktionsmenge.

Schwierigkeitsgrad: Leicht

Tipp: Verwende die Grundformel der Produktionsplanung: Produktionsmenge = Nachfrage + Endbestand - Anfangsbestand

Lösung:

Schritt 1: Formel anwenden Produktionsmenge = Nachfrage + Endbestand - Anfangsbestand Produktionsmenge = 1.200 + 200 - 300 = 1.100 Stück

Schritt 2: Sicherheitsbestand prüfen Der gewünschte Endbestand von 200 Stück liegt über dem Sicherheitsbestand von 150 Stück ✓

Ergebnis: Die erforderliche Produktionsmenge beträgt 1.100 Stück.

Übung 2: ABC-Analyse (Leicht)

Aufgabenstellung: Führe eine ABC-Analyse für folgende Materialien durch:

Schwierigkeitsgrad: Leicht

Tipp: Berechne zuerst den Jahreswert jedes Materials und sortiere nach dem Wertanteil.

Lösung:

Schritt 1: Jahreswerte berechnen

• M1: 1.000 × 50 = 50.000 €
• M2: 5.000 × 8 = 40.000 €
• M3: 800 × 25 = 20.000 €
• M4: 2.000 × 15 = 30.000 €
• M5: 600 × 80 = 48.000 €

Schritt 2: Gesamtwert und Anteile berechnen Gesamtwert = 188.000 €

Schritt 3: ABC-Klassifizierung

• A-Materialien (ca. 80% Wertanteil): M1, M5, M2
• B-Materialien (ca. 15% Wertanteil): M4
• C-Materialien (ca. 5% Wertanteil): M3

Übung 3: Maschinenbelegungsplanung (Mittel)

Aufgabenstellung: An einer Maschine sollen 5 Aufträge bearbeitet werden. Bestimme die optimale Reihenfolge nach der "Kürzeste Bearbeitungszeit zuerst"-Regel (SPT):

Schwierigkeitsgrad: Mittel

Tipp: Sortiere die Aufträge nach ihrer Bearbeitungszeit aufsteigend und berechne die Wartezeiten.

Lösung:

Schritt 1: Aufträge nach Bearbeitungszeit sortieren B (2h) → D (3h) → A (4h) → E (6h) → C (8h)

Schritt 2: Fertigstellungszeitpunkte berechnen

• Auftrag B: 0 + 2 = 2 Stunden
• Auftrag D: 2 + 3 = 5 Stunden
• Auftrag A: 5 + 4 = 9 Stunden
• Auftrag E: 9 + 6 = 15 Stunden
• Auftrag C: 15 + 8 = 23 Stunden

Schritt 3: Verspätungen berechnen

• Auftrag B: max(0, 2-6) = 0 Stunden (pünktlich)
• Auftrag D: max(0, 5-15) = 0 Stunden (pünktlich)
• Auftrag A: max(0, 9-12) = 0 Stunden (pünktlich)
• Auftrag E: max(0, 15-18) = 0 Stunden (pünktlich)
• Auftrag C: max(0, 23-20) = 3 Stunden (verspätet)

Ergebnis: Optimale Reihenfolge: B → D → A → E → C mit einer Gesamtverspätung von 3 Stunden.

Übung 4: Kapazitätsabgleich (Mittel)

Aufgabenstellung: Ein Betrieb hat für die kommende Woche folgende Situation:

Kapazitätsbedarf:

• Montag: 120 Stunden
• Dienstag: 150 Stunden
• Mittwoch: 180 Stunden
• Donnerstag: 100 Stunden
• Freitag: 140 Stunden

Verfügbare Kapazität: 130 Stunden pro Tag (Normalschicht) Überstundenkapazität: Max. 30 Stunden pro Tag (zu 150% der Normalkosten) Kosten Normalzeit: 25 €/Stunde Kosten Überstunden: 37,50 €/Stunde

Plane den Kapazitätseinsatz kostenoptimal!

Schwierigkeitsgrad: Mittel

Tipp: Prüfe täglich, ob Überstunden nötig sind, und berechne die Gesamtkosten.

Lösung:

Schritt 1: Kapazitätslücken identifizieren

Schritt 2: Kapazitätsanpassung Mittwoch: 180h Bedarf > 160h verfügbar (130h + 30h) → 20h müssen auf andere Tage verlagert werden

Mögliche Verlagerung:

• Montag: 10h zusätzlich (120h + 10h = 130h)
• Donnerstag: 10h zusätzlich (100h + 10h = 110h)

Schritt 3: Kostenberechnung

Gesamtkosten: 18.000 €

Übung 5: Komplexe Losgrößenplanung mit Restriktionen (Schwer)

Aufgabenstellung: Die TechPro GmbH produziert drei Produkte (A, B, C) mit folgenden Daten:

Zusätzliche Restriktionen:

• Maximale Lagerkapazität: 4.000 Stück (für alle Produkte zusammen)
• Verfügbare Rüstzeit: 200 Stunden/Jahr
• Rüstzeit pro Los: A = 4h, B = 6h, C = 3h

Berechne das optimale Produktions- und Lagerprogramm!

Schwierigkeitsgrad: Schwer

Tipp: Berechne zuerst die EOQ-Werte und prüfe dann die Restriktionen systematisch.

Lösung:

Schritt 1: Optimale Losgrößen (EOQ) berechnen

Produkt A: EOQ_A = √(2 × 10.000 × 800 / (0,25 × 40)) = √(16.000.000 / 10) = 1.265 Stück

Produkt B: EOQ_B = √(2 × 15.000 × 1.200 / (0,20 × 60)) = √(36.000.000 / 12) = 1.732 Stück

Produkt C: EOQ_C = √(2 × 8.000 × 600 / (0,30 × 25)) = √(9.600.000 / 7,5) = 1.131 Stück

Schritt 2: Restriktionen prüfen

Losgröße-Restriktionen:

• A: 1.265 < 2.000 ✓
• B: 1.732 < 3.000 ✓
• C: 1.131 < 1.500 ✓

Lagerkapazität prüfen: Durchschnittlicher Lagerbestand = Losgröße / 2

• A: 1.265 / 2 = 633 Stück
• B: 1.732 / 2 = 866 Stück
• C: 1.131 / 2 = 566 Stück
• Gesamt: 633 + 866 + 566 = 2.065 Stück < 4.000 ✓

Rüstzeit prüfen: Anzahl Rüstvorgänge = Jahresbedarf / Losgröße

• A: 10.000 / 1.265 = 7,9 ≈ 8 Rüstvorgänge × 4h = 32h
• B: 15.000 / 1.732 = 8,7 ≈ 9 Rüstvorgänge × 6h = 54h
• C: 8.000 / 1.131 = 7,1 ≈ 8 Rüstvorgänge × 3h = 24h
• Gesamt: 32 + 54 + 24 = 110h < 200h ✓

Schritt 3: Gesamtkostenberechnung

Produkt A:

• Rüstkosten: (10.000 / 1.265) × 800 = 6.324 €
• Lagerkosten: (1.265 / 2) × (0,25 × 40) = 6.325 €
• Summe: 12.649 €

Produkt B:

• Rüstkosten: (15.000 / 1.732) × 1.200 = 10.392 €
• Lagerkosten: (1.732 / 2) × (0,20 × 60) = 10.392 €
• Summe: 20.784 €

Produkt C:

• Rüstkosten: (8.000 / 1.131) × 600 = 4.243 €
• Lagerkosten: (1.131 / 2) × (0,30 × 25) = 4.241 €
• Summe: 8.484 €

Ergebnis:

• Optimale Losgrößen: A = 1.265 Stück, B = 1.732 Stück, C = 1.131 Stück
• Gesamte Rüst- und Lagerkosten: 41.917 €
• Alle Restriktionen werden eingehalten

Interne Verlinkungen

Theorie-Links

• Produktionsmanagement Grundlagen: Vertiefe dein Verständnis für die theoretischen Grundlagen der Produktionssteuerung
• Kostenrechnung in der Produktion: Lerne, wie Produktionskosten kalkuliert und optimiert werden

Übungs-Links

• Beschaffungsplanung Übungen: Trainiere die vorgelagerten Planungsprozesse in der Beschaffung
• Produktionscontrolling Aufgaben: Übe die Kontrolle und Steuerung von Produktionsprozessen

Weiterführende Themen

• Supply Chain Management: Erweitere dein Wissen um die gesamte Wertschöpfungskette

Verwandte Suchbegriffe

• Produktionsplanung Übungen: Fokus auf die strategische und operative Planung von Produktionsprozessen
• Maschinenbelegungsplanung Aufgaben: Spezialisierung auf die optimale Verteilung von Aufträgen auf Maschinen
• Losgrößenoptimierung Beispiele: Konzentration auf die mathematische Optimierung von Produktionslosgrößen