Verfahren zur autonomen und kooperativen Steuerung

In diesem Kapitel werden heuristische Lösungsverfahren für den in Kapitel 3 beschriebenen hierarchischen Steuerungsansatz entwickelt. Der Einsatz von Heuristiken ist wesentlich, da auf Grund der Berechnungskomplexität der Einsatz effizienter exakter Verfahren nicht möglich ist. Für die Terminierung der Lose auf Produktionssystemebene wird ein Beam-Search-Algorithmus dargestellt, der die endlichen Kapazitäten der Maschinen geeignet berücksichtigt. Als zweites Verfahren für diese Steuerungsebene wird ein simulationsbasiertes iteratives Verfahren entwickelt, welches Abschätzungen für die Wartezeiten der Lose vor den einzelnen Maschinen ermittelt. Fär die Produktionsbereichssteuerungsebene wird zur Maschinenbelegung eine verteilte Shifting-Bottleneck-Heuristik verwendet. Durch die Verwendung von auf Produktionssystemebene ermittelten Terminen können die Ablaufpläne für die einzelnen Produktionsbereiche nebenläufig berechnet werden. Anschlie ßend finden zwischen den Produktionsbereichen iterative Abstimmungsprozesse statt. Die Shifting- Bottleneck-Heuristik führt eine maschinengruppenbasierte Dekomposition des zu lösenden Schedulingproblems durch. Aus diesem Grund werden in diesem Kapitel effektive Lösungsheuristiken für Gruppen paralleler Maschinen bereitgestellt. Falls die durch die Produktionsbereichssteuerungsebene vorgegebenen Ablaufpläne ungültig sind, wird für die Maschinengruppensteuerungsebene ein Kontraknetzansatz vorgeschlagen, der eine Maschinenbelegung ermöglicht. Die in diesem Fall für die Bewertung von Angeboten der Maschinen und Nachfragen der Lose notwendigen Kosten werden auf Basis von Maschinenstundensatzen bestimmt. Für alle angegebenen Verfahren werden numerische Ergebnisse vorgestellt.