DE69130142T2

DE69130142T2 - Verfahren und Gerät zur Herstellungsplanung

Info

Publication number: DE69130142T2
Application number: DE69130142T
Authority: DE
Inventors: John C. Richardson Texas 75080 Hogge
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2011-07-23
Also published as: EP0468728A2; EP0468728A3; DE69130142D1; JPH0683839A; US5280425A; EP0468728B1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Planungssysteme und insbesondere auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Produktionsplanung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Produktionsplanung ist der Prozeß des Auswählens der in einer gewissen zukünftigen Zeitperiode in einer Produktionsanlage in Angriff zu nehmenden Arbeit, so daß die Leistung maximiert wird. Die Arbeit wird normalerweise verschiedenen Produkttypen zugeordnet, die verschiedene Ressourcen erfordern und verschiedene Kunden bedienen. Daher muß die Zuteilung kundenunabhängige Leistungsmaße wie die Zykluszeit und kundenabhängige Leistungsmaße wie die pünktliche Lieferung optimieren.
Die Gründe für das Erfordernis verbesserter Produktionsplanung können bei jeder Produktionsanlage unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann eine Anlage eine verbesserte Planung erfordern, damit die Materialien rechtzeitig zur Herstellung bestellt und geliefert werden. Eine andere Anlage kann eine verbesserte Planung erfordern, um Lieferverpflichtungen auszuführen oder um Verzögerungen bei der Produktauslieferung vorherzusagen.
Um einen Produktionsplan zusammenzustellen, der den besten Leistungsertrag liefert, muß die Kapazität oder die Menge an Arbeit, die die Anlage handhaben kann, in einer gewissen Weise modelliert werden, da das Inangriffnehmen von Arbeit, die über die Kapazität der Anlage hinausgeht, die Leistung beeinträchtigt und keine Vorteile bringt. Herkömmliche Fabrikkapazitätsmodelle verwenden einfache konstante lineare Beziehungen wie: (1) die durchschnittliche Menge verfügbarer Einsatzzeit für jede Maschine in der Fabrik und (2) die Menge an Arbeit, die für jedes Produkt auf jeder Maschine erforderlich ist. Aus den obi jedes Produkt auf jeder Maschine erforderlich ist. Aus den obigen linearen Beziehungen ergibt sich, daß ein bestimmter Ausgangsplan dann innerhalb der Kapazität liegt, wenn die gesamte erforderliche Einsatzmenge (1) geringer als die verfügbare Zeit der Maschine ist, und (2) der Startplan mit einem vorherbestimmten beabsichtigten Bruchteil der Verwendung der Startrate multipliziert wird.
Es gibt verschiedene Probleme, die mit einem linearen Produktionsplanungsprogramm verbunden sind. Wegen des umfassenden Problemausmaßes müssen die Variablen in den linearen Programmen durch nichtganzzahlige Mengen ausgedrückt werden, um gute Lösungen zu liefern. Als Folge davon können möglicherweise aus Brüchen bestehende Startmengen erzeugt werden, die in diskrete Startmengen umgewandelt werden müssen. Eine solche gezwungene Umwandlung beeinträchtigt die Qualität der Lösung.
Außerdem können nichtlineare Beziehungen nicht in einem linearen Programm modelliert werden. Beispiele solcher Beziehungen sind der erwartete Ausstoß der Startmenge eines Produkts und die Kosten von Überschüssen und Rückständen. Solche nichtlinearen Beziehungen sind herkömmlicherweise unter Verlust an Genauigkeit in lineare Beziehungen gezwungen worden.
Das umfangreiche Problemausmaß stellt ein weiteres Hindernis für lineare Produktionsplanungsprogramme dar. Selbst wenn ein Planungsproblem durch ein lineares Programm ausgedrückt werden kann, verhindert die Problemgröße effiziente Lösungen mittels herkömmlicher linearer Programmierungsverfahren. Dieses Problem wurde bis jetzt ohne wesentlichen Verlust an Qualität der Lösung nicht gelöst.
Daher besteht ein Bedürfnis nach einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Formulierung eines Produktionsplans für eine Produktionsanlage, das auf ganzzahlige Variablen eingestellt ist, nichtlineare Ausdrücke erlaubt und trotz des umfassenden Problemausmaßes einen nahezu optimalen Produktionsplan liefert.
Die Zeitschrift "Computer", Vol. 17, Nr. 9 (September 1994), Seiten 76-86, auf der die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 14 basieren, und die "Proceedings of the 23rd Annual Hawaii International Conference on System Sciences [Jan 1990]", Vol. 3, Seiten 383-390, offenbaren Fabrikhallenproduktionsplanungsverfahren, die versuchen, gegebene Bestellungen für Produkte innerhalb der verfügbaren Produktionskapazität zu erfüllen und, wenn das nicht möglich ist, einige der auferlegten Zwangsbedingungen zu mildern, bis ein möglicher Produktionsplan gefunden ist.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Vorrichtung zur Produktionsplanung in einer Produktionsanlage mit Mitteln zum Erzeugen mehrerer theoretischer Pläne und einem auf Zwangsbedingungen basierenden Modell, um einen der theoretischen Produktionspläne zu empfangen und wenigstens eine Zwangsbedingung darauf anzuwenden; gekennzeichnet durch Mittel zum Berechnen einer Funktion der Plankosten pro zusätzlicher Einsatzeinheit für den theoretischen Produktionsplan; und heuristisch arbeitenden Mitteln, um unter den mehreren theoretischen Plänen einen durchführbaren Produktionsplan zu suchen, der die angewendete Zwangsbedingung nicht verletzt und den kleinsten berechneten Funktionswert der Plankosten pro zusätzlicher Einsatzeinheit aufweist.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zur Produktionsplanung in einer Produktionsanlage mit den Schritten: Erzeugen mehrerer theoretischer Pläne; und Empfangen eines der theoretischen Produktionspläne, wobei mehrere Zwangsbedingungen für den empfangenen theoretischen Plan formuliert und auf diesen angewendet werden; gekennzeichnet durch die Schritte: Berechnen einer Funktion der Plankosten geteilt durch die zusätzliche Arbeitseinheit für den theoretischen Produktionsplan; und Suchen unter den mehreren theoretischen Plänen nach einem durchführbaren Produktionsplan, der die angewendeten Zwangsbedingungen nicht verletzt und den kleinsten berechneten Funktionswert der Plankosten pro zusätzlicher Einsatzeinheit aufweist, wobei ein heuristisches Suchverfahren verwendet wird.
So werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Produktionsplanung gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffen, die im wesentlichen die Nachteile und Probleme, die mit bisherigen Produktionsplanern verbunden waren, eliminieren oder vermindern.
Die Vorrichtung kann Mittel zum Berechnen der Kapazität der Fabrik für das Erzeugen der bestimmten Mengen und Typen des Produkts, Mittel zum Berechnen der maximalen Fabrikkapazität und Mittel zum Vergleichen der berechneten Produktionskapazität mit der maximalen Fabrikkapazität umfassen. Außerdem können Mittel zum Berechnen der Kosten zum Produzieren der bestimmten Mengen und Typen des Produkts ausgehend von der berechneten Produktionskapazität, die kleiner oder gleich der maximalen Fabrikkapazität ist, und Mittel zum Auswählen eines Produktionsplans mit dem kleinsten berechneten Kostenfunktionswert vorgesehen sein.
Das Verfahren kann das Initialisieren des Produktionsplans und das Erzeugen mehrerer Vorschläge zur Modifikation des Produktionsplans umfassen. Wenigstens eine Zwangsbedingung wird formuliert und auf den durch jede der mehreren Vorschläge modifizierten Produktionsplan angewendet. Jeder Vorschlag, der den Produktionsplan dazu bringt, die Zwangsbedingungen zu verletzen, wird verworfen, woraufhin die Kosten der Implementierung des durch jede der übriggebliebenen Vorschläge modifizierten Produktionsplans berechnet werden. Ein Vorschlag, der den Produktionsplan dazu bringt, die geringsten berechneten Kosten aufzuweisen, wird ausgewählt und die obigen Schritte werden wiederholt, bis keine Vorschläge nach dem Schritt des Verwerfens übrigbleiben. Der aktuelle Produktionsplan wird dann als Lösungsproduktionsplan angeboten.
Ein wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Formulierung der Produktionsplanung als ein Kostenminimierungsproblem unter Verwendung von Modellen, die auf Zwangsbedingungen basieren.
Ein weiterer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ein Produktionsplaner, der einen heuristischen Suchalgorithmus verwendet, der in iterativer Weise einen Ausgangsplan manipuliert, um die Plankosten zu vermindern, bis es keine weitere Manipulation mehr gibt, die den Plan verbessert.
Noch ein weiterer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ein noch genauerer Produktionsplaner, der sowohl reelle Variablen und lineare Gleichungen als auch ganzzahlige Variablen und nichtlineare Gleichungen unterbringen kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Um die vorliegende Erfindung noch besser zu verstehen, wird nun Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, in denen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm ist, das die Eingangs- und Ausgangsgrößen der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm eines heuristischen Suchalgorithmusses der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
Fig. 3 ein auf Zwangsbedingungen basierendes Flußdiagramm ist, das ein Planungsmodell der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 der Zeichnungen zeigt einige der Eingangs- und Ausgangsparameter einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens zur Produktionsplanung für eine Produktionsanlage, die mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist und gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Um einen Produktionsplan 12 aufzustellen, muß der Produktionsplaner 10 die Eingangsgrößen wie die Kundennachfrage 14 mit in Betracht ziehen. Die Kundennachfrage 14 kann die Menge und Art der von dem Kunden bestellten Produkte und das Lieferdatum der Bestellung spezifizieren. Die Kundennachfragen 14 können auch entsprechend ihrer Bedeutung bevorzugt berücksichtigt werden. Der Ausstoß oder das Endprodukt der Produktionsanlage sollte, wenn gemäß dem Produktionsplan 12 produziert wird, vorzugsweise die Kundennachfrage 14 befriedigen und trotzdem nicht zu einem zu großen Lagerbestand führen. Auch ist es nachteilhaft, wenn die Kundennachfrage 14 nicht durch den Produktionsplan 12 befriedigt wird. Dafür sind jedem Produktionsplan 12 Plankosten 16 zugeordnet, die die Kosten zur Durchführung des Plans darstellen.
Ein weiterer Satz von Eingangsgrößen 18 beschreibt die sich für den Produktionsplaner 10 ergebenden Zwangsbedingungen, die von Parametern der Produktionsanlage herrühren wie z. B. die Maschinenkapazität, die Ausfallzeit, etc. Demgemäß wird die Produktionsmenge bestimmt durch die durch die Produktionsanlage gegebenen Zwangsbedingungen 18. Weitere Zwangsbedingungen 20, die von dem Betrieb der Produktionsanlage herrühren, wie die Produktionsmenge, der Überschuß und die sich in Arbeit befindenden Produkte regeln außerdem die Produktionsmenge und die Art des Produktes, dessen Produktion begonnen werden soll.
In der Fig. 2 ist ein Flußdiagramm 30 eines heuristischen Suchalgorithmusses der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung 10 dargestellt. Die vorliegende Erfindung verwendet den heuristischen Suchalgorithmus, um nach einem geeigneten Plan zu suchen, der die Produktart und -menge, die produziert werden sollen, zu Beginn der nächsten Planperiode angibt, ohne große Kosten zu verursachen oder irgendeine der durch die Produktionsanlage oder den Betriebsprozeß gegebenen Zwangsbedingungen 18 und 20 zu verletzen. Der Suchalgorithmus beginnt damit, die Mengen für alle Produkttypen auf null zu setzen. Bei einer Produktionsanlage für Halbleiterwafer bedeutet dies, die zu produzierenden Losgrößen für alle Bauelementtypen auf null zu setzen. Dies führt zu dem ungünstigsten und die höchsten Kosten aufweisenden Plan, da dann, wenn überhaupt nichts produziert wird, keine der Kundenbestellungen befriedigt werden kann.
Ausgehend von dem ersten Plan mit Produktionsmengen null wird ein Satz Operatoren erzeugt, der Änderungen in den Plan einbringt, wie es in Block 34 dargestellt ist. Die Operatoren können vorsehen, den Plan auf zwei verschiedene Arten zu modifizieren. Sie können die Anzahl an Losen für einen bestimmten Bauelementtyp, deren Produktion begonnen werden soll, um eins erhöhen oder sie können die Losanzahl auf eine bestimmte Anzahl einstellen, so daß kritische Kundenbestellungen für jedes Bauelement berücksichtigt werden. Alle Operatoren, die für den aktuellen Plan auf eine der oben beschriebenen Weisen erreichbar sind, werden erzeugt und untersucht, um ihre Brauchbarkeit festzustellen. Diejenigen Operatoren, die Pläne erzeugen, die die durch die Produktionsanlage oder den Betriebsprozeß gegebenen Zwangsbedingungen verletzen, werden aus der Suche eliminiert, wie es in dem Block 36 dargestellt ist.
Falls es übrige Operatoren gibt, was im Entscheidungsblock 38 festgestellt wird, werden die Plankosten für jeden übrigen vorgeschlagenen Plan berechnet. Unter den verbleibenden Operatoren wird, wie im Block 44 dargestellt, derjenige ausgewählt, der die stärkste Verringerung der berechneten Plankosten im Verhältnis zum zusätzlichen Arbeitseinsatz liefert. Die Änderung des Arbeitseinsatzes kann als Änderung der Stärke des Einsatzes der Maschine, die gegenwärtig in dem aktuellen Plan den größten Engpaß darstellt, definiert werden, und kann durch Maschineneinsatzinformationen 63 berechnet werden. Der ausgewählte Operator wird dann auf den aktuellen Plan angewendet, wie es im Block 46 dargestellt ist, um einen aktuellen neuen Plan zu liefern. Die Ausführung kehrt dann zum Block 34 zurück, bei dem ein weiterer Satz Operatoren aus dem neuen aktuellen Plan erzeugt wird. Die Schleife, die die Blöcke 34 bis 36 enthält, wird wiederholt, bis beim Block 38 kein Operator mehr bleibt, der keine der Zwangsbedingungen verletzt. Der Plan, aus dem der letzte Satz Operatoren erzeugt wurde, ist der Lösungsproduktionsplan, der zu niedrigen Plankosten führt, die geringste Menge an Arbeitseinsatz hinzufügt und dennoch keine der Zwangsbedingungen verletzt.
Man kann den oben beschriebenen Suchalgorithmus als eine Strahlsuche der Breite eins betrachten, wobei jeder durchführbare Plan einen Elternknoten in dem Suchbaum und die Operatoren Kinderknoten jedes Elternknotens sind. Der Strahlsuchalgorithmus der Breite eins wird bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, da er die Anzahl an gesuchten Knoten in einem möglicherweise ziemlich großen Suchbaum auf einem handhabbaren Niveau hält.
In der Fig. 3 sind die Einzelheiten derjenigen Faktoren, die zur Berechnung der Plankosten beitragen, und die durch die Produktionsanlage und den Betriebsprozeß gegebenen Zwangsbedingungen dargestellt. Der Anschaulichkeit halber wird eine fiktive Produktionsanlage für Halbleiterwafer als Beispiel verwendet, die lediglich drei Bauelementtypen herstellt und nur vier Maschinen aufweist. Unter Rückbezug auf den Block 34 in der Fig. 2 ist zu erkennen, daß ein Satz Operatoren erzeugt wird, der vorschlägt, einen aktuellen Plan in einiger Hinsicht zu modifizieren. Die typischerweise vorgeschlagenen Modifikationen bringen eine neue Mischung aus Produkttypen und/oder -mengen. Demgemäß kann ein Produktionsplan 50 Variablen 51-53 einsetzen, die die Anzahl der Lose darstellen, die für jeden Bauelementtyp in Angriff genommen werden sollen.
Im Block 36 des in der Fig. 2 dargestellten Suchalgorithmusses müssen die erzeugten Operatoren untersucht werden, um zu entscheiden, ob sie die den Variablen 51-53 auferlegten Zwangsbedingungen verletzen. Eine ist die Zwangsbedingung, die von der Kapazität der Produktionsanlage herrührt.
Auf jede der Variablen 51-53, die die Anzahl der Lose pro Bauelement, die in Angriff genommen werden sollen, repräsentieren, wird durch die Maschineneinsatzzwangsbedingungen 55 eingewirkt, die von einem Kapazitätsmodell 56 jeder Maschine in der Anlage abgeleitet werden. Das Ausarbeiten eines Maschinenkapazitätsmodells ist im Stand der Technik bekannt. Das Ergebnis ist das Ausmaß der Verwendung der einzelnen Maschinen 57 durch die jeweiligen Bauelementtypen. Es ist zu erkennen, daß es vier solche Variablen 58-61 gibt, da hier vier Maschinen vorliegen. Das Ausmaß des Einsatzes pro Maschine für das einzelne Bauelement trägt teilweise zu den Kapazitätsdurchführbarkeitszwangsbedingungen 62 bei. Demgemäß berechnet sich gemäß der Formel
PLAN_EINSATZ(MASCHINE) = Σ LOS_EINSATZ(MASCHINE,PRODUKT) * INANGRIFFNAHMEN(PRODUKT)
das Ausmaß des auf jeder Maschine für den Plan erforderlichen Einsatzes, wobei LOS_EINSATZ(MASCHINE,PRODUKT) das Ausmaß des Einsatzes darstellt, der auf jeder Maschine für ein Los eines bestimmten Bauelements erforderlich ist, und INANGRIFFNAHMEN(PRODUKT) die Anzahl der Lose repräsentiert, die für ein bestimmtes Produkt in Angriff genommen werden sollen.
Der maximal für jede Maschine mögliche Einsatz 63, der aus einer Reihe von Faktoren wie der Maschinenverfügbarkeit 64, herrührend von Ausfallzeiten und Rüstzeiten, dem Einsatz im Prozeß 65 und der Anzahl an Betriebsstunden 66 berechnet wird, wird so ermittelt, daß die folgende Gleichung erfüllt ist:
PLAN_EINSATZMASCHINE) ≤ MAX_FABRIK_AUSNUTZUNG * MAX_EINSATZ(MASCHINE),
wobei MAX_FABRIK_AUSNUTZUNG die beabsichtigte Fabrikausnutzung angibt und MAX_EINSATZ(MASCHINE) den maximalen Einsatz der Maschine 63 angibt. Daher ist ein Plan in Hinsicht auf (MAX_FABRIK_AUSNUTZUNG * MAX_EINSATZ(MASCHINE)) durchführbar, wenn INANGRIFFNAHMEN(PRODUKT)-Werte derart liegen, daß für jede Maschine PLAN_EINSATZ(MASCHINE) die Maschinen nicht über das beabsichtigte Ausmaß hinaus verwendet. Die Kapazitätszwangsbedingungen 62 stellen ferner sicher, daß dann, wenn eine Maschine zu einem Engpaß im Produktionsprozeß wird, sie nicht über die beabsichtigte Fabrikausnutzung hinaus eingesetzt wird. Typischerweise wird die beabsichtigte Fabrikausnutzung durch das Personal der Anlage bestimmt.
Die Anzahl der Lose pro Bauelementtyp wird weiter durch die durch den erwarteten Überschuß gegebenen Zwangsbedingungen 68 gesteuert, die den erwarteten Überschuß pro Bauelement 69 für die drei Bauelementtypen 70-72 berechnen. Diese Beziehung kann in der folgenden Weise ausgedrückt werden:
ERWARTETER_ÜBERSCHUß(PRODUKT) = MAX(0,DURCHSCHN_PRODUKTIONSMENGE(INANGRIFFNAHMEN(PRODUKT)) - GESAMTE_NACHFRAGE(PRODUKT), und
Wenn INANGRIFFNAHMEN (PRODUKT) > 0 darin ERWARTETER_ÜBERSCHUß(PRODUKT)/GESAMTE_NACHFRAGEPRODUKT) ≤ MAX_ÜBERSCHUß_NACHFRAGE_VERHÄLTNIS.
ERWARTETER_ÜBERSCHUß(PRODUKT) entspricht dem erwarteten Überschuß für jedes Produkt; DURCHSCHN_PRODUKTIONSMENGE(INANGRIFFNAHMEN(PRODUKT)) entspricht INANGRIFFNAHMEN(PRODUKT) * DURCHSCHN_AUSSTOß(PRODUKT); GESAMTE_NACHFRAGE(PRODUKT) ist die Menge sämtlicher bekannter Nachfragen für jedes Produkt, einschließlich Nachfragen, die nicht in Angriff genommen werden können; und MAX_ÜERSCHUß_NACHFRAGE_VERHÄLTNIS ist ein Eingabeparameter, der durch das Personal der Anlage vorherbestimmt ist.
Aus dem vorhergehenden ist zu erkennen, daß die Zwangsbedingung 73 für möglichen Überschuß aussagt, daß dann, wenn die Anzahl der Losinangriffnahmen für ein Produkt positiv ist, ein Überschuß annehmbar ist, wenn das Verhältnis des erwarteten Überschusses zur Gesamtnachfrage (die aus der Kundennachfrage 74 berechnet wird) nicht den Wert MAX_ÜBERSCHUß_NACHFRAGE_VERHÄLTNIS überschreitet.
Eine Anlage kann sich auch dafür entscheiden, Teillose unterzubringen, die eine Anzahl Wafer umfaßt, die kleiner als ein vollständiges Los ist. Teillose sind nützlich, um die Nachfragen kleiner Kunden zu erfüllen, haben jedoch die Tendenz, gewisse Maschinen nur gering auszunutzen, z. B. Chargenverarbeitungsmaschinen wie Öfen. Daher wird, um eine gute Fabrikaus nutzung zu gewährleisten, eine Zwangsbedingung 75 für mögliche Teillose an die Anzahl an Lose, die in Angriff genommen werden sollen 50, angelegt. Aus der Anzahl in Angriff zu nehmender Lose für jedes Produkt 51-53 werden die Anzahl an Teillosen 76 und die Anzahl an vollständigen Losen 77 durch die Teillosanzahlzwangsbedingung 78 bzw. die Zwangsbedingung für die Anzahl vollständiger Lose 79 berechnet werden. Die Teillosdurchführbarkeitszwangsbedingung 75 kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Wenn ANZAHL_VOLLSTÄNDIGER_LOSE > 0 darin ANZAHL_TEILLOSE/ANZAHL_VOLLSTÄNDIGER_LOSE ≤ MAX_TEILLOS_VERHÄLTNIS,
wobei MAX_TEILLOS_VERHÄLTNIS ein Eingabeparameter ist, der durch das Personal der Anlage bestimmt wird.
Unter Rückbezug auf Block 36 in der Fig. 2 ist zu erkennen, daß die oben beschriebenen Kapazitätszwangsbedingungen, die Zwangsbedingungen für möglichen Überschuß und die Zwangsbedingungen für mögliche Teillose auf die durch jeden Operator vorgeschlagene Planmodifikation angewendet werden, wobei diejenigen Operatoren aus der Suche entfernt werden, die die Zwangsbedingungen verletzen. Es ist wichtig zu erkennen, daß trotz der Angabe spezieller Zwangsbedingungen in dieser Beschreibung diese lediglich als Beispiele dafür dienen, wie Zwangsbedingungen bei der vorliegenden Verwendung eingesetzt werden können, um einen Produktionsplan zu berechnen. Daher können auch andere auf diesem Gebiet bekannte Zwangsbedingungen bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden und diese liegen innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung.
Im Block 42 werden die übriggebliebenen Operatoren auf den aktuellen Plan angewendet, um die Kosten des modifizierten Planes zu berechnen. Diese Berechnung ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Anzahl der Lose für jeden Produkttyp 51-53, die in Angriff genommen werden sollen, unterliegen einer Ausstoßzwangsbedingung, die dazu dient, einen erwarteten Ausstoß 81 für jeden Bauelementtyp 82-84 zu berechnen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Ausstoßzwangsbedingung 80 durch die folgende statistische Formel ausgedrückt werden:
AUSSTOß(PRODUKT) = DURCHSCHN_AUSSTOß(PRODUKT) * INANGRIFFNAHMEN(PRODUKT) - VARIANZ(PRODUKT) * (INANGRIFFNAHMEN(PRODUKT))1/2 * K
Der durchschnittliche Ausstoß und die Varianz jedes Produkts, DURCHSCHN_AUSSTOß(PRODUKT) und VARIANZ(PRODUKT), werden aus vorherigen Ausstoßwerten berechnet. Wenn es erwünscht ist, kann die Trendanalyse oder ein anderes Verfahren verwendet werden, um eine bessere Ausstoßvorhersage zu erreichen. K ist ein Eingangsparameter, der ein Maß für die Wahrscheinlichkeit angibt, daß wenigstens AUSSTOß aus INANGRIFFNAHMEN für jeden Produkttyp produziert wird. Aus den vorhergehenden Erläuterungen ist zu erkennen, daß höhere K- oder Wahrscheinlichkeitswerte zu einer Produktion ausreichender Menge führen, um mit größerer Häufigkeit die Kundennachfrage zu erfüllen. Jedoch kann ein größerer Lagerbestand produziert werden, da mehr Lose durch Nachfrage in Angriff genommen werden.
Der erwartete Ausstoß für jeden Bauelementtyp 82-84 unterliegt Nachfragezwangsbedingungen 85 und Zwangsbedingungen bezüglich des Vorziehens 86, um Fehlmengenkosten (Push Cost) und Kosten vorgezogener Produktion (Pull Cost) pro Bauelement 87 bzw. 88 zu berechnen. Die Fehlmengenkosten (Push Cost) 87 sind definiert als Kosten, die daraus resultieren, daß Kundennachfrage nicht bedient wird, und die Kosten vorgezogener Produktion (Pull Cost) 88 sind als Kosten des Produzierens von Bestellungen im voraus definiert. Demgemäß empfangen die Nachfragezwangsbedingungen 85 und die Zwangsbedingungen bezüglich des Vorziehens Eingaben von der Kundennachfrage 74. Es gibt bekannte Formeln zur Berechnung der Fehlmengenkosten und der Kosten vorgezogener Produktion und diese werden hier nicht weiter diskutiert.
Die Fehlmengenkosten pro Bauelement 89-91 und die Kosten vorgezogener Produktion pro Bauelement 92-94 werden unabhängig voneinander durch Summationszwangsbedingungen 95 und 96 aufsummiert, um die gesamten Fehlmengenkosten 97 und die gesamten Kosten vorgezogener Produktion 98 des Plans zu berechnen. Die gesamten Fehlmengenkosten 97 und die gesamten Kosten vorgezogener Produktion 98 werden wiederum durch eine dritte Summationszwangsbedingung 99 summiert, um die Gesamtkosten 100 des Plans zu liefern.
Wie oben beschrieben liefern die gesamten Plankosten 100 ein Maß für die Güte des Plans. Wenn ein Operator einen Plan vorschlägt, der am wenigsten kostet und unter allen übrigbleibenden Operatoren die geringste Menge an Arbeitseinsatz hinzufügt und keine durchführbaren Kinderoperatoren in dem Suchbaum liefert, dann ist der durch den Operator vorgeschlagene Plan der Lösungsplan.

Merkmale der bevorzugten Ausführungsform

Verschiedene wichtige Merkmale der bevorzugten Ausführungsform werden nachfolgend zusammengefaßt.
Es geht um eine Vorrichtung zur Produktionsplanung in einer Produktionsanlage, die Mengen wenigstens eines Produkttyps herstellt, um die Kundennachfrage zu befriedigen, wobei die Vorrichtung Mittel zur Bestimmung eines Produktionsplans, der Mengen und Typen der herzustellenden Produkte umfaßt, Mittel zum Erzeugen der Kapazität der Fabrik, um die bestimmten Mengen und Produkttypen zu erzeugen, Mittel zum Berechnen der maximalen Fabrikkapazität, Mittel zum Vergleichen der berechneten Produktionskapazität mit der maximalen Fabrikkapazität, Mittel zur Berechnung der Kosten zur Produktion der bestimmten Mengen und Typen der Produkte pro zusätzlicher Einsatzeinheit für eine berechnete Produktionskapazität, die kleiner oder gleich der maximalen Fabrikkapazität ist, und Mittel zum Auswählen eines Produktionsplans umfaßt, der die kleinsten Kosten pro zusätzlicher Einsatzeinheit umfaßt. Eine solche Vorrichtung kann Mittel zum Empfangen der von den Kunden nachgefragten Mengen und Typen der Produkte und Mittel zum Berechnen einer Zwangsbedingung für einen möglichen Überschuß umfassen, die die Mengen und Typen der Produkte beschreibt, von denen erwartet wird, daß sie große Überschüsse im Vergleich zur Kundennachfrage liefern. Ferner berechnet dieses Kostenberechnungsmittel die Produktionskosten. Ferner berechnet dieses Kostenberechnungsmittel die Produktionskosten für die bestimmten Mengen und Typen von Produkten, die keine großen Überschüsse erzeugen, im Vergleich zu der Überschuß-Durchführbarkeitszwangbedingung. Das Kapazitätsberechnungsmittel kann darüber hinaus Mittel zum Modellieren der Maschinenkapazität in der Produktionsanlage und Mittel zum Berechnen des für die Mengen und Typen der Produkte erforderlichen Maschineneinsatzes umfassen, die das Maschinenkapazitätsmodell verwenden. Ferner kann das Kapazitätsberechnungsmittel darüber hinaus Mittel zum Speichern und Bereitstellen von Maschinenverfügbarkeitsdaten, Mittel zum Speichern und Bereitstellen der Anzahl der Betriebsstunden der Produktionsanlage, Mittel zum Berechnen der Arbeitsbelastung durch sich in Arbeit befindender Produkte und Mittel zum Berechnen des maximalen Maschineneinsatzes für jede Maschine ausgehend von den Maschinenverfügbarkeitsdaten, der Anzahl der Betriebsstunden und dem Arbeitsauslastungsgrad aufgrund sich in Arbeit befindender Produkte umfassen. Das Kostenberechnungsmittel kann außerdem Mittel zum Berechnen der Fehlmengenkosten, die sich dadurch ergeben, daß nicht genügend Einheiten produziert werden, um die Kundennachfrage zu befriedigen, und Mittel zum Berechnen der Kosten vorgezogener Produktion umfassen, die sich daraus ergeben, daß vor dem planmäßigen Liefertermin produziert wird. Solche Kostenberechnungsmittel können außerdem Mittel zum Aufsummieren der Fehlmengenkosten und der Kosten vorgezogener Produktion umfassen, um die gesamten Plankosten zu bestimmen. Außerdem kann die obige Produktionsplanungsvorrichtung, bei der die Produktionsanlage Einheiten mit einer vorherbestimmten Produktstückzahl und Teileinheiten mit einer davon abweichenden vorherbestimmten Produktstückzahl herstellt, darüber hinaus Mittel zum Berechnen der Anzahl der von jedem Produkt herzustellenden Einheiten, Mittel zum Berechnen der von jedem Produkt herzustellenden Teileinheiten, Mittel zum Bestimmen der Durchführ barkeit des Herstellens der berechneten Anzahl der Einheiten und Teileinheiten und Kostenberechnungsmittel umfassen, die die Kosten für die Herstellung der berechneten durchführbaren Anzahl der Einheiten und Teileinheiten berechnen.
Ein Verfahren zur Aufstellung eines Produktionsplans für eine Produktionsanlage umfaßt die Schritte des Initialisierens des Produktionsplans, des Erzeugens mehrerer Vorschläge zur Modifikation des Produktionsplans, der Formulierung wenigstens einer Zwangsbedingung, der Anwendung der wenigstens einen Zwangsbedingung auf den durch jeden der möglichen Vorschläge modifizierten Produktionsplan, Verwerfen der Vorschläge, die einen Produktionsplan liefern, der die Zwangsbedingungen verletzt, Berechnen der Kosten des Implementierens des durch jeden der übrigbleibenden Vorschläge modifizierten Produktionsplans, Auswählen eines Vorschlags, der zu einem Produktionsplan führt, der die geringsten berechneten Kosten aufweist, Wiederholen aller dieser Schritte, bis keine Vorschläge nach dem Schritt des Verwerfens übrigbleiben und Bereitstellen des aktuellen Produktionsplan als Lösungsproduktionsplan. Die Schritte des Formulierens und Anwendens der Zwangsbedingungen können den Schritt des Formulierens und Anwendens einer Zwangsbedingung für die Produktionskapazität der Produktionsanlage auf den theoretischen Plan umfassen, wobei die Produktionsanlage wenigstens eine Maschine aufweisen kann und der Kapazitätszwangsbedingungsformulierungsschritt darüber hinaus die Schritte des Speicherns und Bereitstellens der Verfügbarkeit jeder Maschine, des Kontrollierens der Arbeitsbelastung aufgrund sich in Arbeit befindender Produkte, des Speicherns und Vorsehens der Anzahl der Betriebsstunden der Produktionsanlage und des Empfangens der Maschinenverfügbarkeit, der sich in Arbeit befindender Produkte und der Betriebsstunden und das Berechnen des maximalen Grades des Einsatzes der Maschine umfaßt. Ferner kann der Schritt des Formulierens der Kapazitätszwangsbedingung die Schritte des Speicherns und Bereitstellens des Grades des Einsatzes jeder Maschine und des Empfangens des Maschineneinsatzes und des Berechnens des Grades des aktuellen Einsatzes jeder Maschine daraus umfassen. Ein solcher Schritt zum Formulieren der Kapazi tätszwangsbedingung kann darüber hinaus den Schritt des Formulierens der Produktionskapazität der Produktionsanlage ausgehend von dem maximalen Einsatz jeder Maschine und dem aktuellen Einsatz jeder Maschine umfassen. Darüber hinaus können die Schritte des Formulierens und des Anwendens der Zwangsbedingungen die Schritte des Formulierens und Anwendens einer Zwangsbedingung umfassen, die die Überschußmenge beschreibt, die von der Produktionsanlage hergestellt werden darf, wobei die Produktionsanlage wenigstens einen Produkttyp herstellt, und wobei der Schritt des Formulierens der Zwangsbedingung für möglichen Überschuß darüber hinaus außerdem das Berechnen des erwarteten Überschusses für jeden Produkttyp aus dem theoretischen Produktionsplan und das Formulieren der Zwangsbedingung für möglichen Überschuß aus dem berechneten erwarteten Überschuß umfaßt. Darüber hinaus produziert die Produktionsanlage in aus einer festgelegten Anzahl bestehenden Einheiten und außerdem in Teileinheiten, die aus einer Anzahl bestehen, die kleiner als die festgelegte Anzahl ist, wobei die Schritte des Formulierens und Anwendens der oben beschriebenen Verfahren die Schritte des Formulierens und Anwendens einer Zwangsbedingung umfassen, die die Anzahl der Teilproduktionseinheiten beschreibt, die von der Produktionsanlage in Angriff genommen werden dürfen. Der Schritt des Formulierens der Zwangsbedingung für mögliche Teileinheiten kann die Schritte des Berechnens der gemäß dem theoretischen Produktionsplan notwendigerweise in Angriff zu nehmenden Anzahl der Einheiten, das Berechnen der gemäß dem theoretischen Produktionsplan notwendigerweise in Angriff zu nehmenden Anzahl der Teileinheiten und das Formulieren der Zwangsbedingung für mögliche Teileinheiten ausgehend von der berechneten Anzahl der Einheiten und Teileinheiten, die für den theoretischen Produktionsplan erforderlich sind, umfassen. Schließlich stellt die Produktionsanlage wenigstens einen Produkttyp her, wobei die Schritte des Berechnens der Kostenfunktion die Schritte des Berechnens eines erwarteten Ausstoßes für jeden Produkttyp, das Empfangen der Kundennachfrage, das Berechnen der Fehlmengenkosten für jeden Produkttyp aus dem berechneten erwarteten Ausstoß und der empfangenen Kundennachfrage, das Berechnen der Kosten vorgezogener Produktion für jeden Produkttyp aus dem berechneten erwarteten Ausstoß und der empfangenen Kundennachfrage und das Berechnen einer Kostenfunktion des Produktionsplans aus den berechneten Fehlmengenkosten und den berechneten Kosten vorgezogener Produktion umfassen kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand einer Produktionsanlage für Halbleiterwafer beschrieben wurde, ist das auf Zwangsbedingungen basierende Modell in Verbindung mit dem heuristischen Suchalgorithmus, wie sie durch die Lehre der vorliegenden Erfindung dargestellt werden, auch auf andere Produktionsumgebungen anwendbar.

Claims

1. Vorrichtung zur Produktionsplanung in einer Produktionsanlage mit

Mitteln zum Erzeugen mehrerer theoretischer Pläne und

einem auf Zwangsbedingungen basierenden Modell, um einen der theoretischen Produktionspläne zu empfangen und wenigstens eine Zwangsbedingung darauf anzuwenden; gekennzeichnet durch

Mittel zum Berechnen einer Funktion der Plankosten pro zusätzlicher Einsatzeinheit für den theoretischen Produktionsplan; und

heuristisch arbeitenden Mitteln, um unter den mehreren theoretischen Plänen einen durchführbaren Produktionsplan zu suchen, der die angewendete Zwangsbedingung nicht verletzt und den kleinsten berechneten Funktionswert der Plankosten pro zusätzlicher Einsatzeinheit aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das auf Zwangsbedingungen basierende Modell auf jeden theoretischen Produktionsplan mehrere Zwangsbedingungen anwendet und das heuristisch arbeitende Mittel so ausgebildet ist, daß es nach einem durchführbaren Plan sucht, der keine der mehreren Zwangsbedingungen verletzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das auf Zwangsbedingungen basierende Modell Mittel zum Anwenden einer Zwangsbedingung für die Produktionskapazität der Produktionsanlage auf den theoretischen Plan umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei dem die Produktionsanlage wenigstens eine Maschine aufweist und das Mittel zum Anwenden einer Kapazitätszwangsbedingung Mittel zum Speichern und Bereitstellen der Verfügbarkeit jeder Maschine;

Mittel zum Kontrollieren der Menge sich in Arbeit befindender Produkte;

Mittel zum Speichern und Bereitstellen der Anzahl der Betriebsstunden der Produktionsanlage; und

Mittel zum Empfangen der Maschinenverfügbarkeit, der sich in Arbeit befindenden Produkte und der Betriebsstunden umfaßt, die den maximalen Grad des Einsatzes der Maschine berechnen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Mittel zum Anwenden der Kapazitätszwangsbedingung

Mittel zum Speichern und Bereitstellen des Grades des Einsatzes jeder Maschine; und

Mittel umfaßt, die den Maschineneinsatz empfangen und daraus den Grad des aktuellen Einsatzes jeder Maschine berechnen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Mittel zum Anwenden der Kapazitätszwangsbedingung darüber hinaus Mittel umfaßt, die ausgehend von dem maximalen Einsatz jeder Maschine und dem aktuellen Einsatz jeder Maschine die Produktionskapazität der Produktionsanlage formulieren.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das auf Zwangsbedingungen basierende Modell Mittel zum Anwenden einer Zwangsbedingung umfaßt, die die Überschußmenge beschreibt, die von der Produktionsanlage hergestellt werden darf.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Produktionsanlage wenigstens einen Produkttyp herstellt und das Mittel zum Anwenden der Zwangsbedingung für möglichen Überschuß darüber hinaus

Mittel zum Berechnen des für jeden Produkttyp erwarteten Überschusses für den theoretischen Produktionsplan; und Mittel zum Formulieren der Zwangsbedingung für möglichen Überschuß ausgehend von dem berechneten erwarteten Überschuß umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, beider die Produktionsanlage in aus einer festgelegten Anzahl bestehenden Einheiten und außerdem in Teileinheiten produziert, die aus einer Anzahl bestehen, die kleiner als die festgelegte Anzahl ist, wobei das auf Zwangsbedingungen basierende Modell Mittel zum Anwenden einer Zwangsbedingung umfaßt, die die Anzahl der Teilproduktionseinheiten beschreibt, die von der Produktionsanlage in Angriff genommen werden dürfen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Mittel zum Anwenden einer Zwangsbedingung für mögliche Teileinheiten

Mittel zum Berechnen der Anzahl der Einheiten, die für den theoretischen Produktionsplan erforderlich sind;

Mittel zum Berechnen der Anzahl der Teileinheiten, die für den theoretischen Produktionsplan erforderlich sind; und

Mittel zum Formulieren der Zwangsbedingung für die möglichen Teileinheiten ausgehend von der berechneten Anzahl an Einheiten und Teileinheiten, die für den theoretischen Produktionsplan erforderlich sind, umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Produktionsanlage wenigstens einen Produkttyp herstellt, und bei der das Mittel zum Berechnen der Kostenfunktion

Mittel zum Berechnen eines erwarteten Ausstoßes für jeden Produkttyp;

Mittel zum Empfangen der Kundennachfrage;

Mittel zum Berechnen der Fehlmengenkosten für jeden Produkttyp aus dem berechneten erwarteten Ausstoß und der empfangenen Kundennachfrage;

Mittel zum Berechnen der Kosten vorgezogener Produktion für jeden Produkttyp aus dem berechneten erwarteten Ausstoß und der empfangenen Kundennachfrage; und

Mittel zum Berechnen einer Plankostenfunktion des Produktionsplans aus den berechneten Fehlmengenkosten und den berechneten Kosten vorgezogener Produktion umfaßt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Mittel zum Erzeugen des theoretischen Produktionsplans

Mittel zum Modifizieren eines theoretischen Plans und zum Erzeugen mehrerer theoretischer Ablegerpläne umfaßt;

wobei ein Baum aufgebaut wird, dessen Wurzelknoten der theoretische Produktionsplan ist, wobei die mehreren theoretischen Ablegerproduktionspläne die Blattknoten sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei dem das heuristisch suchende Mittel

Mittel zum Verwerfen eines Blattknotens, der aus einem theoretischen Ablegerproduktionsplan besteht, der gegen eine der angewendeten Zwangsbedingungen verstößt,

Mittel zum Auswählen eines theoretischen Produktionsplans aus den übrigen Blattknoten, der die geringsten Plankosten verursacht; und

Mittel zum Liefern eines Lösungsproduktionsplans umfaßt, deren Ablegerproduktionspläne sämtlichst eine der angewendeten Zwangsbedingungen verletzen.

14. Verfahren zur Produktionsplanung in einer Produktionsanlage mit den folgenden Schritten:

Erzeugen mehrerer theoretischer Pläne; und

Empfangen eines der theoretischen Produktionspläne, wobei mehrere Zwangsbedingungen für den empfangenen theoretischen Plan formuliert und auf diesen angewendet werden; gekennzeichnet durch die Schritte:

Berechnen einer Funktion der Plankosten geteilt durch die zusätzliche Arbeitseinheit für den theoretischen Produktionsplan; und

Suchen unter den mehreren theoretischen Plänen nach einem durchführbaren Produktionsplan, der die angewendeten Zwangsbedingungen nicht verletzt und den kleinsten berechneten Funktionswert der Plankosten pro zusätzlicher Einsatzeinheit aufweist, wobei ein heuristisches Suchverfahren verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Schritt des Formulierens und Anwendens der Zwangsbedingungen den Schritt des Formulierens und Anwendens einer Zwangsbedingung für die Produktionskapazität der Produktionsanlage für bzw. auf den theoretischen Plan umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Produktionsanlage wenigstens eine Maschine aufweist und der Schritt des Formulierens der Kapazitätszwangsbedingung darüber hinaus die Schritte

Speichern und Bereitstellen der Verfügbarkeit jeder Maschine;

Speichern und Bereitstellen der Menge sich in Arbeit befindender Produkte;

Speichern und Bereitstellen der Anzahl der Betriebsstunden der Produktionsanlage;

Empfangen der Maschinenverfügbarkeit, der sich in Arbeit befindender Produkte und der Betriebsstunden, und Berechnen des maximalen Grades des Einsatzes der Maschine umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Formulierens der Kapazitätszwangsbedingung die Schritte

Speichern und Bereitstellen des Grades des Einsatzes jeder Maschine; und

Empfangen des Maschineneinsatzes und daraus Berechnen des Grades des aktuellen Einsatzes jeder Maschine umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Schritt des Formulierens der Kapazitätszwangsbedingung darüber hinaus den Schritt des Formulierens der Produktionskapazität der Produktionsanlage ausgehend von dem maximalen Einsatz jeder Maschine und dem aktuellen Einsatz jeder Maschine umfaßt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei dem der Schritt des Formulierens und Anwendens der Zwangsbedingungen den Schritt des Formulierens und Anwendens einer Zwangsbedingung umfaßt, die die Überschußmenge beschreibt, die von der Produktionsanlage hergestellt werden darf.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Produktionsanlage wenigstens einen Produkttyp herstellt, und der Schritt des Anwendens der Zwangsbedingung für möglichen Überschuß darüber hinaus das

Berechnen des für jeden Produkttyp erwarteten Überschusses für den theoretischen Produktionsplan; und

das Formulieren der Zwangsbedingung für möglichen Überschuß ausgehend von dem berechneten erwarteten Überschuß umfaßt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, bei dem die Produktionsanlage in aus einer festgelegten Anzahl bestehenden Einheiten und außerdem in Teileinheiten produziert, die aus einer Anzahl bestehen, die kleiner als die festgelegte Anzahl ist, wobei der Schritt des Formulierens und Anwendens von Zwangsbedingungen den Schritt des Formulierens und Anwendens einer Zwangsbedingung umfaßt, die die Anzahl der Teilproduktionseinheiten beschreibt, die von der Produktionsanlage in Angriff genommen werden dürfen.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Schritt des Formulierens der Zwangsbedingung für mögliche Teileinheiten die Schritte

Berechnen der Anzahl der Einheiten, die für den theoretischen Produktionsplan erforderlich sind;

Berechnen der Anzahl der Teileinheiten, die für den theoretischen Produktionsplan erforderlich sind; und

Formulieren der Zwangsbedingung für die möglichen Teileinheiten ausgehend von der berechneten Anzahl an Einheiten und Teileinheiten, die für den theoretischen Produktionsplan erforderlich sind, umfaßt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, bei dem die Produktionsanlage wenigstens einen Produkttyp herstellt und der Schritt des Berechnens der Kostenfunktion die Schritte

Berechnen des erwarteten Ausstoßes für jeden Produkttyp;

Empfangen der Kundennachfrage;

Berechnen der Fehlmengenkosten für jeden Produkttyp aus dem berechneten erwarteten Ausstoß und der empfangenen Kundennachfrage;

Berechnen der Kosten vorgezogener Produktion für jeden Produkttyp aus dem erwarteten Ausstoß und der empfangenen Kundennachfrage; und

Berechnen einer Kostenfunktion des Produktionsplans aus den berechneten Fehlmengenkosten und den berechneten Kosten vorgezogener Produktion umfaßt.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, bei dem der Schritt des Erzeugens des theoretischen Produktionsplans die Schritte

Modifizieren eines theoretischen Produktionsplans und Erzeugen mehrerer theoretischer Ablegerproduktionspläne; und

Aufbauen eines Baumes, dessen Wurzelknoten der theoretische Produktionsplan ist und dessen Blattknoten die mehreren theoretischen Ablegerproduktionspläne sind, umfaßt.

25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem der Schritt des Suchens die Schritte

Verwerfen jedes Blattknotens, der aus einem theoretischen Ablegerproduktionsplan besteht, der gegen eine der angewendeten Zwangsbedingungen verstößt;

Auswählen eines theoretischen Produktionsplans aus den übrigen Blattknoten, der den kleinsten berechneten Wert der Plankostenfunktion aufweist;

Modifizieren des ausgewählten Produktionsplans, um mehrere weitere theoretische Ablegerproduktionspläne zu erzeugen;

Wiederholen der obigen Schritte bis alle Ablegerproduktionspläne eines ausgewählten Produktionsplans gegen eine Zwangsbedingung verstoßen; und

Bereitstellen des letzten ausgewählten Produktionsplans als Lösungsproduktionsplan.