Resümee und Ausblick

Auszug

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich vordergründig mit der Einordnung, Analyse und Optimierung des PAC-Konzepts, eines von Buzacott und Shanthikumar entwickelten generalisierten Verfahrens zur Materialflusssteuerung. Im Einzelnen wurden folgende Ziele formuliert und realisiert:

• Einordnung des PAC-Konzepts in den Gesamtzusammenhang der operativen Produktionsplanung und -steuerung: Im Rahmen der Arbeit wurde deutlich, dass es sich bei dem PAC-Konzept um einen leistungsfähigen Ansatz zur Realisierung einer dezentralen Materialflusssteuerung handelt, der imstande ist, die meisten konventionellen Konzepte zur Materialflusssteuerung abzubilden. Weiterhin wurde herausgearbeitet, dass für die Anwendung von konventionellen und generalisierten Verfahren zur Materialflusssteuerung eine Erweiterung der taktischen Planungsebene um die Planungsaufgaben Festlegung der Bevorratungsebene und Festlegung der anzuwendenden Verfahren zur Materialflusssteuerung sowie eine Erweiterung der zentralen Produktionsprogramm- und Ressourcenplanung um die Planungsaufgabe Dimensionierung der Verfahrensparameter erforderlich ist, um den Einsatz unterschiedlicher Verfahren zur Materialflusssteuerung auf der Ebene der dezentralen Materialflusssteuerung und Produktionsvollzugsplanung zu planen und vorzubereiten.

• Erorterung und vergleichende Gegeniiberstellung des PAC-Konzepts mit anderen konventionellen oder generalisierten Verfahren zur Materialflusssteuerung: Eine standardisierte Darstellung und Erörterung der konventionellen Verfahren zur Materialflusssteuerung, bei der u. a. analytisch nachgewiesen wurde, dass Echelon Kanban äquivalent zu Integral Control ist, sowie eine Untersuchung der in der Literatur vorgeschlagenen Kombinationen von konventionellen Verfahren verdeutlichte, dass es Schwierigkeiten bereitet, im Rahmen der dezentralen Materialflusssteuerung und Produktionsvollzugsplanung verschiedene konventionelle Konzepte zur Materialflusssteuerung miteinander zu kombinieren. Daraus leitete sich für ein heterogenes Produktionssystem die Forderung nach einem generalisierten Ansatz zur Materialflusssteuerung ab, der verschiedene konventionelle Verfahren durch eine Standardisierung der ausgetauschten Informationen sowie eine vereinheitlichte Klassifikation der Ereignisse, Informations- und Materialbestände sowie Systemzustände integriert. Aus diesem Grund wurden drei in der Literatur diskutierte generalisierte Konzepte zur Materialflusssteuerung miteinander verglichen. Dabei ergab sich, dass das PAC-Konzept das leistungsfähigste generalisierte Konzept darstellt, da es imstande ist, alle charakteristischen Merkmale einer Materialflusssteuerung abzubilden.³⁹⁷

• Ableitung von Regeln zur zielsystemkonformen Einstellung und Optimierung der PAC-Parameter: Zunächst wurde anhand von kosten- und entscheidungstheoretischen Überlegungen ein zweidimensionales Zielsystem (Lieferriickstand versus gewichteter Staffelbestand) herausgearbeitet, welches beim Vergleich von unterschiedlichen Steuerungspolitiken zugrunde gelegt werden kann. Anschließend erfolgte die mathematische Modellierung von ein- und mehrstufigen PAC-gesteuerten Produktionssystemen mit einem und mehreren Produkten und unterschiedlichen Produktstrukturen. Dabei wurden über die bereits bekannten mathematischen Ausdrücke398 hinaus neue, generalisierte Terme zur Beschreibung des Verhaltens eines PAC-gesteuerten Produktionssystems entwickelt.³⁹⁹ Da eine mathematische Modellierung jedoch keine Aussagen über eine optimale Einstellung und lediglich eingeschränkte Aussagen über die Wirkung der Parameter liefert, wurden anhand von umfangreichen Simulationsexperimenten allgemeine Regeln zur Wirkung einer Variation der PAC-Parameter auf die zuvor definierten Messgrößen und Zielkriterien abgeleitet. Weiterhin wurden allgemeine Regeln zur optimalen Verteilung der PAC-Parameter im Mehrproduktfall entwickelt, darunter eine Regel zur Harmonisierung der Lieferzeiten beim Einsatz von Losgrößen. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass ein PAC-gesteuertes Produktionssystem mit mehreren Produkten und allgemeiner Produktstruktur das gleiche qualitative Verhalten wie ein PAC-gesteuertes Produktionssystem mit einem Endprodukt und linearer Produktstruktur aufweist, sofern die Regeln zur optimalen Verteilung der PAC-Parameter beachtet werden.

• Vergleich der Leistungsfähigkeit einer PAC-basierten Materialflusssteuerung mit der Leistungsfähigkeit einer konventionellen Materialflusssteuerung: Der Vergleich, der auf einer Enumeration basiert, ergab für ein mehrstufiges Produktionssystem mit einem Produkt und linearer Produktstruktur sowie für ein mehrstufiges Produktionssystem mit zwei Produkten und allgemeiner Produktstruktur, dass jede optimale konventionelle Steuerungspolitik von mindestens einer optimalen PAC-basierten Steuerungspolitik dominiert wird. Für den Mehrproduktfall resultieren die abgeleiteten Regeln zur optimalen Verteilung der PAC-Parameter in einer drastischen Beschränkung des Suchraumes der Enumeration.

• Entwicklung und Validierung einer Heuristik zur Optimierung der PAC-Parameter: Basierend auf den erarbeiteten Regeln wurde eine Heuristik zur Optimierung der PAC-Parameter entwickelt. Diese ist imstande, ausgehend von einem Startwert innerhalb von wenigen Optimierungsschritten eine optimale bzw. nahezu optimale Steuerungspolitik aufzufinden und auf dieser basierend weitere optimale bzw. nahezu optimale Steuerungspolitiken zu ermitteln. Weiterhin kann diese Heuristik zur Optimierung aller konventionellen, mit PAC darstellbaren Steuerungskonzepte eingesetzt werden und zeichnet sich durch eine hohe Lösungsqualität, eine hohe Lösungswahrscheinlichkeit sowie einen geringen Ressourcenbedarf aus. Das Bestandssenkungspotenzial des PAC-Konzepts in Verbindung mit der Heuristik wurde anhand des Modells eines realen Produktionssystems nachgewiesen.

Vgl. dazu Tab. 2-1.

Vgl. dazu Gleichung (4.20), die Gleichungen (4.46) bis (4.56) sowie die durchgehende Berücksichtigung von Losgrößen in allen Termen.