Supply Chain Management & Distribution

Begleitendes Lehrbuch zur Vorlesung

Kursbegleitender Reader zu den Vorlesungen Supply Chain Management & Distribution, Wintersemester 26/27

Autor:in

Prof. Dr. Thomas Kirschstein

Veröffentlichungsdatum

18. Oktober 2026

Vorwort

Dieses Lehrbuch begleitet die Vorlesungen Supply Chain Management (SCM) sowie Distribution und vertieft die Inhalte der Vorlesungsfolien (slides/) in ausführlicher, textbasierter Form. Es ist als Reader zum Selbststudium gedacht: Während die Folien in der Vorlesung als visuelle Gedächtnisstütze dienen, erläutert dieses Buch dieselben Modelle, Verfahren und Fallbeispiele in vollständigen Sätzen, mit hergeleiteten Formeln und lauffähigem, kommentiertem R-Code.

Dieser Reader ist primär KI-generiert und bedarf der weiteren Korrektur. Etwaige Fehler können an thomas.kirschstein@hs-rm.de gemeldet werden.

Aufbau des Buches

Die Kapitel folgen der Gliederung der Vorlesung und sind wie diese in fünf Teile gegliedert.

Teil I – Grundlagen des Supply Chain Managements

Einführung und Grundbegriffe des Supply Chain Managements — Was ist eine Supply Chain? Flüsse, Akteure, Strukturen, SCM-Gewinn und doppelte Marginalisierung.
Wertschöpfung, strategische Fertigung und Strategic Fit — Wertschöpfungsprozess, Entkopplungspunkt, Make-or-Buy, implizierte Unsicherheit, Strategic Fit.
Ziele, Zielkonflikte und Logistikkosten — Zielsystem des SCM, das Tetraeder der Zielkonflikte, Kostenarten, Nachhaltigkeit und Circular Supply Chains sowie die Einführung der Fallstudie SushiFresh GmbH.
Distributionsstrukturen und -kanäle — Absatz- und Logistikkanal, Lieferservice, Lagerstufen, Anzahl der Lager, Cross-Docking.

Teil II – Strategische Gestaltung von Supply Chains

Standortplanung I — Qualitative Verfahren (Nutzwertanalyse, AHP) und kontinuierliche Verfahren (Center of Gravity, Weiszfeld-Algorithmus).
Standortplanung II — Diskrete Netzwerkplanungsmodelle: Warehouse Location Problem, Heuristiken und exakte Verfahren.
Transportplanung — Das Transportproblem, Nordwestecken-Regel, Vogel’sche Approximationsmethode und exakte Lösung als LP.

Teil III – Unsicherheits- und Risikomanagement in Supply Chains

Unsicherheit in Supply Chains und Pooling — Nachfrageunsicherheit, Kapazitäts- und Lagerbestandspooling, Sicherheitsbestände, das Quadratwurzelgesetz des Pooling.
Das Newsvendor-Modell — Optimale Bestellmengen unter Unsicherheit, kritische Verhältniszahl, Servicegrad.
Der Bullwhip-Effekt und das Beergame — Verstärkung von Nachfrageschwankungen entlang der Kette, Ursachen und Gegenmaßnahmen.

Teil IV – Distributionslogistik

Lagerplanung und Kommissionierung — Lagersysteme, Lagerplatzvergabe, ABC-Analyse, Kommissionierverfahren und Picker Routing.
Verkehrsmittel, Antriebe und Transportkosten — Verkehrsträger, alternative Antriebe, letzte Meile, Transportkostensätze, Fremdvergabe und CO₂-Bilanzierung nach ISO 14083.

Teil V – Operative Distributionsplanung

Kürzeste Wege — Straßennetze als Graphen, Dijkstra-Algorithmus, Distanzmatrizen.
Tourenplanung — Traveling Salesman Problem, Nearest Neighbor, 2-opt, exakte Lösung, Vehicle Routing und Savings-Verfahren.

Ab Kapitel 3 Ziele, Zielkonflikte und Logistikkosten begleitet ein durchgängiges Fallbeispiel den Reader: Die fiktive SushiFresh GmbH produziert frische Sushi-Boxen und verkauft sie über die Kühlregale von Supermärkten im Rhein-Main-Gebiet. An ihr werden – wie in der Vorlesung – Distributionsstrukturen, Standortwahl, Transportplanung, Sicherheitsbestände, Produktionsmengen und der Bullwhip-Effekt durchgerechnet. In den Teilen IV und V wächst das Unternehmen um einen Onlineshop und einen Lieferdienst; an ihnen werden Lager, Fuhrpark, Wege und Touren geplant.

Jedes Kapitel folgt derselben Struktur:

Lernziele zu Beginn, damit klar ist, welche Kompetenzen erworben werden sollen.
Konzeptionelle Erläuterungen mit Beispielen aus der Praxis.
Theorie-Vertiefungen (violett hinterlegt), die theoretische Hintergründe, Herleitungen und Bezüge zur Fachliteratur ausführlicher darstellen als die Folien.
Fallstudien-Boxen (gelb hinterlegt) zur SushiFresh GmbH.
Mathematische Herleitungen in nachvollziehbaren Schritten.
Kommentierter R-Code, der die Modelle direkt berechnet und visualisiert — jeder Code-Block ist lauffähig und so kommentiert, dass auch Studierende ohne Vorerfahrung in R den Ablauf nachvollziehen können. Neben den fachlichen Inhalten werden dabei grundlegende R-Konzepte (Vektoren, Funktionen, Datenrahmen, das tidyverse, Pipes |>, Visualisierung mit ggplot2) Schritt für Schritt eingeführt.
Kontrollfragen am Kapitelende zur Selbstüberprüfung.
Übungen und Fallstudie: Ein Verweis am Kapitelende führt zur passenden Fallstudie im Ordner case_studies mit Klausuraufgaben (inklusive Musterlösungen) und einer vertiefenden Gruppenfallstudie.

Voraussetzungen

Grundlagen der linearen Algebra und Wahrscheinlichkeitsrechnung.
Keine R-Vorkenntnisse notwendig — die Grundlagen werden im Buch eingeführt.
Grundlagen der Mikroökonomie sind hilfreich, aber nicht zwingend erforderlich.

Software

Der gesamte R-Code dieses Buches verwendet die folgenden Pakete:

install.packages(c(
  "tidyverse",       # Datenmanipulation (dplyr, tidyr) und Visualisierung (ggplot2)
  "plotly",          # interaktive Grafiken
  "knitr",           # Einbettung von R-Code in Quarto-Dokumente
  "kableExtra",      # formatierte Tabellen
  "sf",              # Verarbeitung von Geodaten
  "leaflet",         # interaktive Karten
  "ompr", "ompr.roi", "ROI.plugin.glpk",  # algebraische Optimierungsmodelle (LP/MILP)
  "scales"           # Achsen- und Zahlenformatierung in ggplot2
))

Viele Beispielfunktionen (z. B. für Center of Gravity, das Newsvendor-Modell, die Add-/Drop-Heuristik oder die Vogel’sche Approximationsmethode) sind zusätzlich in R/scm_functions.R gebündelt und werden im Buch an den passenden Stellen referenziert.

Literaturempfehlungen

Als Hauptlehrbücher dient:

Chopra, S., & Meindl, P. Supply Chain Management: Strategy, Planning, and Operation. Pearson. Thonemann, U. Operations Management. Pearson.

Ergänzend werden im Text u. a. herangezogen: Günther & Tempelmeier, Cachon & Terwiesch, Pfohl sowie für die Distributionslogistik ten Hompel & Schmidt und Domschke (vollständige Angaben siehe Literaturverzeichnis).

# Vorwort {.unnumbered} Dieses Lehrbuch begleitet die Vorlesungen **Supply Chain Management (SCM)** sowie **Distribution** und vertieft die Inhalte der Vorlesungsfolien (`slides/`) in ausführlicher, textbasierter Form. Es ist als **Reader zum Selbststudium** gedacht: Während die Folien in der Vorlesung als visuelle Gedächtnisstütze dienen, erläutert dieses Buch dieselben Modelle, Verfahren und Fallbeispiele in vollständigen Sätzen, mit hergeleiteten Formeln und lauffähigem, kommentiertem R-Code. **Dieser Reader ist primär KI-generiert und bedarf der weiteren Korrektur. Etwaige Fehler können an thomas.kirschstein@hs-rm.de gemeldet werden.** ## Aufbau des Buches Die Kapitel folgen der Gliederung der Vorlesung und sind wie diese in fünf Teile gegliedert. **Teil I – Grundlagen des Supply Chain Managements** 1. **Einführung und Grundbegriffe des Supply Chain Managements** — Was ist eine Supply Chain? Flüsse, Akteure, Strukturen, SCM-Gewinn und doppelte Marginalisierung. 2. **Wertschöpfung, strategische Fertigung und Strategic Fit** — Wertschöpfungsprozess, Entkopplungspunkt, Make-or-Buy, implizierte Unsicherheit, Strategic Fit. 3. **Ziele, Zielkonflikte und Logistikkosten** — Zielsystem des SCM, das Tetraeder der Zielkonflikte, Kostenarten, Nachhaltigkeit und Circular Supply Chains sowie die Einführung der Fallstudie **SushiFresh GmbH**. 4. **Distributionsstrukturen und -kanäle** — Absatz- und Logistikkanal, Lieferservice, Lagerstufen, Anzahl der Lager, Cross-Docking. **Teil II – Strategische Gestaltung von Supply Chains** 5. **Standortplanung I** — Qualitative Verfahren (Nutzwertanalyse, AHP) und kontinuierliche Verfahren (Center of Gravity, Weiszfeld-Algorithmus). 6. **Standortplanung II** — Diskrete Netzwerkplanungsmodelle: Warehouse Location Problem, Heuristiken und exakte Verfahren. 7. **Transportplanung** — Das Transportproblem, Nordwestecken-Regel, Vogel'sche Approximationsmethode und exakte Lösung als LP. **Teil III – Unsicherheits- und Risikomanagement in Supply Chains** 8. **Unsicherheit in Supply Chains und Pooling** — Nachfrageunsicherheit, Kapazitäts- und Lagerbestandspooling, Sicherheitsbestände, das Quadratwurzelgesetz des Pooling. 9. **Das Newsvendor-Modell** — Optimale Bestellmengen unter Unsicherheit, kritische Verhältniszahl, Servicegrad. 10. **Der Bullwhip-Effekt und das Beergame** — Verstärkung von Nachfrageschwankungen entlang der Kette, Ursachen und Gegenmaßnahmen. **Teil IV – Distributionslogistik** 11. **Lagerplanung und Kommissionierung** — Lagersysteme, Lagerplatzvergabe, ABC-Analyse, Kommissionierverfahren und Picker Routing. 12. **Verkehrsmittel, Antriebe und Transportkosten** — Verkehrsträger, alternative Antriebe, letzte Meile, Transportkostensätze, Fremdvergabe und CO₂-Bilanzierung nach ISO 14083. **Teil V – Operative Distributionsplanung** 13. **Kürzeste Wege** — Straßennetze als Graphen, Dijkstra-Algorithmus, Distanzmatrizen. 14. **Tourenplanung** — Traveling Salesman Problem, Nearest Neighbor, 2-opt, exakte Lösung, Vehicle Routing und Savings-Verfahren. Ab Kapitel [-@sec-logistikkosten] begleitet ein durchgängiges Fallbeispiel den Reader: Die fiktive **SushiFresh GmbH** produziert frische Sushi-Boxen und verkauft sie über die Kühlregale von Supermärkten im Rhein-Main-Gebiet. An ihr werden – wie in der Vorlesung – Distributionsstrukturen, Standortwahl, Transportplanung, Sicherheitsbestände, Produktionsmengen und der Bullwhip-Effekt durchgerechnet. In den Teilen IV und V wächst das Unternehmen um einen Onlineshop und einen Lieferdienst; an ihnen werden Lager, Fuhrpark, Wege und Touren geplant. Jedes Kapitel folgt derselben Struktur: - **Lernziele** zu Beginn, damit klar ist, welche Kompetenzen erworben werden sollen. - **Konzeptionelle Erläuterungen** mit Beispielen aus der Praxis. - **Theorie-Vertiefungen** (violett hinterlegt), die theoretische Hintergründe, Herleitungen und Bezüge zur Fachliteratur ausführlicher darstellen als die Folien. - **Fallstudien-Boxen** (gelb hinterlegt) zur SushiFresh GmbH. - **Mathematische Herleitungen** in nachvollziehbaren Schritten. - **Kommentierter R-Code**, der die Modelle direkt berechnet und visualisiert — jeder Code-Block ist lauffähig und so kommentiert, dass auch Studierende ohne Vorerfahrung in R den Ablauf nachvollziehen können. Neben den fachlichen Inhalten werden dabei grundlegende R-Konzepte (Vektoren, Funktionen, Datenrahmen, das `tidyverse`, Pipes `|>`, Visualisierung mit `ggplot2`) Schritt für Schritt eingeführt. - **Kontrollfragen** am Kapitelende zur Selbstüberprüfung. - **Übungen und Fallstudie**: Ein Verweis am Kapitelende führt zur passenden Fallstudie im Ordner `case_studies` mit Klausuraufgaben (inklusive Musterlösungen) und einer vertiefenden Gruppenfallstudie. ## Voraussetzungen - Grundlagen der linearen Algebra und Wahrscheinlichkeitsrechnung. - Keine R-Vorkenntnisse notwendig — die Grundlagen werden im Buch eingeführt. - Grundlagen der Mikroökonomie sind hilfreich, aber nicht zwingend erforderlich. ## Software Der gesamte R-Code dieses Buches verwendet die folgenden Pakete: ```r install.packages(c( "tidyverse", # Datenmanipulation (dplyr, tidyr) und Visualisierung (ggplot2) "plotly", # interaktive Grafiken "knitr", # Einbettung von R-Code in Quarto-Dokumente "kableExtra", # formatierte Tabellen "sf", # Verarbeitung von Geodaten "leaflet", # interaktive Karten "ompr", "ompr.roi", "ROI.plugin.glpk", # algebraische Optimierungsmodelle (LP/MILP) "scales" # Achsen- und Zahlenformatierung in ggplot2 )) ``` Viele Beispielfunktionen (z. B. für Center of Gravity, das Newsvendor-Modell, die Add-/Drop-Heuristik oder die Vogel'sche Approximationsmethode) sind zusätzlich in `R/scm_functions.R` gebündelt und werden im Buch an den passenden Stellen referenziert. ## Literaturempfehlungen Als Hauptlehrbücher dient: > Chopra, S., & Meindl, P. *Supply Chain Management: Strategy, Planning, and Operation*. Pearson. > Thonemann, U. *Operations Management*. Pearson. Ergänzend werden im Text u. a. herangezogen: Günther & Tempelmeier, Cachon & Terwiesch, Pfohl sowie für die Distributionslogistik ten Hompel & Schmidt und Domschke (vollständige Angaben siehe [Literaturverzeichnis](references.qmd)).