Produktionsplanung. Wolfgang Domschke Armin Scholl Stefan Voß. Ablauforganisatorische Aspekte. Springer. Zweite, überarbeitete und erweiterte Auflage

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1 Wolfgang Domschke Armin Scholl Stefan Voß Produktionsplanung Ablauforganisatorische Aspekte Zweite, überarbeitete und erweiterte Auflage Mit 134 Abbildungen und 48 Tabellen Springer

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort Symbolverzeichnis Kapitel 1: Betriebswirtschaftliche Grundlagen V XIII l 1.1 Planung Produktion Grandlegende Begriffe und Gegenstand der Produktion Produktionsformen.., Produktionsplanung Produktionsprogrammplanung Bereitstellungsplanung Produktionsprozeßplanung Konzepte der Produktionsplanung und -Steuerung Entwicklungsstand von PPS-Systemen Neuere Ansätze für PPS-Systeme PPS-Systeme im Rahmen des CIM-Konzeptes Organisation Ablauforganisatonsche Probleme der Produktionsplanung Ziele Arten von Entscheidungsproblemen Literaturverzeichnis 32 Kapitel 2: Grundlagen quantitativer Methoden Modelle und Probleme Problemklassen Lösungsverfahren Brauch & Bound-Verfahren Heuristische Verfahren Eröffnungsverfahren Lokale Suchverfahren Weitere heuristische Verfahren Komplexität von Problemen und Verfahren 52

3 VIII Inhaltsverzeichnis 2.5 Graphenlheoretische Grundlagen Hilfsmittel aus der Informatik Darstellung von Daten Beschreibung von Verfahrensabläufen Literaturverzeichnis 66 Kapitel 3: Lagerhaltung/Losgrößenplanung Klassifikation von Problemen und Definitionen Klassifikation Begriffe für deterministische Modelle Statisch - deterministische Modelle Einstufige Einproduktmodelle Das klassische Bestellmengenmodell (EOQ-Modell) Modelle mit endlicher Fertigungsgeschwindigkeit Weitere Verallgemeinerungen des klassischen Modells Einstufige Mehrproduktmodelle Ein Bestellmengenmodell mit Sammelbestellungen Kapazitierte Bestellmengenmodelle Das ELSP (Economic Lot Scheduling Problem) Das ELSP bei zwei Produkten Das ELSP bei n Produkten Mehrstufige Mehrproduktmodelle Grundlegende Begriffe und Definitionen Ein Modell mit konvergierender Produkt struktur Zur OptimalUät stationärer und geschachtelter Politiken Weitere Modelle H Dynamisch - deterministische Modelle Einstufige Einproduktmodelle Das Grundmodell von Wagner und Whitin Exakte Verfahren für das Grundmodell Heuristische Verfahren für das Grundmodell Erweiterungen des Grundmodells Einstufige Mehrprodukt modeile Das CLSP (Capacitated Lot-Sizing Problem) Heuristiken zur Lösung des CLSP Exakte Verfahren zur Lösung des CLSP 142

4 Inhaltsverzeichnis IX Das DLSP (Discrete Lot-Sizing and Scheduling Problem) Verfahren zur Lösung des DLSP Z6 Verallgemeinerungen und Weiterentwicklungen des CLSP bzw. des DLSP Mehrstufige Mehrproduktmodelle Ein Grundmodell - unkapazitiert mit konvergierender Produktstruktur Exakte Verfahren für das Grundmodell Heuristiken für das Grundmodell Allgemeinere unkapazitierte Modelle Kapazitierte mehrstufige Modelle Stochastisctae Modelle Merkmale stochastischer Lagerhaltungsmodelle Allgemeine Lagerhaltungspolitiken Ausgewählte stochastiscbe Einproduktmodelle Eine stochastische Variante des EOQ-Modells Ein (stationäres) Einperiodenmodell Literaturverzeichnis 172 Kapitel 4: FUeßbandabstimmung Einführung und grundlegende Begriffe Klassifikation von Fließbandabstimrmmgsproblemen Einproduktmodelle Ein Grundmodell mit alternativen Zielsetzungen SALBP-G: Maximierung des Bandwirkungsgrades SALBP-1: Minimierung der Stationsanzahl SALBP-2: Minimierung der Taktzeit Weitere Zielsetzungen für das Grundmodell Mathematische Formulierungen für das Grundmodell Heuristische Verfahren für SALBP Z 1 Prioritätsregelverfahren Weitere Eröffnungsverfahren Worst Case-Analyse von Eröffnungsheuristiken Lokale Suchverfahren Exakte Verfahren für SALBP Das Verfahren von Jackson Das B&B-Verfahren FABLE Das B&B-Verfahren SALOME Weitere exakte Verfahren Vergleich der Verfahren 226

5 X Inhaltsverzeichnis Lösungsverfahren für SALBP Suchmethoden B&B-Verfahren Heuristische Verfahren Lösungsverfahren für SALBP-G Verallgemeinerungen des Grundmodells Parallele Stationen und Arbeitsgänge Stochastische Modelle Modelle mit Verfahrensalternativen Abstimmung u-förmiger Fließbänder Weitere Modelle Mehiproduktmodelle Abstimmung von Fließbändern bei Variantenfertigung Reihenfolgeplanung bei Variantenfertigung Problemcharakterisierung und Produktionsablauf Zielsetzungen Modellformulierung Lösungsverfahren Literaturverzeichnis 271 Kapitel 5: Maschinenbelegungsplanung Grundlagen Grundlegende Literatur Begriffe und Definitionen Klassifikation Maschinencharakteristika Auftragscharakteristika Zielsetzungen Beispiele zur Problemklassifikation Grundlegende Entscheidungs- oder Prioritätsregeln Probleme mit zwei Aufträgen Em-Maschinen-Probleme Minimierung der maximalen Terminabweichung Statische Modelle Dynamische Modelle Minimierung der Zykluszeit Berücksichtigung von Bereitstellungsterminen und Nachlaufzeiten 313

6 Inhaltsverzeichnis XI Berücksichtigung von reihenfolgeabhängigen Rüstzeiten Berücksichtigung variabler Maschinenzustände Minimierung von Durchlaufzeiten und Wartezeiten Minimierung der (gewichteten) Anzahl verspäteter Aufträge Minimierung der Anzahl verspäteter Aufträge Minimierung der gewichteten Anzahl verspäteter Aufträge Berücksichtigung weiterer Ziele Probleme bei parallelen Maschinen Identische parallele Maschinen Überblick über Modelle und Lösungsmöglichkeiten Minimierung der Zykluszeit bei unterbrechbaren Aufträgen Zur Komplexität eines Zwei-Maschinen-Problems Minimierung der Zykluszeit Das Problem [ IP 1 tree, t. = l Z ] Minimierung von Durchlaufzeiten Zwei-Maschinen-Probleme mit Ressourcenbeschränkungen Zykluszeitminimierung bei kontinuierlichen erneuerbaren Ressourcen Uniforme parallele Maschinen Überblick über Modelle und Lösungsmöglichkeiten Minimierung der Zykluszeit Das Problem [UP t. = l Z] Minimierung der Summe der Durchlaufzeiten Heterogene parallele Maschinen Überblick über Modelle und Lösungsmöglichkeiten Minimierung der Zykluszeit bei unterbrechbaren Aufträgen Minimierung der Zykluszeit Minimierung von Durchlaufzeiten Flow Shop-Probleme Zwei-Maschinen-Flow Shop-Probleme Der Johnson-Algorithmus Zur Berücksichtigung von reihenfolgeabhängigen Rüstzeiten Weitere Modifikationen der Auftragscharakteristika Weitere Zielsetzungen Modellbildung und Überblick zu allgemeinen Flow Shop - Problemen Ein Überblick zu Flow Shop - Problemen Mathematische Formulierungen für Flow Shop-Probleme Heuristiken zur Minimierung der Zykluszeit Eröffnungsverfahren für Permutations-Flow Shop-Probleme Verbesserungsverfahren für Permutations-Flow Shop-Probleme 379

7 XII Inhaltsverzeichnis Exakte Verfahren zur Minimierung der Zykluszeit Das Branch & Bound-Verfahren von Ignall und Schräge Permutations- versus normale Pläne Minimierung der mittleren Durchlaufzeit Weitere Zielsetzungen Flow Shop-Probleme mit Lagerkapazitätsbeschränkungen No wait Flow Shop Endliche Lagerkapazitätsbeschränkungen Transporteinrichtungen zwischen den Maschinen Hybrid-Flow Shop - Probleme Job Shop Probleme Zwei-Maschinen-Job Shop-Probleme Grundlagen zur Darstellung und Lösung von Job Shop-Problemen Das Konzept disjunktiver Graphen Grundlegende Begriffe und Definitionen Mathematische Formulierungen für Job Shop-Probleme Relaxationsmöglichkeiten für Job Shop-Probleme Heuristische Verfahren zur Minimierung der Zykluszeit Prioritätsregelverfahren Das Shifting Bottleneck-Verfahren Verbesserungsverfahren Branch & Bound-Verfahren zur Minimierung der Zykluszeit Ein auf aktiven Plänen basierendes Verfahren Ein auf dem Konzept disjunktiver Graphen basierendes Verfahren Weitere Modelle Bezüge zur Projektplanung unter Kapazitätsrestriktionen Open Shop-Probleme Ein Überblick zu Zwei-Maschinen-Problemen Minimierung der Zykluszeit Weitere Zielsetzungen Open Shop versus Flow und Job Shop Stochastische Probleme Modelle mit stochastischen Bearbeitungszeiten Modelle mit stochastischen Maschinenausfallraten Literaturverzeichnis 433 Sachverzeichnis 447