Produktionsplanung in der Automobilindustrie (eBook)

Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 8
Abbildungsverzeichnis 13
Tabellenverzeichnis 15
Symbolverzeichnis 17
Abkürzungsverzeichnis 26
1 Gegenstand und Gang der Arbeit 28
2 Der Serienanlauf als Planungsumfeld 31
2.1 Begriff des Serienanlaufs 31
2.2 Phasen des Serienanlaufs 32
2.2.1 Vorserie 33
2.2.2 Nullserie 34
2.2.3 Produktionshochlauf 34
2.3 Anlauftypen 35
2.4 Literaturüberblick über Probleme und Lösungsansätze im Serienanlauf 36
2.5 Planungsprobleme und -ebenen der Produktionsplanung und -steuerung 40
2.6 Produktionsprogrammplanung 42
2.7 Produktprogrammverfügbarkeitsplanung 44
2.8 Einordnung des Problems in den Planungskontext 48
2.9 Strukturdefekte des Planungsproblems 50
3 Abbildung variantenreicher Erzeugnisse 52
3.1 Abbildungsebenen 52
3.2 Produktebene 53
3.2.1 Funktion der Produktebene 54
3.2.2 Klassifizierung von Merkmalen 56
3.2.3 Implizite und explizite Produktdefinition 56
3.2.4 Restriktionen zwischen Merkmalsausprägungen 58
3.3 Technische Ebene 60
3.3.1 Erzeugnisstruktur und Stücklistenarten 60
3.3.2 Probleme bei der Abbildung variantenreicher Erzeugnisse 62
3.3.3 Geschlossene Variantenstücklisten 65
3.3.4 Offene Variantenstückliste: Die regelbasierte Komplexstückliste 66
3.3.4.1 Funktionsweise 66
3.3.4.2 Coderegeln als Boole’sche Terme 68
3.3.4.3 Sekundärbedarfsbestimmung 72
3.3.4.4 Integration von Strukturinformationen 72
4 Das mehrstufige, einperiodige Produktprogrammverfügbarkeits-Planungsproblem (MEPVP) 80
4.1 Annahmen 80
4.2 Problemparameter 81
4.2.1 Faktoreinsatzkosten zur Aufholung eines Entwicklungsverzug 82
4.2.2 Nachfrageprognose, Stückdeckungsbeitrag und Beschaffungskapazität 91
4.3 Handlungsalternativen 94
4.4 Restriktionen 95
4.4.1 Globale Restriktionen 96
4.4.2 Logische Restriktionen 97
4.4.2.1 Abbildung des Produktprogramms 97
4.4.2.2 Interpretation der Auswahl 102
4.4.2.3 Zulässigkeit der Auswahl 104
4.4.2.4 Unterschiedlichkeit der Auswahl 106
4.5 Zielkriterien 106
4.6 Plananpassung und -fortschreibung 108
4.7 Fazit 110
5 Optimierungsmodelle zur Abbildung des MEPVP 112
5.1 Einordnung der entwickelten Modelle in Modelltypen 112
5.2 Übersicht über die entwickelten Modelle und die Gliederung des Kapitels 115
5.3 Mengen-, Parameter- und Variablendefinitionen 116
5.4 Verfügbarkeitsplanung mit einzelnen Varianten 118
5.4.1 Minimierungsmodell 118
5.4.2 Erweiterungsmöglichkeiten des Minimierungsmodells 124
5.4.3 Maximierungsmodell 126
5.4.4 Erweiterungsmöglichkeiten des Maximierungsmodells 128
5.4.5 Kritische Beurteilung 129
5.5 Verfügbarkeitsplanung mit Variantenmengen 129
5.5.1 Geschlossene Variantenmengen 130
5.5.2 Semi-offene Variantenmengen (Das MEPVP-Modell) 137
5.5.3 Offene Variantenmengen 142
5.5.4 Erweiterungsmöglichkeiten 144
5.5.5 Kritische Beurteilung 144
6 Mögliche Lösungsansätze für das MEPVP 146
6.1 Verallgemeinerung des MEPVP-Modells 146
6.2 Einordnung des MEPVP in die Systematik der Knapsack-Probleme 147
6.2.1 Multi-dimensionales Knapsack-Problem (MDKP) 148
6.2.2 Multiples Knapsack-Problem (MKP) 149
6.2.3 Vergleich des MEPVP mit dem MDKP und dem MKP 150
6.3 Komplexität des MEPVP 153
6.3.1 Empirische Überlegungen 153
6.3.2 Komplexitätstheoretische Betrachtung 154
6.4 Diskussion von Lösungsverfahren 159
6.4.1 Anforderungen an ein Lösungsverfahren für das MEPVP 160
6.4.2 Exakte Lösungsverfahren 161
6.4.3 Heuristische Lösungsverfahren 163
6.4.4 Auswahlentscheidung und deren Begründung 172
7 Ein heuristischer Lösungsansatz für das MEPVP 174
7.1 Überblick über den gewählten Lösungsansatz 174
7.2 Auslagerung von Stücklisteninformationen in die Produktebene als Vorstufe der Heuristiken 175
7.2.1 Prinzip 175
7.2.2 Sekundärbedarfsbestimmung bei ausgelagerten Stücklisteninformationen 177
7.2.3 Auslagerung von Baubarkeitsregeln 179
7.2.4 Auslagerung von Zusteuerungsregeln 181
7.2.5 Vereinfachung von Coderegeln 183
7.2.6 Anwendung am Beispiel 186
7.3 Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) 188
7.4 Tabu-Search 191
7.4.1 Basisalgorithmus 191
7.4.2 Erweiterungen 195
7.5 Konzeption der Algorithmen für das MEPVP 197
7.5.1 Definitionen und algorithmische Grundlagen 197
7.5.2 GRASP als Eröffnungsverfahren 204
7.5.2.1 Überblick über den Algorithmus 204
7.5.2.2 Konstruktionsphase 205
7.5.2.3 Lokale Suche 213
7.5.3 Tabu-Search als Verbesserungsverfahren 218
7.5.3.1 Überblick über den Algorithmus 218
7.5.3.2 Erzeugung der Nachbarschaft 225
7.5.3.3 Auswahl des besten Zugs 230
7.5.3.4 Exploration, Intensivierung und Diversifikation 232
8 Empirische Analyse des heuristischen Lösungsansatzes 236
8.1 Übersicht über die Probleminstanzen 237
8.1.1 Beschreibung der Probleminstanzen 237
8.1.2 Künstliche Probleminstanzen 238
8.1.3 Reale Probleminstanzen 239
8.2 Empirische Analyse von GRASP 240
8.3 Empirische Analyse von Tabu-Search 244
9 Schlussbetrachtung und Ausblick 253
Anhang 255
Literaturverzeichnis 258