Mehrkriterielles Job-Shop-Scheduling mit alternativen Maschinenfolgen

Die Planung der Produktionsprozesse stellt für viele Unternehmen in der Industrie einen bedeutenden Erfolgsfaktor dar. Im vorliegenden Beitrag wird ein spezieller Problemtyp aus dem Bereich der Ablaufplanung betrachtet – das Job-Shop-Scheduling-Problem. Bei diesem ist für eine gegebene Menge an Aufträgen und Maschinen zu bestimmen, wann welcher Auftrag auf welcher Maschine zu bearbeiten ist. Die Zuordnung erfolgt dabei im Hinblick auf die optimale Erfüllung vorgegebener Unternehmensziele. In der Literatur wird dabei häufig nur eine Zielsetzung verfolgt und davon ausgegangen, dass für jeden Auftrag genau eine Maschinenfolge gegeben ist, d. h., es genau eine Reihenfolge gibt, in der ein Auftrag die Maschinen durchlaufen muss. In Realität sind aber i. d. R. mehrere Zielsetzungen von Wichtigkeit und existieren häufig mehrere mögliche Wege zur Herstellung eines Produkts. Die Festlegung auf eine Maschinenfolge, losgelöst von der nachfolgenden Ablaufplanung, schränkt den Entscheidungsspielraum von vornherein ein und kann zu suboptimalen Ergebnissen führen. Es werden in Abhängigkeit von der Existenz paralleler Maschinen und alternativer sog. Maschinentypfolgen vier Job-Shop-Scheduling-Problemtypen beschrieben. An einer kleinen Fallstudie wird veranschaulicht, wie alternative Maschinenfolgen in einem Modell integriert werden können.