Kapazitätsabgleich flexibler Fertigungssysteme

Gegenstand des Beitrags ist ein Model! sowie ein Lösungsverfahren zur Minimierung der maximalen Kapazitätsbelastung von sich ersetzenden Maschinen eines flexiblen Fertigungssystems (FFS) unter Berücksichtigung begrenzter Werkzeugmagazine (Systemrüstungsplanung). Ausgangspunkt der Systemrüstungsplanung sind vorgegebene und gemeinsam zu fertigende Werkstücke. Die Arbeitsgänge dieser Werkstücke sowie deren zugehorige Werkzeuge sind den ersetzenden Maschinen eines FFS zuzuordnen. Das Planungsproblem wird als lineares gemischt-ganzzahliges Programm mit dem Zielkriterium Minimierung der maximalen Kapazitätsbelastung der Maschinen (Kapazitätsabgleich) formuliert. Zur Lösung des Modells wird eine Heuristik entwickelt, in der eine Zuordnung der Arbeitsgänge zu den Maschinen durch die Lösung eines parametrischen verallgemeinerten Zuordnungs-Problems erreicht wird. Hierbei approximiert die Zielfunktion die Werkzeugmagazinplätze, die durch diese Zuordnung erforderlich sind. Die Parametrisierung der Problemstellung erlaubt es, Lösungsgüte und Rechenzeit des Verfahrens zu beeinflussen. Der Algorithmus wurde auf einem PC implementiert und an zahlreichen, zufällig gebildeten Beispielen getestet. Es zeigten sich durchweg positive Ergebnisse.