Modellierung eines hyperheuristischen Ansatzes im Rahmen eines Agentensystems zur Unterstützung der operativen Erbringungsplanung für Industrielle Produkt-Service Systeme im Produktionsumfeld

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd Kuhlenkötter
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 424733996

Eine Möglichkeit für produzierende Unternehmen kundenindividuelle Leistungen zu offerieren bieten Industrielle Produkt Service Systeme (IPS²). Die Basis für eine qualitativ hochwertige und pünktliche Erbringung von IPS² ist dabei eine effiziente kurzfristige (operative) Planung der Leistung. Im Rahmen dieser operativen Planung gilt es unter anderem die Priorität, die Durchführungszeit, sowie die benötigte Qualifikation und Ausrüstung der zu planenden Leistung zu berücksichtigen. Des Weiteren sind bei der Planung Informationen über das zur Erbringung eingesetzte Personal relevant. DieseInformationen im Kontext der operativen Planung unter der Berücksichtigung von Zielgrößen wie kostenminimaler Routenplanung, hoher Technikerauslastung und Termintreue zu aggregieren ist Aufgabe des Disponenten. Zur Unterstützung desDisponenten existieren dabei aktuell verschiedene softwaretechnische Lösungen. Diese schaffen es jedoch nicht ein Planungsergebnis zu generieren, in welchem die Vielzahl vonrelevanten Informationen als auch die spezifischen Eigenheiten des jeweiligen IPS²-Typs berücksichtigt werden. Ziel des Projektes ist es daher einen methodischen Ansatz für einEntscheidungsunterstützungssystem zu entwickeln, welches die im Rahmen der operativen Planung relevanten Informationen wie etwa die verschiedenen in einem Anbieter-Netzwerk existierenden IPS²-Typen berücksichtigt sowie dem Disponenten Raum für persönliche Einschätzungen im Rahmen der Entscheidungsfindung lässt. Da essich bei der operativen Erbringungsplanung im Kontext von IPS² um ein multikriterielles Planungsproblem handelt, welches nicht polynominal lösbar ist, wird hier ein hyperheuristischer Ansatz gewählt. Hyper-Heuristiken setzen hier einfachere Meta-Heuristiken und Heuristiken, sogenannte Low-Level Heuristiken, ein, um dadurch das Planungsproblem zu lösen. In Folge dieser Hybridisierung werden die Stärken einzelner Low-Level Verfahren für bestimmte Anwendungsbereiche genutzt und ihre Schwächen wiederum durch andere Ansätze kompensiert. In diesem Kontext geeignete Low-Level Heuristiken werden im Rahmen des Projektes bestimmt und die entsprechende Hyper-Heuristik entwickelt. Umgesetzt wird dieses Konzept in einem Agentensystem. In diesem Zusammenhang werden die zuvor ausgewählten Low-Level Heuristiken durch verschiedene Agenten ausgeführt und deren Einsatz dabei von einem übergeordneten koordinierenden „hyperheuristischen“ Agenten gesteuert. Die Verwendung eines agentenbasierten Ansatzes erhöht dabei die Flexibilität des Planungswerkzeuges. Ressourcen sowie Teilnehmer des IPS²-Netzwerkes können dabei durch autonomeAgenten abgebildet und somit eventuell notwendige Anpassungen, wie etwa die Integration weiterer Netzwerkteilnehmer während der Laufzeit, erleichtert werden. Durch eine Anpassung der Randbedingungen der Hyper-Heuristik hat der Disponent hier zudemdie Möglichkeit sein Erfahrungswissen in den Planungsprozess miteinzubringen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen