Gewürzabpackung auf parallelen, heterogenen Produktionsanlagen : simultane Losgrößen- und Reihenfolgenoptimierung

Abstract

In der vorliegenden Arbeit geht es um die Optimierung von Produktionslosgrößen und Produktionsplan auf parallelen, heterogenen Produktionsanlagen in der Gewürzabpackung. Zunächst werden die derzeitige Vorgehensweise bei der Berechnung der Produktionslosgrößen und der Erstellung des Produktionsplans des österreichischen Gewürzherstellers Kotányi analysiert sowie deren Nachteile aufgezeigt. Da Produktionslosgrößen und Produktionsreihenfolge auf Grund von reihenfolgeabhängigen Rüstzeiten voneinander abhängig sind, ist für eine korrekte Optimierung mit dem Ziel minimaler Lager-, Rüst-, Produktions- und Out-of-Stock-Kosten eine simultane Bestimmung von Losgrößen und Reihenfolge notwendig. Ein kurzer Überblick über die grundlegenden Modelle zum Thema Lotsizing- and Scheduling soll Aufschluss über Lösungsansätze und -möglichkeiten bieten. Eines der vorgestellten Modelle, das GLSP, bildet die Grundlage für das General Lotsizing and Scheduling Problem for Parallel Production Lines GLSPPL, das nach einigen Adaptionen und Erweiterungen - wie dem Einführen von Schichten auf Grund unterschiedlicher Lohnkosten und daraus resultierender Produktionskosten sowie dem Erlauben von back-logging - den Anforderungen des Produktionssystems von Kotányi genügt. Das GLSPPL ist NP-vollständig, was Testdurchläufe mit realen Testdaten bestätigen. Mit der Metaheuristik Simulated Annealing wird ein mögliches Verfahren zu Lösung des Problems vorgestellt und getestet.<br />

The subject of this thesis is the optimization of lotsizes and the production schedule on parallel, heterogeneous production lines in spice bagging. First of all the current practices of determining production lotsizes and scheduling the products of the Austrian company Kotányi are analyzed and potentional improvements are discussed. Because of the dependency between lotsizes and the production schedule based on sequence dependent setup times it is necessary to determine both simultaneously in order to minimize inventory-, setup-, production- and out-of-stock-costs. To find out more about common possibilities to shape and solve lotsizing and scheduling models a short review is given. One of the presented models, the GLSP, provide the basis for the GLSPPL, which is the starting point for the innovative work in this thesis. To fit the requirements of the production system of Kotányi the model is adapted, for example by adding shifts and days to the model and by allowing back-logging. The GLSPPL is known to be NP-complete, which is confirmed by testruns with real world data. Therefor the metaheuristic Simulated Annealing is introduced as a method to solve the problem.