Heuristiken für komplexe

Reihenfolgeprobleme

Christian Holst

Heuristiken für komplexe Reihenfolgeprobleme Christian Holst

Übersicht

1. Definition Heuristiken

2. Hintergrund – Warum sind Prioritätsregeln notwendig ?

3.2 Formen / Ausprägungen

3.3 Ziele

4. Fazit / Zusammenfassung

3. Prioritätsregeln

3.1 Beschreibung

5. Literaturverzeichnis

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1. Definition Heuristiken

• heurisko = „ich finde“

• Heuristiken = Strategien, die das Finden von Lösungen zu Problemen ermöglichen sollen, zu denen kein mit Sicherheit zum Erfolg führender Algorithmus bekannt ist

• im weiteren Verlauf werden die Heuristiken auch als Prioritätsregeln bezeichnet

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2. Hintergrund Prioritätsregeln (1/2)

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Hintergrund Prioritätsregeln (2/2)

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3.1 Beschreibung

…sind Vorschriften zur Reihenfolgebestimmung, bei denenjedem Auftrag eine Wertzahl zugeordnet wird

… werden meist in der detaillierten Feinplanung eingesetzt

… sind insbesondere dann wichtig, wenn vor einer Arbeitsstation mehrere Aufträge auf Ihre Bearbeitung warten, also um die Ressource konkurrieren

Prioritätsregeln …

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3.2 Formen / Ausprägungen (1/3)

Regel Als nächster Auftrag wird der bearbeitet, …

KOZ Regel (kürzeste Operationszeit) der die kürzeste Operationszeit hat

LOZ Regel (längste Operationszeit) der die längste Operationszeit hat

GRB- (LFR-) Regel(kürzeste Restbearbeitungszeit, bzw.Kürzeste Fertigungsrestzeit)

dessen verbleibende Bearbeitungszeit an allen noch folgenden Arbeitsstationen die kürzeste ist

WT Regel (Wert) der den höchsten Produktivwert hat

SZ Regel (Schlupfzeit) bei dem die Differenz zwischen Liefertermin und Restbearbeitungszeit am kleinsten ist

FLT Regel (frühester Liefertermin) der den frühesten Liefertermin hat

MAA Regel (meiste noch auszuführende Arbeitsgänge)

der die meisten noch auszuführenden Arbeitsgänge aufweist

WAA Regel (wenigste noch auszuführende Arbeitsgänge)

der die wenigsten noch auszuführendenArbeitsgänge aufweist

FIFO Regel (first in, first out) der als erster im Gesamtsystem eingetroffen ist

FCFS Regel (first come, first served) der zuerst auf der jeweiligen Arbeitsstation ankommt

GGB Regel (größte Gesamtbearbeitungszeit) der die größte Gesamtbearbeitungszeit auf allen Arbeitsstationen hat

KGB Regel (kleinste Gesamtbearbeitungszeit) der die kleinste Gesamtbearbeitungszeit auf allen Arbeitsstationen hat

UK Regel (Umrüstungskosten) der die geringsten Umrüstungskosten an der Arbeitsstation verursacht

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•Ankunftszeitorientierte Prioritätsregeln ( FIFO, FCFS )•Bearbeitungszeitorientierte Prioritätsregeln ( KOZ, LOZ, KRB, WAA )•Terminorientierte Prioritätsregeln ( FLT, SZ )•Wertorientierte Prioritätsregeln ( WT, Deckungsbeitrag )•An der Kundenpriorität orientierte Prioritätsregeln ( wichtigste Kunden )

Formen / Ausprägungen (2/3)

Klassifikation nach Prioritäten

Klassifikation nach der Veränderlichkeit der Zeit

•Statische Prioritätsregeln•Dynamische Prioritätsregeln

Klassifikation nach dem zur Berechnung der Prioritätszahl benötigten Informationsbedarf

•Lokale Prioritätsregeln•Globale Prioritätsregeln

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Formen / Ausprägungen (3/3)

Prioritätsregel Kriterium

KOZ LOZ KRB GRB SZ WT

Max. Kapazitätsauslastung

Sehr gut

Schlecht

Gut Gut Gut Mäßig

Min. Durchlaufzeit Sehr gut

Sehr gut

Gut Schlecht

Mäßig Mäßig

Min. Zwischenlagerungskosten

Gut Mäßig Mäßig Mäßig Mäßig Sehr gut

Min. Terminabweichung

Schlecht

Schlecht

Mäßig Sehr gut

Sehr gut

mäßig

Bewertung der Wirksamkeit elementarer Prioritätsregeln

Neben den einfachen Prioritätsregeln werden auch kombinierte Prioritätsregeln eingesetzt, bei denen mehrere Einzelkriterien zu einer Priorität verbunden werden

z.B. KOZ + SZ Regel

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- Allgemein abhängig vom Wettbewerb

-das Unternehmen ist Kostenführer Ziel ist die effiziente Nutzung der Kapazitäten

-Kunden wollen just in time beliefert werden Termineinhaltung steht im Vordergrund

-Kunden erwarten schnelle und flexible Bearbeitung eines erteilten Auftrages Die mittlere Durchlaufzeit der Aufträge und die Anzahl der Aufträge in der Fertigung sind Ziele

3.3 Ziele

-lehnen sich an den Zielen der Reihenfolgeplanung an(Minimierung der Durchlaufzeiten, Maximierung der Kapazitätsauslastung)

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4. Fazit (1/2)

Es kann keine Prioritätsregel generell empfohlen werden, es ist immer der konkrete Anwendungsfall zu betrachten

Vorteile:

Entscheidung, welcher Auftrag wann bearbeitet werden soll, kann zum spätest möglichen Zeitpunkt erfolgenEs kann für jede Arbeitsstation die am besten geeignete Prioritätsregel unabhängig von anderen angewendet werdenDie detaillierte Feinplanung mit Hilfe des Konzeptes der Prioritätsregeln ist eine einfache, leicht verständliche, heuristische Lösung für eine Problematik, die nicht deterministisch in angemessener Zeit gelöst werden kann

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Nachteile:

Keine Anhaltspunkte für Auswahl passender Prioritätsregeln

Die Vielzahl der Prioritätsregeln ist kaum zu überblicken und leicht verwirrend

Mangelnde Berücksichtigung möglicher „Stausituationen“ derVor- und nachgelagerten Fertigungssituationen

Fazit (2/2)

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5. Literaturverzeichnis

Produktionswirtschaft: Einführung in das industrielle Produktionsmanagement, 7.Auflage, Corsten H.PPS Systeme, 1994, Fandel G.

Fallstudie zur Fertigungssteuerung mit Prioritätsregeln, 1988, Witte T.Grundlagen und Probleme der Betriebswirtschaft, Schmalen / Pechtl

Ausarbeitung Prioritätsregeln für Probleme mit einer Maschine, Prof. Dr. Jahnke

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Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit