BWL, insb. Management Science und Operations Research

Um einen schnellen Zugriff auf die gelagerten Artikel zu gewährleisten, gibt es verschiedene Arten von Lagersystemen. Eine Reihe von Faktoren, darunter die physische Größe und das Gewicht der zu lagernden Artikel, die Nutzungshäufigkeit und die verfügbaren Ressourcen, bestimmen, welcher Systemtyp für ein bestimmtes Lager am besten geeignet ist. In diesem Beitrag soll ein neuer Typ von Lagersystemen untersucht werden: Kompaktlagersysteme. Kompaktlagersysteme zielen darauf ab, eine möglichst hohe Raumausnutzung bei begrenztem Lagerplatz zu erreichen. Zwar ist solch ein Lager platzsparend, allerdings ist die Entnahme von Artikeln aus Kompaktlagersystemen komplex. Durch die dichte Anordnung sind die Ladeeinheiten oft nicht direkt zugänglich, da sie von anderen Einheiten verdeckt werden. Diese müssen erst verschoben oder umpositioniert werden, um genügend Platz für den Zugriff auf das gewünschte Objekt zu schaffen. Dies führt zu komplexen Entscheidungsprozessen. Da das Umpositionieren von Ladeeinheiten Energie verbraucht, trägt eine effiziente Entscheidungsfindung direkt zu einem energieeffizienten Lagersystem bei. Dies erfordert die Entwicklung von algorithmischen Unterstützungssystemen, die in der Lage sind, optimale Entnahmestrategien in angemessener Zeit zu berechnen. In diesem Bericht geben wir einen Überblick über die Annahmen und das strukturelle Optimierungsproblem, das diesen Entnahmestrategien zugrunde liegt. Darüber hinaus bieten wir Einblicke in die Berechenbarkeit und die algorithmischen Ansätze, die zur Ableitung effizienter Lösungen verwendet werden.

Machine scheduling problems can be found in any practical environment from logistics to manufacturing, where tasks, called jobs, are completed by assigning them to resources, called machines. In this thesis, we assume that the execution of jobs deteriorates the machine to the point where it may not be in a state to process further jobs, or, more generally, restricts the availability of the machine. Time is often considered to be the main factor in machine deterioration, such as the time elapsed since the start of planning. However, with regard to practice, there are other important factors besides time that can have a significant impact on the machine state. In this work, we concentrate on factors based on the job positions in the scheduling sequence, summarized as position-dependent machine availability constraints. This characteristic can be found in any production or logistics environment where the assignment of the job to the machine determines the availability of the machine to process jobs, rather than the processing time. First, a definition and the existing literature of the superordinate research field of problems with position-dependent availability is given: state-dependent machine availability. In the following, single machine scheduling problems with position-dependent maintenance or with jobs that have to be sequenced at fixed positions are analyzed regarding their complexity. These assumptions represent specific characteristics of position-dependent availability in scheduling. For each assumption, complexity results are presented for single machine scheduling problems minimizing completion time or due date related objective functions. In addition, polynomial-time algorithms are formulated for specific scheduling problems. Finally, we deal with the hybrid flow shop scheduling (HFS) problem that is characterized by a flow shop layout with at least one stage of processing with parallel machines. Priority rules and constructive heuristics are tested and evaluated on 1260 instances for the two-stage no-wait HFS problem with two identical machines on the first stage and one machine on the second stage, which is known to be NP-hard. Furthermore, HFS problems with unrelated machines are assumed, considering setup times on the machines caused by different job families. Constructive heuristics are tested on 960 instances to study the influence of the number of setups on the results for completion time related objective functions.

This document presents a simple extension of the TSPLIB file format to serve our needs in the Inventory Routing Problem types. Instead of creating a new file format or putting ASCII files online with a simple description, we have chosen to extend the TSPLIB file format.