Zusammenfassung
In betriebswirtschaftlichen Anwendungsszenarien existieren eine Reihe unterschiedlicher Planungsprobleme, die sich beispielsweise mit dem Entwurf des Fabriklayouts, der Produktions- und Distributionsplanung oder mit der Personal- und Finanzplanung beschäftigen. In der vorliegenden Arbeit liegt der Fokus auf dem speziellen Planungsproblem einer mehrstufigen, werksübergreifenden Produktions- und Distributionsplanung in der chemischen Industrie unter Einsatz einer Produktion im Kampagnenmodus. Für dieses besondere Planungsproblem wird im folgenden Abschnitt eine Aufstellung methodischer Lösungsansätze für eine ablaufoptimierte Generierung von Produktionsplänen aufgezeigt. Das Ziel dieses Kapitels ist die Erarbeitung und Analyse diverser Lösungsverfahren, die im Rahmen der Entwicklung eines Ansatzes für die mittelfristige Produktionsplanung eingesetzt bzw. berücksichtigt werden können. Die vorgestellten Verfahren werden schließlich zur Lösung des Kampagnenplanungsproblems eingesetzt.
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- 1.
In der englischsprachigen Literatur mit dem Begriff „Scheduling“ bezeichnet
- 2.
Engl: hard constraints
- 3.
Engl: soft constraints
- 4.
Vgl. Domschke et al. (1997) und N.N. (2008)
- 5.
Auf Deutsch: Projektbasierte Ablaufplanung mit beschränkten Ressourcen
- 6.
Mit Makespan wird der Fertigstellungszeitpunkt der insgesamt letzten Operation bezeichnet
- 7.
Für eine weiterführende Beschäftigung mit dem Thema der Komplexitätstheorie sei z. B. auf Garey et al. (1979), Korte et al. (2000), S. 327 ff., Leung (2004) oder Brucker et al. (2006), S. 23 ff. verwiesen.
- 8.
Vgl. z. B. Błażewicz et al. (2001), Brucker et al. (2006), Carlier et al. (1994) und Drexl et al. (1998)
- 9.
Vgl. Abb. 3-1
- 10.
] Die Nachfolger des Start-Knotens 0 sind die Operationen 1, 4, 7 und 9
- 11.
] Die Vorgänger-Operationen des Ende-Knotens 11 sind die Operationen 3, 6, 8 und 10
- 12.
Für eine Definition des Begriffs „topologische Sortierung“ und dessen algorithmische Umsetzung wird auf den Abschnitt 5.2.1.1 verwiesen.
- 13.
Der an einem Beweis der Aussage interessierte Leser sei z. B. auf Brucker et al. (2006), S. 194 verwiesen.
- 14.
Die Bezeichnung kritischer Pfad oder kritischer Weg ist aus der Terminologie der Netzplantechnik bekannt und wird durch den zeitlich längsten Weg durch ein Auftragsnetz definiert. (vgl. Günther et al. 2012, S.220)
- 15.
involvierten Produkte.
- 16.
Die reihenfolgeabhängige Umrüstmatrix enthält abhäng vom aktuellen Rüstzustand und dem gewählten nächsten Produktionsprozess reihenfolgeabhängige Reinigungs- und Rüstkosten und -zeiten.
- 17.
Z. B. zusätzliches Personal, Verbrauchsstoffe für die Rüst- und Reinigungsaktivitäten, Kosten von Materialverlusten bzw. qualitativ minderwertigen oder teilweise unbrauchbaren Vermischungen der Zwischenprodukte, die während des Produktwechsels auf einer Anlage anfallen und direkt quantifizierbar sind.
- 18.
Teilweise abhängig von der Wahl des Produktionspfades im Produkt-Prozess-Netzwerk
- 19.
Zulässig unter Berücksichtigung der vorgeschriebenen Reihenfolge der Produktionsstufen und der dafür verfügbaren Produktionsanlagen.
- 20.
z. B. durch Vorgaben aus dem Management.
- 21.
Mehr Informationen zum Produkt IBM ILOG CPLEX Optimizer können unter http://www-01.ibm.com/software/integration/optimization/cplex-optimizer/ abgerufen werden (Link vom 17.06.2010) abgerufen werden (Link vom 17.06.2010).
- 22.
Vgl. Dantzig (1948) bzw. Gass (2002), Bixby (2002) und Grötschel (2005) für einen weiteren Überblick über die ersten computerbasierenden Arbeiten im Bereich der linearen Optimierung.
- 23.
Vgl. “Stiglers Diet Problem” in der Englischsprachigen Literatur, Stigler (1945).
- 24.
Dieser Abschnitt basiert u. a. auf den Untersuchungen von Bixby (2002) und den Unterlagen zu den Vorträgen Bixby (2005a), Bixby (2005b) und Grötschel (2005).
- 25.
Vgl. Abschnitt 2.5
- 26.
Die Koeffizienten α, β und γ symbolisieren in diesem Beispiel die Einkaufskosten pro Einheit der Rohstoffe 1 bzw. 2, die über die (teilweise alternativen) Prozesse A, B, und C bezogen werden. Der Koeffizient δ beschreibt die anfallenden Kosten pro Einheit (100%) von Prozess D und εund ζ die Erlöse pro Einheit der Endprodukte 3 und 4, die durch die (Verkaufs-) Prozesse E und F realisiert werden.
- 27.
Vgl. Maravelias et al. (2004)
- 28.
Vgl. Williams (1999), S. 157 und S. 195 ff.
- 29.
Vgl.u. a. Harjunkoski et al. (2002)
- 30.
Vgl. z. B. Henning (2003)
- 31.
Ein noch strengeres Kriterium hinsichtlich der Eigenschaft der Verbundenheit als opt-connected ist connected. Eine Nachbarschaft N wird connected genannt, falls es möglich ist, eine beliebige Lösung L mittels einer endlichen Anzahl an Suchschritten in N in jede andere beliebige Lösung L‘ zu transformieren.
- 32.
Vgl. Brucker et al. (2006), S.151 ff.
- 33.
Vgl. Brucker et al. (2006), S. 194
- 34.
Vgl. Ovacik et al. (1997)
- 35.
In dieser Arbeit wird die α|β|γ –Notation für Schedulingprobleme verwendet (vgl. z. B. Graham et al. 1979): α beschreibt die Maschinen des Produktionssystems, wie z. B. dieses Einzelmaschinenproblem. β symbolisiert die zu beachtenden Restriktionen (FAZ der Operationen) und γ die Zielfunktion, die in diesem Fall eine Minimierung der maximalen Auftragsverspätung beabsichtigt.
- 36.
Vgl. Brucker et al. (2006) S.28
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Meiler, M. (2012). Methodische Ansätze zur Ablaufoptimierung. In: Integrierte Kampagnenplanung in logistischen Netzwerken der chemischen Industrie. Produktion und Logistik. Gabler Verlag, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-8349-4375-0_3
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DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-8349-4375-0_3
Publisher Name: Gabler Verlag, Wiesbaden
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