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Ein Unternehmen verarbeitet in einer 1. Produktionsstufe die Rohstoffe R₁, R₂ und R₃ zu den Zwischenprodukten Z₁, Z₂ und Z₃. In einer 2. Produktionsstufe werden daraus die Endprodukte E₁, E₂ und E₃ hergestellt.

1. Matrizen der Materialverflechtung

• Matrix A (Rohstoffe → Zwischenprodukte): Gibt an, wie viele Mengeneinheiten (ME) des jeweiligen Rohstoffs (R₁ bis R₃) für 1 ME des jeweiligen Zwischenprodukts (Z₁ bis Z₃) benötigt werden: A=(102214123)zu Z1zu Z2zu Z3(R1)(R2)(R3) • Matrix B (Zwischenprodukte → Endprodukte): Gibt an, wie viele ME des jeweiligen Zwischenprodukts (Z₁ bis Z₃) für 1 ME des jeweiligen Endprodukts (E₁ bis E₃) benötigt werden: B=(311202123)(Z1)(Z2)(Z3)zu E1zu E2zu E3

2. Preis- bzw. Vektordaten

• Rohstoffpreis-Vektor p→R (Kosten je ME der Rohstoffe R₁, R₂, R₃ in Euro): p→R=(231)

3. Fragestellungen

1. Gesamtverflechtungsmatrix C: Berechnen Sie die Gesamtmatrix C = A ⋅ B, die direkt angibt, wie viele ME der Rohstoffe R₁ bis R₃ für 1 ME der Endprodukte E₁ bis E₃ benötigt werden. 2. Rohstoffbedarf bei Auftrag: Ein Kunde bestellt einen Vektor von Endprodukten: e→=(102015) (10 ME von E₁, 20 ME von E₂, 15 ME von E₃). Wie viele ME der Rohstoffe werden insgesamt benötigt?

1. Rohstoffkosten: Welche Gesamtkosten entstehen für die Rohstoffe bei diesem Auftrag?

Lösung

Teil 1: Gesamtverflechtungsmatrix C = A ⋅ B berechnen

Wir multiplizieren die beiden Matrizen A und B: C=A⋅B=(102214123)⋅(311202123) • Zeile 1 von C: • Spalte 1: (1 ⋅ 3) + (0 ⋅ 2) + (2 ⋅ 1) = 3 + 0 + 2 = 5 • Spalte 2: (1 ⋅ 1) + (0 ⋅ 0) + (2 ⋅ 2) = 1 + 0 + 4 = 5 • Spalte 3: (1 ⋅ 1) + (0 ⋅ 2) + (2 ⋅ 3) = 1 + 0 + 6 = 7 • Zeile 2 von C: • Spalte 1: (2 ⋅ 3) + (1 ⋅ 2) + (4 ⋅ 1) = 6 + 2 + 4 = 12 • Spalte 2: (2 ⋅ 1) + (1 ⋅ 0) + (4 ⋅ 2) = 2 + 0 + 8 = 10 • Spalte 3: (2 ⋅ 1) + (1 ⋅ 2) + (4 ⋅ 3) = 2 + 2 + 12 = 16 • Zeile 3 von C: • Spalte 1: (1 ⋅ 3) + (2 ⋅ 2) + (3 ⋅ 1) = 3 + 4 + 3 = 10 • Spalte 2: (1 ⋅ 1) + (2 ⋅ 0) + (3 ⋅ 2) = 1 + 0 + 6 = 7 • Spalte 3: (1 ⋅ 1) + (2 ⋅ 2) + (3 ⋅ 3) = 1 + 4 + 9 = 14 Ergebnis für Matrix C: C=(55712101610714)

Teil 2: Rohstoffbedarf r→ für den Auftrag e→

Der Rohstoffvektor r→ ergibt sich aus r→=C⋅e→: r→=(55712101610714)⋅(102015) • Rohstoff R₁: (5 ⋅ 10) + (5 ⋅ 20) + (7 ⋅ 15) = 50 + 100 + 105 = 255 ME • Rohstoff R₂: (12 ⋅ 10) + (10 ⋅ 20) + (16 ⋅ 15) = 120 + 200 + 240 = 560 ME • Rohstoff R₃: (10 ⋅ 10) + (7 ⋅ 20) + (14 ⋅ 15) = 100 + 140 + 210 = 450 ME Der Rohstoffbedarf beträgt: r→=(255560450) ME

Teil 3: Rohstoffkosten berechnen

Wir multiplizieren den Rohstoffpreis-Vektor p→R mit dem Rohstoffbedarf-Vektor r→: Kosten=p→RT⋅r→=(231)⋅(255560450) Kosten=(2⋅255)+(3⋅560)+(1⋅450)=510+1680+450=2640 € Die Gesamtkosten für die Rohstoffe betragen 2.640 Euro.

(745)⋅(55712101610714)

Um diese Multiplikation durchzuführen, multiplizieren wir den Zeilenvektor (1×3) mit den einzelnen Spalten der Matrix (3×3). Das Ergebnis ist ein neuer Zeilenvektor mit 3 Elementen (1×3).

Schritt-für-Schritt-Berechnung:

1. Erste Spalte: 7⋅5+4⋅12+5⋅10=35+48+50=𝟏𝟑𝟑 2. Zweite Spalte: 7⋅5+4⋅10+5⋅7=35+40+35=𝟏𝟏𝟎 3. Dritte Spalte: 7⋅7+4⋅16+5⋅14=49+64+70=𝟏𝟖𝟑

Ergebnis:

(745)⋅(55712101610714)=(𝟏𝟑𝟑𝟏𝟏𝟎𝟏𝟖𝟑)


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