Ein hierarchischer Ansatz zur Lösung von Ablaufplanungsproblemen im Bergbau

Die vorliegende Arbeit behandelt mit Problemen der Ablaufplanung im Tiefbau eine Fragestellung der operativen Gewinnungsplanung von Bergbaubetrieben. Gegenstand der in der Arbeit untersuchten Planungsprobleme sind Entscheidungen hinsichtlich der Gliederung des Gewinnungsprozesses eines Monats nach Menge, Zeit und Örtlichkeit, zum Einsatz von Großgeräten für den Zeitraum einer Woche sowie zum Einsatz von Großgeräten und des Personals in einer Schicht unter Berücksichtigung vielfältiger bergbauspezifischer Randbedingungen. Diese Planungsprobleme werden für den Anwendungsfall des Örterbaus im Kalibergbau näher ausgearbeitet und gemäß dem Prinzip der hierarchischen Planung drei aufeinander folgenden Planungsebenen mit abnehmenden Fristigkeiten, zunehmenden Detaillierungsgraden und unterschiedlichen Zielsetzungen zugewiesen. Für die Probleme der einzelnen Planungsebenen existieren derzeit keine mathematischen Modellformulierungen oder adäquate Heuristiken. Im Rahmen der Arbeit werden daher für die betrachteten Problemstellungen jeweils mathematische Modellformulierungen angegeben und problemspezifische heuristische Lösungsverfahren entwickelt. Im Rahmen von experimentellen Performance-Analysen und einer Fallstudie wird gezeigt, dass die jeweiligen Lösungsansätze geeignet sind, um für praxisrelevante Probleminstanzen in akzeptabler Zeit nahezu optimale Lösungen zu erzeugen. Darüber hinaus wird ein theoretisches Konzept zur Koordination der drei Planungsebenen des hierarchischen Ansatzes vorgestellt, wobei aus der Literatur bekannte Koordinationsmechanismen vorgeschlagen werden, die sich bei einer möglichen Umsetzung des Konzeptes zur Kopplung der Planungsebenen eignen.