Möchte sich ein Anbieter eines Standardproduktes von seinen Wettbewerbern abheben, so ist eine Möglichkeit dazu über den Preis des Produktes . Ein nahe liegender Weg, ein Produkt möglichst kostengünstig anbieten zu können, ist das Produkt mit möglichst geringen Kosten zu produzieren.
Vor diesem Hintergrund beschreibt die vorliegende Arbeit die grundlegende Problemstellung bei der simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung im Rahmen eines kapazitätsorientierten hierarchischen Produktionsplanungs- und Steuerungs-Systems mit dem Ziel einer Kosten sparenden Planung. Zwei ausgesuchte Modelle zur simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung werden vorgestellt, anhand ihrer Strukturmerkmale eingeordnet, und miteinander verglichen. Für einen Spezialfall eines dieser Modelle wird schließlich ein effizientes Lösungsverfahren mit hoher Lösungsgüte vorgestellt.
Im Vordergrund der Betrachtung stehen Produkte, die in kontinuierlicher Fließfertigung auf einer Produktionsstufe hergestellt werden. Die Produktionsstufe setzt sich aus einer oder mehreren Produktionslinien mit beschränkter Kapazität zusammen, wobei die Produktionslinien / Maschinen als planerische Einheit betrachtet werden. Produzierte Artikel gehören zu Rüstfamilien; wird auf einer Produktionslinie auf einen Artikel einer anderen Rüstfamilie als der des zuletzt aufgelegten Artikels umgestellt, muss umgerüstet werden. Dies kann Rüstkosten und Rüstzeiten verursachen. Hängen diese von der Art des zuletzt aufgelegten Artikels ab, spricht man von reihenfolgeabhängigen Rüstkosten bzw. –zeiten. Der Bedarf an Artikeln steht zum Planungszeitpunkt lediglich in Form einer Prognose zur Verfügung. Da man möglichst große Produktionslose bilden möchte, um Kosten für Umrüstvorgänge zu sparen, wird oft über den prognostizierten Bedarf hinaus für spätere Verwendung produziert, und es fallen für den Überschuss Lagerkosten an, welche von Bestandshöhe und Lagerdauer abhängen.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 2. Strukturmerkmale von Modellen
- 2.1. Technische Restriktionen
- 2.2. Modellierungstechnische Annahmen
- 2.3. Losgröße
- 2.4. Zielkriterien
- 3. Modelle zur simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung
- 3.1. PLSP
- 3.2. GLSP
- 3.2.1. Modellformulierung
- 3.2.2. Einordnung
- 3.2.3. Das PLSP als Spezialfall des GLSP
- 3.2.4. Das GLSP mit Rüstzeiten (GLSPST)
- 4. Lösungsverfahren für das GLSPST
- 4.1. Benötigte Verfahren und Modelle zur Lösung des GLSPST
- 4.1.1. Erweiterung des GLSPST zum GLSPST’
- 4.1.2. Fixierung des Rüstmusters und GLSPST’FIX
- 4.1.3. Formulierung des GLSPST’Fix als Netzwerkflussproblem
- 4.1.4. Das duale Problem zu NFPPrim
- 4.1.5. Konstruktion einer neuen dual zulässigen Lösung
- 4.1.6. Die Metaheuristiken TA und SA
- 4.2. Kombination von dualer Reoptimierung mit Metaheuristiken
- 5. Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Arbeit befasst sich mit der integrierten Losgrößen- und Reihenfolgeplanung (GLSP). Ziel ist es, verschiedene Modelle und Lösungsverfahren für das GLSP, insbesondere das GLSP mit Rüstzeiten (GLSPST), zu untersuchen und zu analysieren. Die Arbeit beleuchtet verschiedene Aspekte der Modellierung und Lösungsfindung für dieses komplexe Problem.
- Modellierung des GLSP und seiner Varianten (PLSP, GLSPST)
- Analyse verschiedener technischer Restriktionen und modellierungstechnischer Annahmen
- Untersuchung von Lösungsverfahren, insbesondere Heuristiken und Metaheuristiken
- Anwendung von Netzwerkflüssen zur Problemlösung
- Kombination von dualer Reoptimierung mit Metaheuristiken
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik der integrierten Losgrößen- und Reihenfolgeplanung (GLSP) ein und gibt einen Überblick über die Problemstellung und die Struktur der Arbeit. Es begründet die Relevanz des Themas und skizziert den weiteren Aufbau.
2. Strukturmerkmale von Modellen: Dieses Kapitel beschreibt die charakteristischen Merkmale der verschiedenen GLSP-Modelle. Es werden die technischen Restriktionen, die modellierungstechnischen Annahmen, die Losgrößenbestimmung und die relevanten Zielkriterien detailliert analysiert und in ihren Auswirkungen auf die Komplexität des Problems eingeordnet. Der Fokus liegt auf dem Verständnis der grundlegenden Modellstrukturen, die als Basis für die folgenden Kapitel dienen.
3. Modelle zur simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung: Hier werden verschiedene Modelle zur simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung vorgestellt und verglichen, darunter das Proportional Lotsizing and Scheduling Problem (PLSP) und das General Lotsizing and Scheduling Problem (GLSP) sowie dessen Erweiterung um Rüstzeiten (GLSPST). Es wird die Modellformulierung, die Einordnung der Modelle zueinander und die Beziehung zwischen PLSP und GLSP detailliert erläutert. Das Kapitel stellt die unterschiedlichen Modellierungsansätze gegenüber und analysiert ihre jeweiligen Stärken und Schwächen.
4. Lösungsverfahren für das GLSPST: Dieses Kapitel widmet sich den Lösungsverfahren für das GLSPST. Es beschreibt die notwendigen Verfahren und Modelle, darunter die Erweiterung des GLSPST zum GLSPST', die Fixierung des Rüstmusters (GLSPST'FIX) und die Formulierung als Netzwerkflussproblem. Die Anwendung dualer Reoptimierung in Verbindung mit Metaheuristiken wie Threshold Accepting (TA) und Simulated Annealing (SA) wird detailliert erklärt. Der Fokus liegt auf der Beschreibung der Algorithmen und ihrer Anwendung auf das GLSPST.
Schlüsselwörter
Integrierte Losgrößen- und Reihenfolgeplanung (GLSP), General Lotsizing and Scheduling Problem (GLSP), Proportional Lotsizing and Scheduling Problem (PLSP), Rüstzeiten, Lösungsverfahren, Netzwerkflussproblem, duale Reoptimierung, Metaheuristiken, Threshold Accepting (TA), Simulated Annealing (SA), Modellierung, Optimierung, Produktionsplanung.
Häufig gestellte Fragen zur integrierten Losgrößen- und Reihenfolgeplanung
Was ist der Gegenstand dieser Arbeit?
Die Arbeit befasst sich mit der integrierten Losgrößen- und Reihenfolgeplanung (GLSP), insbesondere dem GLSP mit Rüstzeiten (GLSPST). Sie untersucht und analysiert verschiedene Modelle und Lösungsverfahren für dieses komplexe Problem der Produktionsplanung.
Welche Modelle werden behandelt?
Die Arbeit behandelt verschiedene Modelle der simultanen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung, darunter das Proportional Lotsizing and Scheduling Problem (PLSP) und das General Lotsizing and Scheduling Problem (GLSP) sowie dessen Erweiterung um Rüstzeiten (GLSPST). Die Beziehungen zwischen diesen Modellen werden detailliert erläutert.
Welche Lösungsverfahren werden untersucht?
Die Arbeit untersucht verschiedene Lösungsverfahren für das GLSPST. Dies beinhaltet die Erweiterung des GLSPST zum GLSPST', die Fixierung des Rüstmusters (GLSPST'FIX) und die Formulierung als Netzwerkflussproblem. Ein Schwerpunkt liegt auf der Kombination von dualer Reoptimierung mit Metaheuristiken wie Threshold Accepting (TA) und Simulated Annealing (SA).
Welche Aspekte der Modellierung werden betrachtet?
Die Arbeit analysiert verschiedene Strukturmerkmale der GLSP-Modelle, einschließlich technischer Restriktionen, modellierungstechnischer Annahmen, der Losgrößenbestimmung und der relevanten Zielkriterien. Der Einfluss dieser Aspekte auf die Komplexität des Problems wird eingehend untersucht.
Wie ist die Arbeit strukturiert?
Die Arbeit gliedert sich in eine Einleitung, ein Kapitel zu Strukturmerkmalen von Modellen, ein Kapitel zu verschiedenen GLSP-Modellen (PLSP, GLSP, GLSPST), ein Kapitel zu Lösungsverfahren für das GLSPST und eine Zusammenfassung mit Ausblick. Ein Inhaltsverzeichnis bietet eine detaillierte Übersicht.
Welche Zielsetzung verfolgt die Arbeit?
Ziel der Arbeit ist es, verschiedene Modelle und Lösungsverfahren für das GLSP, insbesondere das GLSPST, zu untersuchen und zu analysieren. Die Arbeit beleuchtet verschiedene Aspekte der Modellierung und Lösungsfindung für dieses komplexe Problem.
Welche Schlüsselwörter sind relevant?
Wichtige Schlüsselwörter sind: Integrierte Losgrößen- und Reihenfolgeplanung (GLSP), General Lotsizing and Scheduling Problem (GLSP), Proportional Lotsizing and Scheduling Problem (PLSP), Rüstzeiten, Lösungsverfahren, Netzwerkflussproblem, duale Reoptimierung, Metaheuristiken, Threshold Accepting (TA), Simulated Annealing (SA), Modellierung, Optimierung, Produktionsplanung.
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- Dipl.-Wirtschaftsinformatiker Christoph Weber (Author), 2004, Integrierte Losgrößen- und Reihenfolgeplanung (GLSP), Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/28689
