Prädiktiv-reaktives Scheduling zur Steigerung der Robustheit agiler Produktionssysteme

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Nicole Stricker
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455094120

Die produzierende Industrie sieht sich einer zunehmend unsicheren und schnelllebigen Umwelt gegenüber. Produktlebenszyklen werden kürzer, während die Variantenvielfalt stetig zunimmt. Zudem lässt sich die Kundennachfrage schwerer prognostizieren und unterliegt einer höheren Volatilität als in der Vergangenheit. Agile Produktionssysteme zur Bewältigung dieser Unsicherheiten sind aktueller Forschungsgegenstand. Darunter werden Produktionssysteme verstanden, die sich dynamisch auf auftretende interne und externe Einflussfaktoren (z. B. Verschiebung des Variantenmix, Änderung des Produktionsvolumens, Integration neuer Produkte) anpassen. Agile Produktionssysteme sind aufgrund ihrer losen Verkettung vom Takt entkoppelt und ermöglichen durch die Nutzung von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) eine Produktion in Losgröße 1. Entscheidend für die Effizienz agiler Produktionssysteme ist eine Produktionssteuerung, welche die vielfältigen Anforderungen erfüllt: Sie muss dynamische Einflüsse wie Maschinenausfälle bereits bei der Planung berücksichtigen können. Dazu bedarf es eines prädiktiven Planungsverfahrens, das die Verfügbarkeiten von Maschinen berücksichtigt. Zudem muss Sie bei unerwarteten Störungen eine Umplanung bieten, welche die Freiheitsgrade agiler Produktionssysteme ausnutzt. Dazu wird ein reaktives Planungsverfahren benötigt, mit dem in sehr kurzer Rechenzeit eine hohe Lösungsgüte erreicht werden kann. Schließlich sollen agile Produktionssysteme in einer Just-In-Sequence-Produktion einsetzbar sein, d.h. dass die Aufträge zu einem definierten Zeitpunkt an einem definierten Ort z. B. an nachgelagerte Produktionsstufen übergeben werden sollen. Dies erfordert ein Zusammenspiel aus prädiktiven und reaktiven Planungsverfahren zur Erreichung einer angestrebten Termintreue auch unter dynamischen Einflüssen. Die Produktionssteuerung soll also eine möglichst hohe Robustheit erlauben.Das vorliegende Vorhaben strebt die Erforschung einer solchen Methode an, die eine hohe Robustheit zur Ermöglichung einer JIS Produktion unter dynamischen Einflüssen erlaubt. Besonderer Fokus liegt auf der Beantwortung der Frage, wie robust die prädiktive Planung sein muss, um der reaktiven Umplanung zu ermöglichen, die angestrebte Termintreue zu realisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr.-Ing. Gisela Lanza