Modellierung und Lösung multizyklischer Scheduling-Probleme mit linearen Optimierungsverfahren

Die Herstellung komplexer Produkte erfordert eine Vielzahl aufeinanderfolgender Produktionsschritte. Dabei sind Reihenfolge, Bearbeitungsdauer und Wartezeit zwischen den einzelnen Produktionsschritten bestimmend für die Qualität und die Effizienz der Produktion. In einer automatisierten Fertigung wird für ein solcherart gegebenes Produktionsproblem ein Ablaufplan erstellt, ein sogenannter Schedule. Fertigungsplanung oder Scheduling ist dann notwendig, wenn in der Produktionsanlage mehrere Prozesse gleichzeitig an begrenzten Ressourcen bearbeitet werden. Ein Schedule ordnet dabei Operationen, aus denen ein Produktionsprozess besteht, Zeiten und Ressourcen zu, wobei die gegebenen Nebenbedingungen, z. B. Reihenfolge-, Zeit- und Ressourcenbeschränkungen zu berücksichtigen sind: „Scheduling=Sequencing+Allocation“. Ziel ist es hierbei nicht nur, einen gültigen Schedule zu finden, sondern einen optimalen. Dabei können verschiedene Größen zur Bewertung des Schedules herangezogen werden, wie z. B. die maximale Verspätung, der höchste Durchsatz, der minimale Energieaufwand oder die Robustheit des Betriebsablaufs gegenüber Störungen oder Planänderungen.