Vorwort	5
	Inhaltsverzeichnis	7
	Autorenverzeichnis	9
	Teil I Einführung	11
	Knappe Kapazitäten und Unsicherheit— Analytische Ansätze und Simulation in der Produktionsplanung und -steuerung	12
	Literaturverzeichnis	16
	Ein hierarchisches Planungskonzept zur operativen Produktionsplanung und -steuerung	17
	Literaturverzeichnis	32
	Eine Literaturdatenbank zur Nachhaltigkeit in der hierarchischen Produktionsplanung	34
	1 Einführung	34
	2 Themenschwerpunkt der Datenbank	34
	3 Methodik der Literatursuche	37
	3.1 Recherche zu ökologischen Artikeln	37
	3.2 Erweiterung um soziale Artikel	38
	4 Literaturdatenbank und Analysetool	40
	5 Zusammenfassung und Ausblick	41
	Literaturverzeichnis	41
	Teil II Aktuelle Forschung	43
	Robuste Optimierung zur Produktionsprogrammplanung	44
	1 Einordnung in die hierarchische operative Produktionsplanung und -steuerung und Erläuterung der Problemstellung	44
	2 Bisherige Lösungsansätze zur Produktionsprogrammplanung	46
	3 Robuste Optimierung zur Produktionsprogrammplanung	47
	4 Deterministische Ersatzwertmodelle	48
	5 Mehrwertige Modellierung der Unsicherheit	49
	5.1 Chance-Constrained-Modelle	51
	5.2 Zweistufige Kompensationsmodelle	53
	5.3 Mehrstufige Kompensationsmodelle	57
	6 Simulation in der robusten Produktionsprogrammplanung	63
	7 Zusammenfassung und Ausblick	64
	Literaturverzeichnis	65
	Robuste operative Planung	67
	1 Einleitung	67
	1.1 Definition von Robustheit	67
	1.2 Proaktive und reaktive Planung	69
	2 Robuste lineare Optimierung	69
	2.1 Budget of Uncertainty	70
	2.2 Budget of Uncertainty für die Losgrößenplanung	71
	3 Simulationsbasierte robuste Optimierung	73
	3.1 Blackbox-Simulation	74
	3.2 Optimierung auf Basis von Ersatzmodellen	75
	3.3 Integration von Simulation und Optimierung	76
	3.4 Beispiel einer Integration von Simulation und Optimierung im Supply Chain Operations Planning	77
	4 Schlussfolgerungen	80
	Literaturverzeichnis	80
	Einsatz der Szenariotechnik in der Produktionsplanung	82
	1 Einführung in die Szenariotechnik	82
	1.1 Begriffsbestimmung und -abgrenzung	82
	1.2 Klassifizierung der Szenariotechnik	85
	1.3 Vorgehensweise bei der Szenariotechnik	87
	Phase 1: Definition und Analyse des Untersuchungsfeldes	88
	Phase 2: Identifikation, Analyse und Prognose von Umfeldfaktoren	88
	Phase 3: Erarbeitung und Auswahl von Rohszenarien	91
	Phase 4: Ausarbeitung von Szenarien	92
	2 Methodische Betrachtung der Szenariotechnik	95
	2.1 Konsistenzanalyse	95
	2.2 Cross-Impact-Analyse	100
	3 Einsatz der Szenariotechnik in der Produktionsplanung	106
	3.1 Ansatz der Robusten Planung	107
	3.2 Ansatz der Szenariosimulation	108
	4 Fazit und Ausblick	108
	Literaturverzeichnis	109
	Das mehrstufige kapazitierte Losgrößenproblem	113
	1 Einleitung	113
	1.1 Entwicklung der Losgrößenmodelle	114
	1.2 Basismodell	115
	Notation MLCLSP	116
	Indizes und Indexmengen	116
	Parameter	116
	Entscheidungsvariablen	116
	1.3 Voraussetzungen und Modellgrenzen	117
	2 Alternative Modellformulierungen	118
	2.1 Modelle mit langen Perioden (big-bucket)	118
	Notation Fehlmengen, Überstunden	119
	Parameter	119
	Entscheidungsvariablen	119
	Fehlmengen	119
	Kapazitätserweiterung durch Überstunden	120
	MLCLSP-L – MLCLSP mit Rüstübertragung	120
	Notation MLCLSPL	121
	Indexmenge Set	121
	Entscheidungsvariablen MLCLSP-L	121
	2.2 Modelle mit kurzen Perioden (small-bucket)	122
	Notation MLPLSP	122
	Index Set	122
	Entscheidungsvariablen MLPLSP	122
	3 Lösungsverfahren	124
	3.1 Heuristische und metaheuristische Lösungsverfahren	124
	Nachbarschaftsbasierte Metaheuristiken	124
	Populationsbasierte Metaheuristiken	125
	3.2 Lösungsverfahren basierend auf der gemischt-ganzzahligen Modellformulierung	125
	Reformulierungen	125
	Heuristiken basierend auf der gemischt-ganzzahligen Modellformulierung	126
	4 Integration von Losgrößenund Reihenfolgeplanung	127
	4.1 Synchronisation bei mehrstufigen Big-Bucket-Modellen	127
	4.2 Synchronisation bei mehrstufigen Small-Bucket-Modellen	130
	5 Aktuelle Forschungsfelder	132
	Danksagung	132
	Literaturverzeichnis	132
	Anwendungen des Resource-Constrained Project Scheduling Problem in der Produktionsplanung	135
	1 Einleitung	135
	2 Das Resource-Constrained Project Scheduling Problem	137
	2.1 Formale Beschreibung des RCPSP	137
	2.2 Graphenmodell	138
	2.3 Mathematisches Modell	139
	2.4 Exakte Optimierungsverfahren	140
	2.5 Prioritätsregel-Heuristiken	140
	2.6 Metaheuristiken	141
	3 Varianten und Erweiterungen des klassischen RCPSP	142
	3.1 Simultane Planung mehrerer Projekte	142
	3.2 Verallgemeinerungen des Vorgangskonzepts	143
	3.3 Verallgemeinerte zeitliche Restriktionen	146
	3.4 Verallgemeinerungen des Ressourcenkonzepts	147
	3.5 Alternative Zielfunktionen	149
	4 Planung bei Unsicherheit	151
	4.1 Reaktive Ansätze	151
	4.2 Proaktive Ansätze	152
	5 Fazit	154
	Literaturverzeichnis	155
	Belastungsorientierte Ansätze in der Produktionsplanung	160
	1 Einführung und Problemstellung	160
	2 Zusammenhang zwischen WIP-Bestand und Durchsatz	163
	2.1 Analytische Ansätze zur Bestimmung einer Clearing Function	165
	2.2 Empirische Ansätze zur Bestimmung einer Clearing Function	166
	3 Ein-Produkt-Modell zur Auftragsfreigabe	168
	3.1 Ein Grundmodell zur Auftragsfreigabe	169
	Entscheidungsvariablen	170
	Parameter	170
	3.2 Erweiterungen zum Modell ZOIP	171
	Entscheidungsvariablen	173
	Parameter	173
	3.3 Erweiterungen zum Modell DYNIP	174
	Entscheidungsvariablen	175
	4 Mehr-Produkt-Modell zur Auftragsfreigabe	177
	Entscheidungsvariablen	177
	Parameter	177
	5 Zusammenfassung und Ausblick	181
	Literaturverzeichnis	181
	Konkurrierende Prognoseverfahren für die Lagerhaltung	184
	1 Einleitung	184
	2 Prognostischer Rahmen	185
	2.1 Wesentliche Rahmenbedingungen	185
	2.2 Prognoseprozess und Prognoseaufgabe	187
	3 Prognosekonzepte und Prognoseverfahren	188
	3.1 Grundkonzepte	188
	3.2 Naive Prognoseverfahren	189
	3.3 Exponentielle Glättungsverfahren	190
	Grundidee	191
	Einfache exponentielle Glättung (Glättung erster Ordnung)	191
	Varianten von exponentiellen Glättungsverfahren	192
	Initialisierung der Glättungskomponenten	194
	Zustandsraummodelle für die exponentielle Glättung	195
	3.4 Bootstrap-Verfahren	196
	3.5 Prognosevarianzen und -konfidenzintervalle	197
	3.6 Prognosen über die Wiederbeschaffungszeit	198
	4 Prognoseevaluation	199
	5 Empirisches Beispiel	201
	5.1 Datensatz	202
	5.2 Design der Fallstudie	202
	5.3 Rollierende Prognosesimulation und -evaluation	203
	Kostenorientierte Evaluation von Prognoseverfahren	207
	6 Fazit und Ausblick	209
	Literaturverzeichnis	210
	Lagerhaltungspolitiken	214
	1 Gründe für das Halten von Lagerbeständen	214
	1.1 Kostenbegründete Vorausproduktion	214
	Beschäftigungsglättung	214
	Einsparung von fixen Kosten	215
	1.2 Kapazitätsbedingte Vorausproduktion	215
	1.3 Unsicherheit bzw. Risiko	216
	Stochastische Nachfragemengen	216
	StochastischeWiederbeschaffungszeiten	218
	Stochastische Liefermengen	219
	Ungenaue Bestandsführung	219
	1.4 Spekulation	220
	2 Die Nachfragemenge im Risikozeitraum	220
	2.1 Wahrscheinlichkeitsverteilung der Nachfragemenge im Risikozeitraum	220
	2.2 Wahrscheinlichkeitsverteilung der Fehlmenge	223
	2.3 Sicherheitsbestand	226
	3 Einmalige Entscheidungen über die Höhe des Lagerbestands: Das Newsvendor-Problem	226
	4 Mehrperiodige Entscheidungen über die Höhe des Lagerbestands: Lagerhaltungspolitiken	228
	4.1 Kontinuierliche Lagerüberwachung	229
	(s,q)-Politik	230
	4.2 Periodische Lagerüberwachung	232
	(r,s,q)-Politik	232
	(r, S)-Politik	236
	(r, s, S)-Politik	240
	4.3 Sensitivitätsanalyse	240
	5 Dynamische Entscheidungen über die Höhe des Lagerbestands: Bestellmengen- bzw. Losgrößenplanung unter stochastischen Bedingungen	241
	5.1 ... ohne Berücksichtigung von Kapazitätsbeschränkungen: Der Einprodukt-Fall	242
	5.2 ... unter Berücksichtigung von Kapazitätsbeschränkungen: Der Mehrprodukt-Fall	244
	Literaturverzeichnis	245
	Neuere Ansätze und Methoden zur Festlegung von Sicherheitsbeständen	247
	1 Sicherheitsbestandsplanung und ihre Bedeutung in verschiedenen Branchen	247
	2 Festlegung von Sicherheitsbeständen	248
	2.1 Datenorientierte Sicherheitsbestandsplanung	248
	2.2 Dynamische Sicherheitsbestandsplanung	252
	2.3 Spezialfragestellungen	255
	3 Mehrstufige Sicherheitsbestandsplanung	257
	3.1 Alternative Dispositionskonzepte in Liefernetzen	257
	3.2 Ansätze mit stochastischen Servicezeiten	258
	3.3 Ansätze mit deterministischen Servicezeiten	259
	4 Simulationsoptimierung als Methode zur Parameteroptimierung	260
	Literaturverzeichnis	261
	Teil III Anwendersicht	265
	Anwendung und Anwendbarkeit von Optimierungsalgorithmen in der Praxis	266
	1 Hintergrund	266
	2 Simulation als wesentliche Komponente der Messung	270
	3 Das richtige Abstraktionsniveau in Modellierung und Simulation	272
	4 Messung der Effizienz	273
	5 Berücksichtigung prozessbedingter Einflussfaktoren in der Bewertung	274
	6 Akzeptanz durch den Nutzer	276
	7 Ableitung einer Bewertungsmatrix, mit der Aufgabenstellungen bezüglich der Algorithmenauswahl eingeordnet werden	277
	8 Ausblick	278
	Danksagung	279
	Literaturverzeichnis	279
	Dynamische Personaleinsatzplanung und Austaktung sequenzierter Produktionslinien der Automobilindustrie	281
	1 Einführung	281
	2 Planungsablauf in sequenzierten Produktionslinien	281
	2.1 Planungskaskade	281
	2.2 Slotting, Balancing und Sequencing	283
	2.3 Personaleinsatzplanung und -steuerung	283
	3 Arbeitsplanung	284
	3.1 Zuordnung von Prozessen und Mitarbeiter zu Stationen	284
	3.2 Unterstützer	284
	3.3 Austaktung der Linie	285
	3.4 Personalflexibilität	286
	4 Herausforderungen für die Planung	287
	4.1 Erhöhung der Planungsgenauigkeit in der Austaktung	287
	4.2 Einflussgrößen der Austaktung	288
	4.3 Kennzahlen zur dynamischen Austaktung	289
	5 Einsatz der Simulation zur dynamischen Austaktung	289
	5.1 Zusammenhänge der Planung	289
	5.2 Berechnung der Personaleinsatzstärke	291
	6 Potentiale der dynamischen Austaktung	293
	6.1 Simulationsgestützte Planung	293
	6.2 Dynamische Austaktung	294
	7 Zusammenfassung	295
	Literaturverzeichnis	295
	Energiebeschaffungsmodelle und Energiemarktrisiken in der Produktionsplanung und -steuerung	297
	1 Einführung	297
	2 Energiebeschaffung in der Industrie	298
	2.1 Energiebedarf und Energiebedarfsermittlung	298
	2.2 Beschaffungsmodelle	300
	1) Vollversorgung/Festpreis	300
	2) Mischmodell	301
	3) Preisindex	301
	4) Tranchenmodell	301
	5) Portfoliomanagement	302
	2.3 Risiken in der Energiebeschaffung	303
	1) Mengenrisiko	303
	2) Marktrisiko	303
	3) Strukturrisiko	304
	4) Liquiditätsrisiko	304
	5) Kreditrisiko	304
	6) Bilanzkreisrisiko	305
	2.4 Unternehmensziele im Bereich der Energiebeschaffung	306
	3 Einbindung der Energiebeschaffung in die Produktionsplanung und -steuerung	307
	3.1 Grundlagen und Abgrenzungen der PPS	307
	1) Produktionsprogrammplanung	307
	2) Produktionsbedarfsplanung	308
	3) Eigenfertigungsplanung und -steuerung	308
	3.2 Anforderungen an eine risikoorientierte Planungsunterstützung der Energiebeschaffung durch die PPS	308
	3.3 Ausgewählte Ansätze einer energiebeschaffungsorientierten PPS	310
	3.4 Grundlegende Überlegungen zur Integrierbarkeit einer risikoorientierten Energiebeschaffung in die PPS	313
	4 Zusammenfassung und Ausblick	315
	Literaturverzeichnis	317