NPS2

NPS2 erforscht neue Methoden für die prioritätsregelbasierte Führung und Steuerung von flexiblen, volatilen Produktionsabläufen auf operativer Shop Floor Ebene nach einstellbaren Strategien. Dazu werden komplexe Prioritätsregeln mittels Metaheuristiken und Simulationsmodellen automatisch synthetisiert und iterativ optimiert. Zur gezielten Vorgabe von Produktionsstrategien werden ökonomische, ökologische und arbeitspsychologische Kennzahlen in ganzheitlichen Bewertungsmodellen zusammengeführt.

Ausgangssituation / Problematik: Die Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen hängt zunehmend von der Qualität der operativen Produktionsfeinplanung und   steuerung ab. Aufgrund zunehmender Volatilität (nicht planbare, stochastische Einflüsse; schwankende Randbedingungen etc.) muss vermehrt von einer vorausschauenden Planung zu einem situativ agierenden Entscheiden (Steuerung mittels Dispatchen) gewechselt werden. Gleichzeitig steigt der Druck, nicht nur existierende Produktionsmittel u. Ressourcen effizient einzusetzen, sondern Produktionsabläufe verstärkt im Einklang mit Aspekten der Nachhaltigkeit zu gestalten u. zu betreiben, ohne wirtschaftliche Einbußen hinnehmen zu müssen.

Ziele / Methoden: Ziel ist der Einsatz komplexer Prioritätsregeln zur situativen Entscheidungsunterstützung für die operative Führung und Steuerung volatiler Produktions-abläufe auf Shop-Floor-Ebene nach einstellbaren Strategien. Dazu werden metaheuristische Optimierungsverfahren mit simulationsgestützten, logistischen Prozess- und Bewertungs-modellen gekoppelt, um automatisiert Dispatching-Regeln zu erstellen und diese laufend im Sinne einer Regelnachführung zu optimieren. Mit dem Ziel einer ganzheitlichen, multikriteriellen Optimierung der Abläufe werden ökonomische (z. B. Durchsatz, Auslastung, Bestände, Termintreue), ökologische (z. B. Energieverbrauch, Schadstoffausstoß, Schall-emission) und arbeitspsychologische Kennzahlen (z. B. Stressbelastung, Arbeitsmonotonie) in der Bewertung zusammengeführt. Speziell soll die Leistungsfähigkeit von Dispatching untersucht werden, wenn sich in der Praxis Randbedingungen (z. B. Verfügbarkeiten, Bedarfe, Zusammenhänge, Kosten) dynamisch und stochastisch verändern.

Als Use Cases für die Evaluierung und iterative Verbesserung der entwickelten Methoden und Verfahren dienen eine hochflexible Produktion von Kunststoffgussteilen sowie eine flexible Fertigung von Biege-/Stanzteilen.

Ergebnisse / Erkenntnisse: Die untersuchten und entwickelten Methoden und Verfahren stellen neue Ansätze für das Advanced Planning & Scheduling (APS) dar und sollen in zukünftige, nachhaltig agierende Manufacturing Execution Systeme (MES) einfließen. Konkrete Ergebnisse sind neben den Erkenntnissen über die Anwendbarkeit und Robustheit des Verfahrens, Software-Komponenten und Simulationsbibliotheken sowie Richtlinien und Algorithmen für die automatische Erstellung und Optimierung von komplexen Prioritätsregeln.

Stichworte:
Scheduling, Produktionssteuerung, ganzheitliche Bewertung, Prioritätsregeln, genetische Programmierung, Regelsynthese, Optimierung

Projektname:   
Entwicklung von Methoden und Verfahren für nachhaltig agierende Entscheidungsunterstützungssysteme zum Einsatz in der operativen Produktionsplanung und Produktionssteuerung

Förderung:
Produktion der Zukunft

Laufzeit:    
01.03.2014 – 29.02.2016