Das Johnson-Verfahren. Ein Algorithmus für Flow-Shop-Scheduling

Abstract or Introduction

Die Produktion ist ein Wertsteigerungsprozess, bei dem aus Input-Einheiten wertgesteigerte Output-Einheiten erzeugt werden. Auf Seiten der Produzenten wird das Ziel verfolgt, eine möglichst hohe Wertsteigerung zu erreichen, um diese im Preis zum Ausdruck zu bringen. Die Wertschöpfung unterliegt u.a. zeitlichen Anforderungen, die durch effiziente Produktionsplanung einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung gesetzter Wertschöpfungsziele leisten. Da die industrielle Erzeugung eine Vielzahl von Schritten – wie die Beschaffung, die Produktion sowie die Distribution – beinhaltet, steigert sich die erreichbare Wertschöpfung durch Senkung des Zeitbedarfs der einzelnen Vorgänge.

Einem Unternehmen bieten sich verschiedene Organisationstypen der Produktion an, welche sich hinsichtlich der Anordnung der Arbeitssysteme und deren Transportbeziehungen unterscheiden. Bei genauerer Betrachtung der Fließfertigung – welche eine hohe Produktivität durch Anordnung spezialisierter Anlagen nach dem Objektprinzip aufweist – wird deutlich, dass die Zielsetzung in Form von Zeitkriterien im Fokus steht. Somit wird die Kostenminimierung durch eine Verringerung der Zeit, die ein Werkstück benötigt, um die Fertigung zu durchlaufen, unterstützt.

Zur Erreichung dieser angestrebten Zeitminimierung bestehen Methoden der Ablaufplanung im Flow-Shop . Bei dieser Problemstellung wird die Reihenfolge, in welcher die Aufträge über die Maschinen laufen, festgelegt. Eine der vier wichtigsten Möglichkeiten das Zielkriterium zu erreichen, ist die Minimierung der Zeit zwischen Beginn des ersten und Beendigung des letzten Auftrags. Diese Zeitspanne wird als Zykluszeit bezeichnet. Eine Minimierung der Zykluszeit wird durch das von S. M. Johnson entwickelte Verfahren aus dem Jahr 1954 erreicht.

Im Verlauf dieser Arbeit wird auf dieses Verfahren genauer eingegangen. Dabei werden die genaue Vorgehensweise sowie mögliche Anwendungsbereiche erläutert und anhand eines Zahlenbeispiels veranschaulicht. Zum Schluss wird der vorgestellte Algorithmus durch ein abschließendes Fazit kritisch beurteilt.