Heuristische Lösungsverfahren zur Zuordnungs- und

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Fakultät für Wirtschaftswissenschaften und Medien
Institut für Betriebswirtschaftslehre
Fachgebiet Nachhaltige Produktionswirtschaft und Logistik
Univ.-Prof. Dr. Rainer Souren
Hauptseminar im Wintersemester 2016/17
Heuristische Lösungsverfahren zur Zuordnungs- und Reihenfolgeplanung im operativen Produktions- und Logistikmanagement
Kurzbeschreibung und Zielsetzung
Zuordnungs- und Reihenfolgeprobleme sind in verschiedenen Bereichen des Operations Management
zu lösen. Im Rahmen operativer Planungen muss etwa festgelegt werden, welcher Fertigungsauftrag
zu welcher Zeit auf welcher Maschine bearbeitet werden soll (Maschinenbelegungsplanung). Bei der
täglichen Tourenplanung müssen sowohl die durch die einzelnen LKWs zu beliefernden Kunden zusammengefasst (Clustering) als auch die Routen der Auslieferung bestimmt werden (Routing). Insbesondere für diese beiden sehr kurzfristigen Planungsprobleme wurde eine Vielzahl heuristischer Algorithmen entwickelt, die eine gute und schnelle Lösung ermöglichen sollen.
Ziel des Hauptseminars ist es, diese Heuristiken näher kennenzulernen. Ausgehend von Verfahren, die
üblicherweise in Bachelor-Veranstaltungen behandelt werden (z. B. Akers-Verfahren, Savings-Algorithmus) sollen weitere einfache Verfahren vorgestellt sowie die prinzipielle Problemlösung mittels MetaHeuristiken (Genetische Algorithmen, Tabu Search, Ameisenalgorithmen, Simulated Annealing) erläutert werden. Um das grundlegende Verständnis der Meta-Heuristiken zu erleichtern, kann für das entsprechende Thema zur Maschinenbelegungsplanung (Nr. 6) eine gut verständliche Monographie
(Zäpfel/Braune 2005) herangezogen werden, in der auch der Giffler/Thompson-Algorithmus (Thema
Nr. 5) zu finden ist. Auch für die Meta-Heuristiken zur Tourenplanung (Thema 9) bildet dieses Werk
einen guten Einstieg, auch wenn die Anwendung adaptiert werden muss bzw. zusätzliche Literatur
zu beschaffen und auszuwerten ist (Ausgangspunkt: Domschke 1995). Die „einfachen“ Verfahren
(Themen Nr. 3, 4, 7 und 8) finden sich in diversen Lehrbüchern. Anders als bei den Meta-Heuristiken
ist es neben der verständlichen Darstellung der Verfahren auch die Aufgabe der Bearbeiter, die Anwendbarkeit der Verfahren sowie ihre Güte kritisch zu hinterfragen. Zum Einstieg in die Thematik soll
sowohl der Problemtyp Zuordnungs- und Reihenfolgeplanung (Thema 1) als auch die Lösungsmethodik heuristischer Verfahren (Thema 2) in den Kontext des Operations Management eingeordnet werden. Diese beiden Themen erfordern eine ausführliche Literaturanalyse sowie deren strukturierte Darstellung.
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Geplante Themen im Überblick
(in Klammern: vorgesehene Anzahl Bearbeiter)
1) Zuordnungs- und Reihenfolgeprobleme in der BWL – ein systematischer Überblick (1)
2) Heuristische Lösungsverfahren im Operations Management – ein systematischer Überblick (1)
Teil A: Heuristische Lösungsverfahren der Maschinenbelegungsplanung
3) Prioritätsregeln (1)
4) Graphische Verfahren (Akers- bzw. Mensch-Verfahren und mögliche Erweiterungen) (1)
5) Einfache Suchverfahren (u. a. Giffler/Thompson-Verfahren) (1)
6) Meta-Heuristiken (3-4)
Teil B: Heuristische Lösungsverfahren der Tourenplanung
7) Savings-Algorithmus (Grundlagen und Erweiterungen) (1)
8) Sweep-Algorithmus (Grundlagen und Erweiterungen) (1)
9) Verbesserungsverfahren unter Einsatz von Meta-Heuristiken (2-3)
Organisatorische Hinweise
Teilnahmevoraussetzung: Bachelorabschluss ist Pflicht. Inhalte der Veranstaltung Produktionswirtschaft 2 (Maschinenbelegungsplanung, Tourenplanung) bilden die Grundlage des Hauptseminars.
Teilnehmerbeschränkung: 12–14 Studierende der Masterstudiengänge Medienwirtschaft, Wirtschaftsingenieurwesen, Wirtschaftsinformatik und ABWL.
Anmeldung: Die Anmeldung (Einschreibung) erfolgt über ein Online-Formular. Der Link dazu wird
zeitnah auf der Homepage des Fachgebiets bekanntgegeben. Dort finden Sie auch allgemeine
Informationen zum Ablauf des Hauptseminars.
Formale Hinweise zur Anfertigung der Seminararbeit: Die Bearbeitung der Themen erfolgt als Einzelarbeit (Umfang der Arbeit: 14–16 Seiten). Um zu große Überschneidungen zwischen verschiedenen Arbeiten zu verhindern, sind die Inhalte unbedingt mit dem Betreuer abzustimmen. In Ausnahmefällen können Themen in Abstimmung mit dem Betreuer als gemeinsame Teamarbeit von
zwei Studierenden (Umfang der Arbeit: 23–27 Seiten) bearbeitet werden. In der Seminararbeit ist
dann kenntlich zu machen, welcher Teil von welchem Studierenden geschrieben wurde. Das Fachgebiert behält sich vor, bestimmte Themen nach der Anmeldung zu streichen, versucht dabei aber
die Interessen der Studierenden zu berücksichtigen. Weitere formale Hinweise werden in der Eröffnungsveranstaltung am 11.10.2016 bekannt gegeben.
Basisliteratur:
• Domschke, W.: Logistik: Rundreisen und Touren, 4. Aufl., München/Wien 1997.
• Zäpfel, G./Braune, R.: Moderne Heuristiken der Produktionsplanung, München 2005.
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Vorläufige Termine
Die Teilnahme an allen Veranstaltungen ist verpflichtend! Bereits einmalige Abwesenheit ohne
triftige Begründung führt zum Ausschluss aus dem Seminar!
Datum
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Uhrzeit
Ort
Inhalt
21.09.2016, 07:00 Uhr
bis
05.10.2016, 07:00 Uhr
ganztägig
Online
Anmeldung zum Seminar*
Dienstag,
11.10.2016
13:30 Uhr bis
15:00 Uhr
Oe 213
Kick-off-Veranstaltung
(Einführung in das Seminarthema
und Themenzuteilung)
Mittwoch,
09.11.2016
17:00 Uhr bis
21:00 Uhr
Oe 213
Zwischenpräsentation
bis Donnerstag,
22.12.2016
bis 12:00 Uhr
Sekretariat
(K+B Expert,
Raum 212)
Abgabe der Seminararbeiten
Freitag,
20.01.2017
08:00 Uhr bis
19:00 Uhr
Oe 213
Seminarvorträge
Neben der Anmeldung am Fachgebiet müssen Master-Studierende das Seminar auch beim
Prüfungsamt anmelden. Das dazu notwendige (und unverzüglich nach der Kick-off-Veranstaltung auszufüllende!) Formular muss von Prof. Souren unterschrieben werden.
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