Projektkurzbericht: Optimale weltweite Produktionsplanung bei BASF SE

Projektbezeichnung:
 Globales Produktionsplanungsmodell für ein multi-site Netzwerk

Projektziel:
 Entwicklung eines mathematischen Optimierungsmodells zur Maximierung des Deckungsbeitrags in einem weltweiten Produktionsnetzwerk unter Berücksichtigung von Standortkapazitäten, Transportrestriktionen und Marktnachfrage.

Hintergrund:
 Die bisherige Excel-basierte Planung konnte die Komplexität des globalen Produktionsnetzwerks mit seinen vielfältigen Restriktionen nicht adäquat abbilden. Dies führte zu suboptimalen Produktionsentscheidungen und geringerer Rentabilität.

Vorgehensweise:

• Entwicklung eines mathematischen Optimierungsmodells für drei Produktionsstandorte (Deutschland, USA, Japan) mit:
  1. Standort- und produktspezifischen Kapazitäten, Rüstzeiten und Mindestauslastungen
  2. Berücksichtigung von Lager- und Transportkapazitäten, Mindesttransportmengen und -zeiten
  3. Integration verschiedener Marktszenarien (pessimistisch/optimistisch) mit zugehörigen Wahrscheinlichkeiten
• Einbeziehung aller relevanten Kostenfaktoren:
  1. Variable Produktionskosten, Rüstkosten, Lagerkosten
  2. Transportkosten, Kosten für externen Zukauf

Lösungsansatz:

• Formulierung als gemischt-ganzzahliges lineares Optimierungsproblem (MILP)
• Abbildung der komplexen Restriktionen (Mindestmengen, Rüstzeiten etc.)
• Szenariobasierte Planung für robuste Entscheidungen

Ergebnis & kommerzieller Impact:

• Deckungsbeitragssteigerung: Bis zu 10 % Verbesserung durch optimierte Produktions- und Transportplanung
• Effizienzgewinn: Ersatz manueller Excel-Planung durch ein automatisiertes, datenbasiertes Modell
• Flexibilität: Berücksichtigung verschiedener Marktszenarien für robuste Planung

Nutzen (Benefit):

• Kostensenkung: Optimierte Auslastung der Produktionsstandorte und Transportwege
• Transparenz: Klare Entscheidungsgrundlagen durch Integration aller Kostenfaktoren
• Skalierbarkeit: Modell kann auf weitere Standorte oder Produkte ausgeweitet werden

Referenz:

Kallrath, Josef: Business Optimization Using Mathematical Programming -- An Introduction with Case Studies and Solutions in Various Algebraic Modeling Languages, 2021, Springer Nature. (Kapitel 10.4).

https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-73237-0