E-Book, Deutsch, 285 Seiten, eBook
van Brackel Adaptive Steuerung flexibler Werkstattfertigungssysteme
2009
ISBN: 978-3-8349-8066-3
Verlag: Betriebswirtschaftlicher Verlag Gabler
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Nutzung moderner Informations- und Kommunikationstechnologien zur effizienten Produktionssteuerung unter Echtzeitbedingungen
E-Book, Deutsch, 285 Seiten, eBook
Reihe: Schriften zur quantitativen Betriebswirtschaftslehre
ISBN: 978-3-8349-8066-3
Verlag: Betriebswirtschaftlicher Verlag Gabler
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Thomas van Brackel entwickelt ein umfangreiches und realitätsnahes Modell zur Steuerung von Werkstattfertigungssystemen. Die Effizienz der für dieses kombinatorische Optimierungsproblem entwickelten sequentiellen und parallelen Verfahren wird in einer Simulationsstudie auf der Basis eines echtzeitfähigen Steuerungskonzeptes auf verteilten Systemen untersucht.
Dr. Thomas van Brackel war wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Prof. Dr. Otto Rosenberg am Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre insbes. Produktionswirtschaft an der Universität Paderborn. Er ist als SAP-Unternehmensberater im Bereich Energiewirtschaft tätig.
Zielgruppe
Research
Weitere Infos & Material
1;Geleitwort;6
2;Vorwort;7
3;Inhaltsverzeichnis;8
4;Abbildungsverzeichnis;14
5;Tabellenverzeichnis;16
6;Symbolverzeichnis;19
7;Kapitel 1 Einleitung;21
8;Kapitel 2 Steuerung von Werkstattfertigungssystemen;24
8.1;2.1 Produktion als Input/Output-System;25
8.2;2.2 Produktionsplanung und -steuerung aus Sicht der Betriebswirtschaftslehre;26
8.2.1;2.2.1 Betriebswirtschaftliche Zielgrößen;26
8.2.2;2.2.2 Betriebswirtschaftliche Planungsmodelle;27
8.3;2.3 Klassifizierung von Fertigungssystemen;31
8.3.1;2.3.1 Fließfertigung;33
8.3.2;2.3.2 Werkstattfertigung;33
8.3.3;2.3.3 Zentrenfertigung;34
8.3.4;2.3.4 Flexible Fertigungskonzepte;34
8.3.5;2.3.5 Fazit;36
8.4;2.4 Systeme zur Produktionsplanung und -steuerung;36
8.4.1;2.4.1 Aufbau von Systemen zur Produktionsplanung und - steuerung;37
8.4.2;2.4.2 Aufgaben von Systemen zur Produktionsplanung und - steuerung;37
8.4.3;2.4.3 Schwachstellen der betrachteten Systeme zur Produktionsplanung und - steuerung;44
8.5;2.5 Störungsmanagement;45
8.5.1;2.5.1 Definition und Klassifizierung von St ¨ orungen;46
8.5.2;2.5.2 Aufgaben des St ¨ orungsmanagements;47
8.5.3;2.5.3 Maßnahmen in der Produktionsplanung;49
8.5.4;2.5.4 Maßnahmen in der Produktionssteuerung;50
8.6;2.6 Fazit;53
9;Kapitel 3 Modelle und Lösungsansätze zur Steuerung;54
9.1;3.1 Klassifizierung von Modellen zum Scheduling und Rescheduling;54
9.1.1;3.1.1 Definition von Scheduling und Rescheduling;55
9.1.2;3.1.2 Planungsumgebung;55
9.1.3;3.1.3 Strategien zur Steuerung;56
9.1.4;3.1.4 Grundsätze des Rescheduling;59
9.1.5;3.1.5 Methoden zum Rescheduling;60
9.2;3.2 Allgemeine Lösungsansätze;62
9.2.1;3.2.1 Exakte Verfahren;64
9.2.2;3.2.2 Prioritätsregeln;66
9.2.3;3.2.3 Heuristische Eröffnungsverfahren;66
9.2.4;3.2.4 Heuristische Verbesserungsverfahren;67
9.3;3.3 Verfahren zur Reihenfolgeplanung;74
9.3.1;3.3.1 Simulated Annealing Ansätze;76
9.3.2;3.3.2 Ein schnelles Tabu Search Verfahren;77
9.3.3;3.3.3 Genetische Algorithmen;78
9.3.4;3.3.4 Das Shifting Bottleneck Verfahren;80
9.3.5;3.3.5 Verbesserte Lösungsansätze zur heuristischen Suche;81
9.3.6;3.3.6 Parallele Lösungsverfahren;91
9.3.7;3.3.7 Modelle mit anderen Zielsetzungen;92
9.4;3.4 Erweiterte Modelle;93
9.4.1;3.4.1 Modelle mit parallelen Maschinen;94
9.4.2;3.4.2 Modelle mit integrierten Aspekten der Losgr ¨ oßenplanung;106
9.4.3;3.4.3 Modelle mit Lagerhaltung und Transportaspekten;111
9.5;3.5 Modelle mit Rescheduling;113
9.5.1;3.5.1 Reaktive Modelle;114
9.5.2;3.5.2 Pr ¨ adikatives/ reaktives Scheduling;117
9.5.3;3.5.3 Proaktive oder robuste Modelle;127
9.6;3.6 Fazit zu Lösungsverfahren;135
9.7;3.7 Fazit zu Rescheduling-Ansätzen;137
10;Kapitel 4 Neues Modell zur adaptiven Steuerung;138
10.1;4.1 Annahmen über die Problemstruktur;139
10.1.1;4.1.1 Produktionsprogramm;139
10.1.2;4.1.2 Integration von Aspekten der Losgrößenplanung;140
10.1.3;4.1.3 Flexible Produktionsstruktur;141
10.1.4;4.1.4 Lagerung;142
10.1.5;4.1.5 Transport;142
10.1.6;4.1.6 Bearbeitung und Weitertransport von Losen;143
10.1.7;4.1.7 Dynamischer Produktionsablauf;145
10.1.8;4.1.8 Bewertung einer Lösung / Zielkriterien;147
10.2;4.2 Parameter;149
10.2.1;4.2.1 Produktionsprogramm;149
10.2.2;4.2.2 Integration von Aspekten der Losgrößenplanung;150
10.2.3;4.2.3 Flexible Produktionsstruktur;153
10.2.4;4.2.4 Transport;156
10.2.5;4.2.5 Dynamischer Produktionsablauf;157
10.2.6;4.2.6 Kosten im Fertigungssystem;160
10.3;4.3 Variablen des Modells;162
10.4;4.4 Nebenbedingungen;163
10.4.1;4.4.1 Bündelung von Losen;163
10.4.2;4.4.2 Zuordnung von Losen zu Maschinen;164
10.4.3;4.4.3 Transitivität der Losreihenfolge;164
10.4.4;4.4.4 Interdependenzen zwischen den Variablenklassen;166
10.4.5;4.4.5 Berechnung der Bearbeitungszeitpunkte;168
10.4.6;4.4.6 Produktartbeschränkungen;176
10.4.7;4.4.7 Wertebereich der Variablen;177
10.5;4.5 Zielfunktion;178
10.5.1;4.5.1 Produktionskosten;178
10.5.2;4.5.2 Rüstkosten;178
10.5.3;4.5.3 Lagerkosten;179
10.5.4;4.5.4 Transportkosten;180
10.5.5;4.5.5 Terminabweichungskosten;181
10.6;4.6 Kritische Beurteilung des Modells;182
11;Kapitel 5 Konzept zur Steuerung;184
11.1;5.1 Merkmale des benutzten Konzepts;184
11.2;5.2 Realisierung;187
11.2.1;5.2.1 Simulation des Produktionsablaufs;187
11.2.2;5.2.2 Einfache Anpassung durch Prioritätsregel;196
11.2.3;5.2.3 Zeitlimitbasierter Ansatz;197
11.2.4;5.2.4 Kontinuierliche Optimierung;198
12;Kapitel 6 Sequentielle und parallele Algorithmen für das neue Modell;201
12.1;6.1 Erzeugung der Probleminstanzen;202
12.1.1;6.1.1 Daten zu den Produktarten;202
12.1.2;6.1.2 Daten zu den Aufträgen;203
12.1.3;6.1.3 Daten zu den Losen;203
12.1.4;6.1.4 Daten zu den Zentren;204
12.1.5;6.1.5 Daten zu den Maschinen;204
12.1.6;6.1.6 Daten zu den Transportmitteln;205
12.1.7;6.1.7 Anpassung der Lieferterminzeitfenster;205
12.2;6.2 Eröffnungsverfahren;206
12.2.1;6.2.1 Kombiniertes Verfahren zur Berechnung der Startlösung;208
12.3;6.3 Verbesserungsverfahren;209
12.3.1;6.3.1 Verfahren zur Loszuordnung;211
12.3.2;6.3.2 Verfahren zur Losreihenfolge;213
12.3.3;6.3.3 Optimierung der Loszusammenfassung;218
12.3.4;6.3.4 Beschreibung des Meta-Solvers;218
12.4;6.4 Parallelisierung der Verfahren;220
12.4.1;6.4.1 Massiv parallele und verteilte Systeme;220
12.4.2;6.4.2 Kriterien zur Klassifizierung;222
12.4.3;6.4.3 Gewählte Ansätze zur Parallelisierung;223
13;Kapitel 7 Analyse und exemplarische Validierung der neuen Algorithmen;230
13.1;7.1 Vortests;231
13.1.1;7.1.1 Problemgr ¨ oße und Komplexit¨ at;231
13.1.2;7.1.2 Bestimmung der Position der Zeitfenster;233
13.1.3;7.1.3 Bestimmung der Gr ¨ oße der Zeitfenster;234
13.1.4;7.1.4 Kosten der Startl ¨ osung;235
13.2;7.2 Analyse der sequentiellen Algorithmen;237
13.2.1;7.2.1 Bewertung der Er ¨ offnungsverfahren;237
13.2.2;7.2.2 Vergleich der Verbesserungsverfahren;241
13.3;7.3 Analyse der parallelen Algorithmen;250
13.3.1;7.3.1 Test mit statischer Gruppengr ¨ oße;251
13.3.2;7.3.2 Test mit dynamischer Gruppengr ¨ oße;252
13.3.3;7.3.3 Effizienz des parallelen Verfahrens;254
13.4;7.4 Exemplarische Validierung;257
13.4.1;7.4.1 Vergleich der drei Ans ¨ atze untereinander;257
13.4.2;7.4.2 Vergleich mit einem allwissenden Gegner;261
14;Kapitel 8 Zusammenfassung und Ausblick;265
15;Literaturverzeichnis;268
16;Anhang A Tabellen und Abbildungen;288
16.1;A.1 Abbildungen zum Steuerungskonzept und Algo-rithmen;288
16.2;A.2 Ergänzende Tabellen zur Validierung;292
Steuerung von Werkstattfertigungssystemen.- Modelle und Lösungsansätze zur Steuerung.- Neues Modell zur adaptiven Steuerung.- Konzept zur Steuerung.- Sequentielle und parallele Algorithmen für das neue Modell.- Analyse und exemplarische Validierung der neuen Algorithmen.- Zusammenfassung und Ausblick.
