Simulation und heuristische Optimierung zur Analyse schlechtstrukturierter Planungsprobleme

Ausgangspunkt der bisherigen Forschung ist die Ablaufplanung - speziell die Reihenfolgeplanung. Legt man das klassische Planungsschema zugrunde, so weist das Problem der Ablaufplanung die vier bekannten Strukturdefekte auf, d.h., es ist wirkungs-, bewertungs-, zielsetzungs- und lösungsdefekt.

Zur Überwindung dieser Defekte wird auf die Simulation und als heuristisches Optimierungsverfahren auf Simulated Annealing, welches sich bei Problemen der kombinatorischen Optimierung als sehr effizient erwiesen hat, zurückgegriffen. Die Simulation soll dabei lediglich dazu dienen, einen zulässigen Maschinenbelegungsplan sowie alle für den Entscheidungsträger relevanten Informationen zu generieren. In dieser Form wird also von stochastischen Einflüssen abgesehen. Die übergeordnete Komponente Simulated Annealing ruft die Simulation mit immer neuen Auftragsreihenfolgen auf und bewertet diese gemäß der aktuell verfolgten Zielsetzung. Interaktiv ist diese Optimierung, wenn der Entscheidungsträger während des Ablaufs verschiedene Zielkriterien oder Parameter der Optimierung verändern kann. Somit entfällt die Beschränkung auf eine eindimensionale Zielfunktion, welche aus einer Bewertung der derivativen Ziele resultiert. Statt dessen werden möglichst viele effiziente, d.h. nichtdominierte, Lösungen erzeugt, welche dem Disponenten zur Entscheidung vorgelegt werden.

Für die Zukunft ist die Erweiterung der Simulation auf kompliziertere Fertigungsformen und die Berücksichtigung der sich damit ergebenden zusätzlichen Ziele vorgesehen. Insgesamt soll damit zum einen die Analyse verschiedener Fertigungstypen im Hinblick auf bestehende Zielkonflikte erfolgen, zum anderen soll dieser Ansatz zur Ablaufplanung zu einem praxistauglichen Instrument ausgebaut werden.

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. D. Adam, Dipl.-Phys. D. Stosik