Deterministische und stochastische datengetriebene Ansätze für die Ablaufplanung mit Liegezeitrestriktionen in komplexen Job-Shops

• Antragsteller: Professor Dr. Lars Mönch
• Fachliche Zuordnung: Operations Management und BWL-spezifische Wirtschaftsinformatik ; Datenmanagement, datenintensive Systeme, Informatik-Methoden in der Wirtschaftsinformatik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 529014501

Im gemeinsamen Forschungsvorhaben sind die Antragsteller aus Taiwan und Deutschland daran interessiert, komplementäre Lösungsansätze für große Job-Shop-Ablaufplanungs-probleme mit Liegezeitrestriktionen zu erforschen. Liegezeitrestriktionen, auch bekannt als Zeitrestriktionen, Zeitkopplungen oder verallgemeinerte Vorrangbeziehungen in der deterministischen Ablaufplanungsliteratur, sind bedeutsam in industriellen Domänen wie der Halbleiterfertigung oder der Stahlherstellung. In der Halbleiterfertigung sind Liegezeitrestriktionen einzuhalten, um Oxidations- bzw. Verunreinigungseffekte auf der Waferoberfläche, die trotz Reinraumbedingungen auftreten können, vorzubeugen. Ein Wafer ist eine Siliziumscheibe, auf der bis zu 1000 Chips Ebene um Ebene hergestellt werden. Oxidations- bzw. Verunreinigungseffekte führen dazu, dass die Chips auf den Wafer unbrauchbar werden. Die Berücksichtigung von Liegezeitrestriktionen in der Produktionssteuerung führt zu schwierigen Koordinationsproblemen, die bisher nicht gut verstanden sind. Die Antragsteller sind daran interessiert, Bedingungen, z.B. in Bezug auf die Länge der Liegezeitrestriktionen oder das Ausfallverhalten der Maschinen, zu identifizieren, unter denen die vorgeschlagenen Ansätze besonders leistungsfähig sind. Außerdem streben sie im Rahmen des beantragten Vorhabens an, hybride Methoden zu entwickeln, welche die Vorteile von deterministischen und stochastischen Ansätze verbinden. Dieses gemeinsame Forschungsprojekt kombiniert die Expertise der Forschungsgruppen an der National Taiwan University und der FernUniversität in Hagen. Auf deutscher Seite wird sich Prof. Mönch um den Entwurf von deterministischen Ablaufplanungsalgorithmen kümmern sowie eine Simulationsinfrastruktur bereitstellen, welche die Ausführung der Ablaufpläne in einer dynamischen und stochastischen Umgebung unter Verwendung eines rollierenden Ansatzes ermöglicht. Auf taiwanesischer Seite wird sich Prof. Wu mit stochastischen Optimierungsalgorithmen, die Prozessunsicherheit direkt berücksichtigen, sowie mit dem Entwurf hybrider Algorithmen, welche die Vorteile deterministischer und stochastischer Ansätze verbinden, beschäftigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Taiwan
• Partnerorganisation: National Science and Technology Council (NSTC)
• Kooperationspartner: Professor Cheng-Hung Wu, Ph.D.