Anlagenbelegungsplanung in der Prozessindustrie: Offline- und Online-Optimierung bei Chargen- und bei Sortenproduktion

• Applicant: Professor Dr. Christoph Schwindt
• Subject Area: Accounting and Finance
• Term: from 2004 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5438980

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Umsetzung leistungsfähiger Verfahren für die Anlagenbelegungsplanung in der Prozessindustrie. Der hohe Detaillierungsgrad der Planung und technologische Besonderheiten der verfahrenstechnischen Produktion erfordern hierbei eine spezifische Vorgehensweise in Abhängigkeit von Anlagen- und Repetitionstypen. Zudem muss der schweren Beherrschbarkeit verfahrestechnischer Prozesse und der hiermit verbundenen immanenten Planungsunsicherheit Rechnung getragen werden. Im Rahmen des Vorhabens wird die Belegungsplang von flexiblen Mehrzweck- und Mehrproduktionsanlagen bei Chargen- und bei Sortenproduktion untersucht. Im Unterschied zu den in der Literatur dokumentierten Totalmodellen der gemischt-ganzzahligen Optimierung wird ein hierarchischer Dekompositionsansatz verfolgt, der die Planungsaufgabe in eine Mengen- und eine Ablaufplanung zerlegt. Zur Mengenplanung werden geeignete Modellierungstechniken und Methoden der linearen und nichtlinieren Optimierung eingesetzt. Vor dem Hintergrund unsicherer Planungsdaten werden für die Ablaufplanung Ansätze der Offline-Optimierung zur robusten und zur revidierenden Planung untersucht. Für Echtzeit-Anwendungen der Ablaufplanung wie kurzfristige Kapazitäts-Verfügbarkeitsprüfungen oder revidierende Planungen bei starker Variabilität der Prozessbedingungen werden neuartige Prioritätsregelverfahren zur Online-Optimierung entwickelt, die eine besonders effiziente inkrementelle Einplanung von Produktionsaufträgen erlauben. Die entwickelten Methoden werden in einem modularen Planungssystem umgesetzt, das an moderne Advanced-Planning-Systeme (APS) angebunden werden kann. Die Leistungsfähigkeit der einzelnen Module und des Gesamtsystems wird anhand von Fallstudien evaluiert.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Norbert Trautmann