Description
In der Produktionsplanung treten hufig Maschinenbelegungs- und Reihenfolgeprobleme auf, die mit herkmmlichen Planungsmethoden nicht zu bewltigen sind. Die vorliegende Arbeit nhert sich dieser Problemstellung ber das aus dem Operations Research bekannte Modell des Job Shop Scheduling. Verschiedene heuristische Planungsmethoden werden dargestellt und diskutiert. Gleichzeitig wird das Modell um praxisrelevante Besonderheiten, wie Rstzeiten, parallele Maschinen oder begrenzte Maschinenarbeitszeit erweitert. Mit Hilfe eines Simulationssystems werden fr verschiedene Szenarios bei einer praxisrelevanten Problemgre von bis zu 300 Auftrgen die Planungsmethoden berprft und fr verschiedene planerische Zeitkriterien ausgewertet. 1: Das Modell. Maschinenbelegungsprobleme und das Job Shop Scheduling Problem.- 1.1. Maschinenbelegungsprobleme.- 1.1.1. Restriktionen.- 1.1.2. Auftrge.- 1.1.3. Maschinen.- 1.1.4. Weitere Restriktionstypen.- 1.2. Job Shop.- 1.3. Zielfunktionen.- 1.3.1. Bewertung anhand der Beendigungszeiten.- 1.3.2. Bewertung anhand von Flligkeitszeitpunkten.- 1.3.3. Bewertung anhand von Maschinenkosten und -auslastung.- 1.3.4. Der Kriterienkatalog.- 1.4. Semi-aktive, aktive und unverzgerte Belegungsplne.- 1.5. Komplexitt.- 1.6. Artverwandte Problemtypen.- 1.6.1. Flow Shop.- 1.6.2. Permutation Flow Shop.- 1.6.3. Open Shop.- 2: Die Praxis. Anwendung des Job Shop Scheduling in der Produktionsplanung und -Steuerung.- 2.1. Admissive, imperative und informelle Beschrnkungen.- 2.2. Produktionsplanung und -Steuerung.- 2.2.1. Vorgaben, Ziele und Entscheidungsvariablen:.- 2.2.2. Ablauf.- 2.2.3. MRP-Systeme.- 2.2.4. Hierarchische Produktionsplanung.- 2.2.5. Belastungsorientierte Auftragsfreigabe.- 2.2.6. Just-in-Time.- 2.2.7. KANBAN.- 2.2.8. Fortschrittszahlenkonzept.- 2.2.9. Zusammenfassung.- 2.3. Eignung des Job Shop Scheduling.- 2.3.1. Allgemeines.- 2.3.2. Besonderheiten der Einzel- und Kleinserienfertigung.- 2.3.3. Abweichungen vom Modell.- 2.3.4. Kriterien fr die Beurteilung von Lsungsverfahren.- 2.4. Datenstruktur fr die Reihenfolgeplanung.- 2.4.1. Das Entity-Relationship-Modell (ERM).- 2.4.2. ERM fr die Reihenfolgeplanung.- 2.4.3. Die Relationenstruktur.- 2.4.4. Zusammenfassung.- 3: Die Lsungsverfahren.- 3.1. Algorithmische Lsungsverfahren.- 3.1.1. Vollstndige Enumeration.- 3.2. Heuristische Lsungsverfahren.- 3.2.1. Vollstndige Enumeration der unverzgerten Belegungsplne.- 3.2.2. Prior itts-Abfertigungs-Regeln.- 3.2.3. BEWEx, Lckensprungmethode, ERFOx.- 3.3. Das Umbelegungsverfahren.- 3.3.1. Motivation fr ein heuristisches Umbelegungsverfahren.- 3.3.2. Umbelegung eines Auftrags.- 3.3.3. Iteration und Abbruchbedingung.- 3.3.4. Komplexittsreduktion durch rollierendes Planungsprinzip.- 3.4. Expertensysteme.- 3.4.1. Skelett-Konstruieren.- 3.4.2. Vorschlagen und Verbessern.- 3.4.3. Vorschlagen und Vertauschen.- 3.4.4. Least-Commitment-Strategie.- 3.4.5. Fallvergleichendes Konstruieren.- 3.4.6. Zusammenfassung.- 4: Die Simulation. Programmierung, Generierung von Testdatenstzen und Auswertung.- 4.1. Vorgehens weise.- 4.2. Programmstruktur.- 4.3. Realittsnahe Erzeugung von Probleminstanzen.- 4.3.1. Zufallszahlengenerator.- 4.3.2. Umformung der Zufallszahlen.- 4.3.3. Generierung der Prozezeiten.- 4.3.4. Zufallsverteilung der Operationen auf die Maschinen und Modellierung von Engpamaschinen.- 4.3.5. Generierung von bergangszeiten.- 4.3.6. Generierung der Auftragsdaten.- 4.3.7. Zusammenfassender berblick.- 4.4. Ergebnisse der Simulation.- 4.4.1. Standardserie.- 4.4.2. Ergebniskontrolle mit variierenden Parametern.- 4.4.3. Rstzeiten.- 4.4.4. bergangszeiten.- 4.4.5. Parallele Maschinen.- 4.4.6. Abhngige Prozezeiten.- 4.4.7. Arbeitszeiten fr Maschinen.- 4.4.8. Zusammenfassung.- Al. Verzeichnis der verwendeten Krzel und der formalin Bezeichnungen.- A2. Verzeichnis der Tabellen.- A3. Abbildungsverzeichnis.- A4. Systemumgebung und Fehlerabschtzung.- A5. Problem-Klassifikation.- A6. Verzeichnis der angewandten Verfahren.- A7. Ergebnistabellen der Simulation.- A8. Literaturverzeichnis.
