Aufgabenstellung

Das Flexible Job Shop Scheduling Problem (FJSSP) stellt eine Verallgemeinerung des klassischen Job Shop Scheduling Problems (JSSP) dar. Beim JSSP wird eine Menge von Aufträgen J = {J1, . . . , Jn} betrachtet, die auf verschiedenen Maschinen M= {M1, . . . ,Mm} zu bearbeiten sind. Jeder Auftrag Ji ist durch eine vorgegebene Menge von aufeinanderfolgenden Bearbeitungsoperationen O = {Oi,1, . . . ,Oi,hi} charakterisiert, wobei Bearbeitungsoperation Oi,k auf Maschine Mk ∈ M ausgeführt wird und pi,k Zeiteinheiten benötigt. Beim FJSSP kann jede Bearbeitungsoperation auf einer Teilmenge Mi,k ⊆ M aller Maschinen bearbeitet werden.

Das Ziel der Arbeit besteht darin, zunächst einen Überblick über alternative, in der Literatur vorgeschlagene, mathematische Modelle für das FJSSP zu geben. Eine Auswahl der Modelle soll dann mit Hilfe einer algebraischen Modellierungssprache (z. B. GAMS, Xpress) implementiert und anhand von Testinstanzen einer Performanceanalyse unterzogen werden. Ferner sollen die implementierten Modelle erweitert werden, so dass praxisrelevante Problemaspekte, wie z. B. reihenfolgeabhängige Rüstzeiten, Schichtzeiten, Parallelbearbeitungen von Aufträgen oder Transportvorgänge abgebildet werden können.

Die Arbeit richtet sich an Studenten wirtschaftswissenschaftlicher und mathematischer Studiengänge mit Interesse an mathematischer Modellierung und Optimierung. Voraussetzungen sind Kenntnisse in Grundlagen des Operations Research aus den Vorlesungen Unternehmensforschung I und II am Lehrstuhl oder Vergleichbarem. Programmier- oder Modellierungserfahrung ist erwünscht.


Literatur:

  •  Behnke, D., Geiger, M. J. (2012). Test Instances for the Flexible Job Shop Scheduling Problem with Work Centers. Research Report.
  • Choi, I., Choi, D. (2002). A local search algorithm for jobshop scheduling problems with alternative operations and sequence-dependent setups. Computers & Industrial Engineering, 42, S. 43–58.
  • Fattahi P., Mehrabad, M. S., Jolai F. (2007). Mathematical Modeling and Heuristic Approaches to Flexible Job Shop Scheduling Problems. Journal of Intelligent Manufacturing, 18(3), S. 331–342.
  • Hurink, J., Jurisch, B., Thole, M. (1994). Tabu Search for the Job-Shop Scheduling Problem with Multi-Purpose Machines. OR Spektrum, 15(4), S. 205–215.

Weitere Informationen erhalten Sie beim zuständigen Mitarbeiter Carsten Ehrenberg unter carsten.ehrenberg@tu-clausthal.de.

 

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