Reaktive Planung in der chemischen Industrie (eBook)

Verfahren zur operativen Plananpassung für Mehrzweckanlagen

Ulf Neuhaus (Autor)

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2008 | 2008
XVII, 230 Seiten
Betriebswirtschaftlicher Verlag Gabler
978-3-8349-9737-1 (ISBN)

Infos

Ulf Neuhaus entwickelt ein reaktives Planungssystem, das den bestehenden Ablaufplan verändern kann, indem gezielte Anpassungen an die sich ändernden Ausgangsbedingungen vorgenommen werden.

Dr. Ulf Neuhaus promovierte bei Prof. Dr. Hans-Otto Günther am Institut für Betriebswirtschaftslehre, Fachgebiet Produktionsmanagement, an der Technischen Universität Berlin.

Inhalt

Geleitwort 6
Vorwort 8
Inhaltsverzeichnis 9
1. Einleitung 18
1.1 Motivation 18
1.2 Untersuchungsgegenstand 20
1.3 Vorgehen 21
2. Produktionswirtschaftliche Grundlagen der chemischen Industrie 23
2.1 Branchencharakteristika der chemischen Industrie 23
2.2 Typologische Merkmale chemischer Produktionsanlagen 27
2.3 Produktionsplanung in der chemischen Industrie 33
2.4 Zusammenfassung 43
3. Reaktive Anlagenbelegungsplanung 44
3.1 Abgrenzung von prädiktiver und reaktiver Planung 45
3.2 Ursprung und Wirkung von Störungen 46
3.3 Anforderungen an reaktive Planungsverfahren 53
3.4 Systematisierung der Verfahren zur Berücksichtigung von Unsicherheit 55
3.5 Bewertungskriterien 64
3.6 Zusammenfassung 77
4. Entwicklung einer systemgestützten Reschedulingmethodik 79
4.1 Einsatzrahmen und grundlegende Annahmen 80
4.2 Architektur des reaktiven Schedulingsystems 81
4.3 Zusammenfassung 106
5. Entwicklung alternativer reaktiver Planungsverfahren 108
5.1 Modell mit diskreter Zeitführung 108
5.2 BPS-Dekomposition 117
5.3 Verfahrensabwandlungen zur Generierung des Ausgangsplans 153
5.4 Zusammenfassung 153
6. Praktische Erprobung 156
6.1 Betrachtete Testprobleme 156
6.2 Demonstration eines Planungslaufes 159
6.3 Lösungsqualität Dekompositionsansatz 163
6.4 Szenarien mit rollierender Planung 167
6.5 Zusammenfassung 220
7. Schlussbetrachtung und Ausblick 224

Textauszug

4. Entwicklung einer systemgestützten Reschedulingmethodik (S. 62-63)

Die Aufgabe eines reaktiven Schedulingverfahrens liegt in der Anpassung eines bestehenden Produktionsplans an veränderte Rahmenbedingungen in einem dynamischen Produktionsumfeld. Im Vergleich zu rein statischen Schedulingverfahren ist dieser Planungsansatz weitaus praxisnäher. Dieser Anspruch erhebt allerdings auch eine Reihe von zusätzlichen Anforderungen an die Funktionalität der reaktiver Verfahren.

So muss beispielsweise bei einer dynamischen Plananpassung die aktuelle Situation der Produktionsumgebung berücksichtigt werden, so dass neben den eigentlichen Planungsverfahren auch Funktionen zur Analyse der Planungssituation und Aufbereitung der Ausgangsdaten für die nachfolgende Plananpassung notwendig sind. Die Bewertung der Verfahren erfolgt nicht allein durch rein statische Effektivitätskennzahlen, sondern zusätzlich durch die Auswertung der Plannervosität, die sich aus der Häufigkeit und dem Umfang der notwendigen Planänderungen ergibt.

Eine geeignete Bewertungsgrundlage für reaktive Planungsverfahren besteht demnach nur bei deren Anwendung innerhalb einer ihrem Einsatzzweck entsprechenden dynamischen Planungsumgebung, die einem realen Produktionsumfeld in geeigneter Weise nahe kommt. Um für die in dieser Arbeit vorgeschlagenen reaktiven Planungsverfahren ein geeignetes Planungsumfeld zu schaffen, wurde eine Entwicklungs- und Testumgebung entworfen und in Form eines Reaktiven Schedulingsystems implementiert.

Die Funktionalität und das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten dieses Systems sind Inhalt des folgenden Kapitels. Basierend auf den theoretischen Grundlagen aus Kapitel 3, wurde im Abschnitt 3.6 beschrieben, durch welchen Planungsansatz dem Auftreten von Unsicherheiten in der Planung begegnet werden soll. Der Einsatzrahmen und die grundlegenden Annahmen, auf denen das Reaktive Schedulingsystem basiert, werden im nächsten Abschnitt erläutert. Die Architektur des Systems und das Zusammenwirken der Einzelkomponenten sind Inhalt des Abschnitts 4.2.

4.1 Einsatzrahmen und grundlegende Annahmen

Die Anwendungsumgebung für das reaktive Schedulingsystem ist die Produktion von Spezialchemikalien, die in Batchproduktionsweise, auf Mehrzweckanlagen hergestellt werden.121 Die Planungsunterstützung soll auf der Ebene der Anlagenbelegungsplanung erfolgen, so dass der Planung ein Horizont von einigen Tagen bis zu einer Woche zu Grunde liegt. Die im Planungshorizont zu erzeugenden Mengen der Endprodukte können sich sowohl aus konkreten Kundenaufträgen als auch den Vorgaben der übergeordneten Kampagnen- bzw. standortübergreifenden Netzwerkplanung ergeben. Da der Anlagenbelegungsplanung auf einem sehr detaillierten Niveau erfolgt, besteht deren Hauptaufgabe darin, die zur Erzeugung dieser Produktionsmengen notwendigen Prozessaufträge den konkreten Anlagen zuzuordnen und deren Start- und Endtermine zu bestimmen.

Es wird die Annahme getroffen, dass mit der Zielsetzung einer möglichst hohen Anlagenauslastung, die maximale Batchgröße produziert werden soll. Als primäre Zielsetzung ist die Minimierung der Gesamtdurchlaufzeit anzusehen. Falls ein Auftrag nicht termingerecht bereitgestellt werden kann, soll eine verspätete Lieferung möglich sein, wobei das Auftreten von Verspätungen vermieden werden sollte. Falls aufgrund einer auftretenden Störung Plananpassungen erforderlich werden, sollten nur Planänderungen ausgeführt werden, die notwendig sind, um den bisherigen Plan der aktuellen Planungssituation anzupassen.

Als Ursachen einer Plananpassung sollen sowohl zufällig auftretende Anlagenausfälle als auch kurzfristig eintreffende Eilaufträge berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist vorgesehen, den Planungshorizont im Rahmen einer rollierenden Planung fortzuschreiben. In der industriellen Praxis dient ein solches reaktives Schedulingsystem der Planungsunterstützung, so dass der ermittelte Plan nachträglich, im Rahmen einer interaktiven Planung, angepasst werden kann. Somit besteht eine wichtige Anforderung darin, eine zulässige Lösung, die hinsichtlich der vorgegebenen Zielfunktionskriterien ein akzeptables Ergebnis aufweist, in kurzer Rechenzeit bereitzustellen. Eine mathematische Optimalität der gefundenen Lösung ist nicht zwingend erforderlich.

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 2.8.2008
• Reihe/Serie: Produktion und Logistik
• Reihe/Serie: Produktion und Logistik
• Vorwort: Prof. Dr. Hans-Otto Günther
• Zusatzinfo: XVII, 230 S.
• Verlagsort: Wiesbaden
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Wirtschaft ► Allgemeines / Lexika
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Logistik / Produktion
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Planung / Organisation
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Unternehmensführung / Management
• Schlagworte: Anlagenbelgungsplan • Dekomposition • Planungssystem • Planungsverfahren • Rescheduling • Scheduling
• ISBN-10: 3-8349-9737-4 / 3834997374
• ISBN-13: 978-3-8349-9737-1 / 9783834997371