Mehrstufige Produktionsplanung in Abstraktionshierarchien auf der Basis relationaler Informationsstrukturen

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0 d In diesem Buch wird versucht, die Erkenntnisse des Operations Research, der Künstlichen Intelligenz und computergestützter Produktionsplanungssysteme zur mehrstufigen (hierarchischen) Produktionsplanung zu integrieren und auf der Basis relationaler Datenbanksysteme zu implementieren. Dazu wird zunächst ein einheitliches Begriffssystem aufgebaut und ein konzeptuelles Modell mehrstufiger Produktionsplanung abgeleitet. Auf der Grundlage dieses Modells werden die wichtigsten Ansätze der genannten Bereiche ...

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0 d In diesem Buch wird versucht, die Erkenntnisse des Operations Research, der Künstlichen Intelligenz und computergestützter Produktionsplanungssysteme zur mehrstufigen (hierarchischen) Produktionsplanung zu integrieren und auf der Basis relationaler Datenbanksysteme zu implementieren. Dazu wird zunächst ein einheitliches Begriffssystem aufgebaut und ein konzeptuelles Modell mehrstufiger Produktionsplanung abgeleitet. Auf der Grundlage dieses Modells werden die wichtigsten Ansätze der genannten Bereiche klassifiziert und bewertet. Unter Berücksichtigung der mit der Benutzung relationaler Informationsstrukturen gegebenen Möglichkeiten zur Endbenutzerunterstützung wird ein Konzept zur interaktiven, inkrementellen Generierung zulässiger Produktionspläne in komplexen Umgebungen entwickelt und am Beispiel der Materialbedarfsplanung implementiert. Dabei wird besonderer Wert auf die Ausnutzung natürlicher Problemlösungshierarchien gelegt, die auf flexiblen Abstraktionshierarchien für die planungsrelevanten Objekte basieren.

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Table of Contents

1 Einleitung.- 11 Aktuelle Tendenzen in der Produktionsplanung.- 12 Mehrstufige Ansätze zur Planung der Produktion.- 121 Vorteile mehrstufiger Planungsansätze.- 122 Nachteile mehrstufiger Planungsansätze.- 123 Beurteilung mehrstufiger Planungsansätze.- 13 Inhaltliche Beschränkungen der Untersuchung.- 14 Ziele und Vorgehensweise der Untersuchung.- 141 Einordnung, Anspruch und Ziele der Untersuchung.- 142 Vorgehensweise und Inhaltsübersicht.- 2 Grundlegende Konzepte hierarchischer Planung.- 21 Konzepte zur Problemabstraktion.- 211 Abstraktionsdimensionen.- 2111 Aggregation.- 2112 Generalisierung.- 2113 Assoziation.- 2114 Klassifikation.- 2115 Selektion.- 2116 “Abstraktion” als integratives Konzept.- 212 Detaillierung als Umkehrung der Abstraktion.- 2121 Formen und Voraussetzungen der Detaillierung.- 2122 Inkonsistenz und Unzulässigkeit der Detaillierung.- 2123 Maßnahmen zur Vermeidung Abstraktions-induzierter Inkonsistenz.- 213 Abstraktionsmöglichkeiten in Planungsproblemen.- 2131 Abstraktion von Entscheidungsvariablen.- 21311 Abstraktion der Bearbeitungsvorgänge.- 21312 Abstraktion der bearbeiteten Teile bzw. Produkte.- 21313 Abstraktion der Zeitbezüge der Bearbeitungen.- 2132 Abstraktion von Restriktionen.- 21321 Abstraktion der restriktiven Ressourcen.- 21322 Abstraktion der durch Restriktionen betroffenen Aktivitäten.- 21323 Abstraktion des Zeitbezugs der Restriktionen.- 2133 Abstraktion von Zielen.- 2134 Abstraktion von Problemen.- 2135 Zielwirkungen der Abstraktion.- 214 Implementierung der Abstraktion.- 2141 Abstraktionsprozeduren.- 21411 Identifikation von Mengen ähnlicher Objekte.- 21412 Generierung von Stellvertreter-Objekten.- 21413 Redundanzprüfung zur Selektion von Restriktionen und Entscheidungsvariablen in linearen Problemen.- 21414 Prozeßbündelung zur indirekten Selektion von Restriktionen in linearen Problemen.- 21415 Andere Abstraktionsprozeduren.- 2142 Abstraktionsausmaß und Abstraktionsgüte.- 2143 Anforderungen an ein Abstraktionskonzept.- 2144 Validierung von Abstraktionskonzepten.- 22 Konzepte zur Problemzerlegung.- 221 Analyse hierarchischer Strukturen.- 2211 “Strata” als Abstraktionsebenen.- 2212 “Layers” als Problemlösungsebenen.- 2213 “Echelons” als Organisatorische Einheiten.- 2214 “Ebenen” als integratives Strukturierungskonzept.- 2215 Vorteile der hierarchischen Interpretation von Problemen der Produktionsplanung.- 222 Dekomposition von Planungsproblemen.- 2221 Horizontale Dekomposition.- 2222 Vertikale Dekomposition.- 2223 Dekomponierbarkeit.- 23 Konzepte zur Problemlösungskoordination.- 231 Grundkonzepte hierarchischer Koordination.- 2311 Koordination durch Vorgabe.- 23111 Einseitige primale Koordination.- 23112 Einseitige duale Koordination.- 23113 Gemischte Primal-duale Koordination.- 23114 Bewertung.- 2312 Koordination durch Rückkopplung.- 2313 Koordination durch wechselseitige Abstimmung.- 232 Sonderformen der Koordination.- 2321 “Nachträgliche” Koordination.- 2322 Direkte Verfeinerung.- 233 Koordinierbarkeit und Konsistenz.- 2331 Erscheinungsformen der Inkonsistenz.- 2332 Möglichkeiten zur Konsistenzsicherung.- 24 Begriffliche Systematisierung hierarchischer Planung als Grundlage von Konstruktionsstrategien für mehrstufige Planungssysteme.- 3 Analyse von MS/OR-, KI- und PPS-Konzepten zur mehrstufigen Planung im Produktionsbereich.- 31 Mehrstufige Planungskonzepte des Management Science/Operations Research.- 311 Ansatz des Massachusetts Institute of Technology.- 312 Ansatz des Linköping Institute of Technology.- 313 Kombination abstrakter Entscheidungsregeln mit Detaillierungsverfahren.- 314 Verwendung von Entscheidungsregeln auf unterschiedlichen Abstraktionsniveaus.- 315 Andere mehrstufige MS/OR-Planungskonzepte.- 32 Mehrstufige Planungskonzepte der Künstlichen Intelligenz.- 321 Planung als Form der Problemlösung.- 322 Ausgewählte mehrstufige Kl-Planungskonzepte.- 3221 STRIPS.- 3222 ABSTRIPS.- 3223 NOAH.- 3224 MOLGEN.- 3225 ISIS.- 3226 SIPE.- 323 Entwicklungslinien wissensbasierter Planung.- 324 Gegenüberstellung konventioneller und wissensbasierter Konzepte mehrstufiger Planung.- 33 Mehrstufige Konzepte in computergestützten Produktionsplanungs- und -steuerungssystemen.- 331 Generelle Strukturierung der computergestützten Produktionsplanung und-Steuerung.- 332 Hierarchisierungsalternativen im PPS-Bereich.- 3321 Identifikation “natürlicher” Problemlösungshierarchien.- 3322 Analyse starker und schwacher Kopplungen als Grundlage der Problemdekomposition.- 3323 Ableitung einer hierarchischen Problemlösungsstruktur.- 3324 Entwurf von Abstraktionsverfahren.- 3325 Konsistenzsicherung der Teilpläne.- 333 “Grobplanung” als Erweiterung detaillierter PPS-Konzepte.- 334 Manufacturing Resources Planning als hierarchische Verknüpfung von Regelkreisen.- 3341 Material Requirements Planning (MRP).- 3342 Manufacturing Resources Planning (MRP II).- 34 Grundlegende Aspekte eines Integrationskonzepts.- 341 Generelles Konzept.- 342 Erweiterung um den Aspekt integrativer Datenverwaltung.- 343 Erweiterung um den Aspekt der Benutzereinbeziehung.- 35 Beschränkung auf ein repräsentatives Beispielproblem.- 351 Charakterisierung des Beispielproblems.- 352 Bestehende Teil- und Insellösungen.- 3521 Integrationswürdigkeit von Teil- und Insellösungen.- 3522 Integrationsfähigkeit ausgewählter Teil- und Insellösungen.- 4 Modellierung des Integrationskonzepts.- 41 Entscheidungsunterstützungsaspekt.- 42 Repräsentationsaspekt.- 421 Repräsentation von Daten.- 4211 Semantische Konstruktionsoperatoren für Datenstrukturen.- 4212 Implementierung der modellierten Datenstrukturen.- 422 Repräsentation von Modellen.- 423 Repräsentation von Constraints.- 424 Wiederverwendbarkeit und Repräsentation.- 43 Problemlösungsaspekt.- 44 Hierarchieaspekt.- 441 Integration von Material- und Kapazitätsplanung.- 442 Planung in Kritikalitäts-basierten Abstraktionshierarchien.- 443 Ermittlung und Überarbeitung von Kritikalitäten.- 444 Weitere Formen der Abstraktion in der Planung.- 45 Modellierung von Datenstrukturen als Planungsumgebung.- 451 Repräsentation grundlegender Strukturen.- 4511 Konzeptuelles Schema.- 4512 Logisches Schema.- 45121 Modellierung physischer Relationen.- 45122 Modellierung virtueller Relationen.- 45123 Modellierung von Integritätsregeln.- 452 Repräsentation von Planungsabstraktionen.- 4521 Aggregation.- 4522 Generalisierung.- 4523 Assoziation.- 4524 Selektion.- 4525 Verknüpfung von Abstraktions-Sichten zu Abstraktions- Hierarchien.- 453 Repräsentation von Planungsprozeduren.- 4531 Brutto/Netto-Rechnung.- 4532 Losbildung und Vorlaufverschiebung.- 4533 Bedarfsauflösung.- 4534 Verknüpfung von Primärbedarfsperioden und von Fertigungsstufen.- 454 Repräsentation von Meta-Daten.- 46 Modellierung von Planungswerkzeugen.- 461 Relationale Informationsstrukturen als Benutzer- und Anwendungsschnittstelle.- 4611 Schema-Zuordnung von Abstraktions- und Planungssichten.- 4612 Änderungen in virtuellen Schnittstellenrelationen.- 462 Generierung und Verfeinerung von Plan-Prototypen.- 4621 Generierung von Planaufträgen.- 4622 Glättung von Kundenaufträgen.- 4623 Modifikation und Verfeinerung von Plänen.- 463 Zulässigkeitsprüfung.- 4631 Zulässigkeit in bezug auf Werkzeugbedarfe.- 4632 Zulässigkeit in bezug auf Verfahrensbedarfe.- 4633 Zulässigkeit in bezug auf Personalbedarfe.- 4634 Zulässigkeit in bezug auf Kaufteil- und Rohstoffbedarfe.- 4635 Zulässigkeit in bezug auf sämtliche Material- und Kapazitätsbedarfe.- 464 Bedarfsverfolgung.- 465 Planung bei komplexen Fertigungsstrukturen bzw. bei variantenreichem Produktprogramm.- 4651 Konventionelle Ansätze zur Lösung des Variantenproblems.- 4652 Generische Fertigungspläne und ihre Integration in die Material- und Kapazitätsplanung.- 5 Zusammenfassung und Ausblick.- 51 Zusammenfassung der Ergebnisse.- 52 Bewertung der Ergebnisse und Ausblick.

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