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  • 1
    ISSN: 1436-6304
    Keywords: Stochastic production scheduling ; work-in-process inventory control ; Stochastische Maschinenbelegungsplanung
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Mathematics , Economics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung In diesem Beitrag wird ein hierarchischer Planungsansatz zur Steuerung eines Produktionssystems mitN Maschinen betrachtet. Für jede von vielen herzustellenden Produktarten ist die Maschinenfolge durch den jeweiligen Produktionsprozeß fest vorgegeben. Gegebenenfalls sind Maschinen mehrmals zu durchlaufen. Außerdem sind zufällige Maschinenausfälle und Reparaturzeiten zu beachten. Solche Systeme treten z.B. bei der Halbleiterfertigung auf. Ziel der Planung ist eine möglichst bedarfssynchrone Produktion bei niedrigen Lagerbeständen an Halbfertigfabrikaten und hohen Produktionsraten. In der obersten Ebene einer dreistufigen Planungshierarchie werden im Rahmen einer Kapazitätsplanung wünschenswerte Puffergrößen und Produktionsraten der Maschinen ermittelt. In der mittleren Ebene erfolgt eine Anpassung der Produktionsraten, um Störungen des Systems durch Maschinenausfälle oder Blockierung von Maschinen zu beseitigen. In der untersten Planungsebene wird eine Durchlaufterminierung vorgenommen. Eine Simulationsuntersuchung zeigt, daß der vorgeschlagene Planungsansatz gute Ergebnisse liefert.
    Notes: Abstract In this paper, we propose a procedure for production flow control in reentrant manufacturing systems. The system under study consists ofN machines and producesM product types simultaneously. Each part goes through the system following a predefined process and may visit a machine many times. All machines are subject to random failures and need random repair times. The scheduling objectives are to keep the production close to demand and to keep the WIP inventory level and cycle times at low values. The model is motivated by semiconductor fabrication production. A three-level hierarchical controller is constructed to regulate the production. At the top level of this hierarchy, we perform capacity planning by selecting the desirable buffer sizes and the target production level for each operation. A production flow rate controller is at the middle level which recalculates the production rates whenever a machine fails or is starved or blocked. The loading times for individual parts are determined at the bottom level of the hierarchy. Comparison with alternative control is made through simulation and it shows that the control policy performs well.
    Type of Medium: Electronic Resource
    Signatur Availability
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  • 2
    ISSN: 1436-6304
    Keywords: Production scheduling ; dynamic setup change ; Produktionsablaufplanung ; stochastisches Flow-Shop-Problem
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Mathematics , Economics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Wir betrachten ein zweistufiges Produktionssystem, in dem zwei Produkte mit konstanten produktspezifischen Produktionsgeschwindigkeiten und Rüstzeiten bearbeitet werden. Zwischen den beiden Maschinen sind zwei produktspezifische Puffer angeordnet. Die Nachfragerate für jedes Produkt ist abschnittsweise konstant. Jede Maschine unterliegt zeitabhängigen Störungen. Die fehlerfreien Laufzeiten und die Reparaturzeiten sind exponentialverteilte Zufallsvariablen, wobei Rüst- und Bearbeitungsvorgänge nach einer störungsbedingten Unterbrechung ohne Verlust fortgesetzt werden. Wir modellieren das Produktionssystem als zeit- und mengenkontinuierlichen Prozeß. Es wird das Problem der Bestimmung der optimalen Kontrollpolitik mit dem Ziel der Minimierung der diskontierten Kosten bei unendlichem Horizont formuliert. Zur Bestimmung der Struktur der optimalen Kontrollpolitik wird eine diskretisierte Version des Problems mit Hilfe der dynamischen Programmierung unter Berücksichtigung einer stückweise linearen Strafkostenfunktion gelöst. Anschließend wird ein Algorithmus entwickelt, mit dem geringe Lagerbestände bei gleichzeitiger Erfüllung der Nachfrage erreicht werden können. Der Algorithmus, der auf einer hierarchischen Kontrollstruktur basiert, dient zur Bestimmung der Produktionszeitpunkte, wobei in Echtzeit auf zufällige Störungen im System reagiert werden kann. Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird anhand eines Simulationsmodells mit alternativen Politiken verglichen.
    Notes: Abstract In this paper, we study a manufacturing system consisting of two machines separated by two intermediate buffers, and capable of producing two different products. Each product requires a constant processing time on each of the machines. Each machine requires a constant non-negligible setup change time from one product to the other. The demand rate for each product is considered to be piecewise constant. Each machine undergoes failure and repair. The time-to-failure and time-to-repair are exponentially distributed random variables. The setup change and processing operations are resumable. We model our system as a continuous time, continuous flow process. An optimal control problem is formulated for the system to minimize the total expected discounted cost over an infinite horizon. To determine the optimal control policy structure, a discrete version of the problem is solved numerically using a dynamic programming formulation with a piecewise linear penalty function. A real-time control algorithm is then developed with the objective of maintaining low work-in-process inventory and keeping the production close to the demand. The algorithm uses a hierarchical control structure to generate the loading times for each product on each machine in real time and to respond to random disruptions in the system. The system is simulated using this algorithm to study its performance. The performance of the algorithm is also compared to alternative policies.
    Type of Medium: Electronic Resource
    Signatur Availability
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