Implementation of a systematic literature review on research trends of machine scheduling problems in production applying methods of text mining and survey research

Abstract

Die vorliegende Masterthese beschäftigt sich mit dem Stand der Forschung des Themas „ Belegungsund Reihenfolgeplanung in der Produktion”. Dafür bemüht der Autor drei Perspektiven, die zunächst voneinander unabhängig das Thema beleuchten. Zunächst wird eine strukturierte Literaturrecherche über eine Auswahl an Veröffentlichungen durchgeführt, die repräsentativ für einflussreiche Forschungsbeiträge ist. Dies wird mittels einer Methodik unter Anwendung von „latent coding” durchgeführt. Dann wird auf Basis der gelernten und erprobten Kategorisierung eine Inhaltsanalyse gemacht, die mittels eines quantitativen Zuganges auf Basis eines „manifest coding” mit Hilfe von Methoden aus dem Bereich Text-Mining die Auswahl an untersuchten Veröffentlichungen ausdehnt. Dabei werden verschiedene Dimensionen untersucht, die dann mit den Ergebnissen aus der manuellen Literaturrecherche verglichen werden können. Die Dimensionen sind unter anderem: Konfiguration des Reihenfolgeoptimierungsproblems, Flusstypologien, Optimierungsziele, Einbeziehung von neuen Technologien, Lösungsansätze, etc. Die Ergebnisse werden dann mittels des Konzeptes der „Content Validity” evaluiert. Dies ist eine Methode, die normalerweise unter mehreren Forschern Anwendung findet, um die Konstruktvalidität sicherzustellen, was in diesem Kontext bedeutet. dass überprüft wird ob jede untersuchte Dimension aussagekräftig erfasst werden konnte. Eine praktische Sicht findet sich in der dritten Perspektive wieder, dafür wird eine Umfrage durchgeführt, die sich der Verwendung von Algorithmen und Verbreitung von verschiedenen Problemstellungen widmet. Es wird auch abgefragt, ob die wissenschaftlichen Publikationen im praktischen Bereich von den Praktikern noch regelmäßig konsultiert werden und wie hilfreich diese eingeschätzt werden. Auf Basis dieser Forschung werden zur Beantwortung einer primären Forschungsfrage die Ergebnisse in den zuvor definierten Dimensionen dargestellt, Trends identifiziert und diskutiert. Die Sinnhaftigkeit und Vorteile der Vorgehensweise der Einbeziehung von den Text-Mining Methoden und Umfragetechniken werden in einer sekundären Forschungsfrage untersucht.

This thesis aims to map the current state-of-research on machine scheduling in production and to find ways to classify the wealth of existing solutions. A comprehensive perspective was gained by analyzing papers on machine scheduling in production from three perspectives on a systematically generated sample: a manual literature review, a semi-automated content analysis applying methods of text mining and finally an industry survey that provided insights on a more practical view on this type of problems and their adoption. The thesis covers the primary research question: “What is the state-of-research in Machine Scheduling Problems in Production?“ This question was segmented in dimensions that cover the types of optimization methods that are used in the context of machine scheduling in production as well as in the context of application-specific characteristics of the optimization method: flow principle, jobor system characteristics and types of the objective function. Additionally, the methods are used to complement each other and compared in answering the secondary research questions: “Which results can be derived by integrating both a manual literature review and a semi-automated content analysis using methods of text mining, and how do these applied research methods compare in terms of benefits and challenges?" This question was answered by comparing the results literature review, and content analysis and the results were presented. An evaluation method to determine content validity for the individual rating categories was introduced.