| Inhaltsverzeichnis | 7 |
| Abbildungsverzeichnis | 11 |
| Tabellenverzeichnis | 15 |
| Algorithmenverzeichnis | 18 |
| Abkürzungsverzeichnis | 19 |
| 1 Einleitung | 20 |
| 1.1 Gegenstand der Arbeit | 20 |
| 1.2 Gang der Untersuchung | 21 |
| 2 Losgrößen- und Instandhaltungsplanung in der Sachgüterindustrie | 24 |
| 2.1 Grundlagen der Losgrößen- und Instandhaltungsplanung | 24 |
| 2.1.1 Kennzeichnung der Losgrößenplanung innerhalb der Produktionsplanung | 24 |
| 2.1.2 Kennzeichnung der Instandhaltungsplanung | 29 |
| 2.2 Detaillierte Untersuchung eines Anwendungsfalls bei einem Automobilzulieferer | 32 |
| 2.2.1 Vorbemerkung zur Datenerhebung und -darstellung | 32 |
| 2.2.2 Beschreibung des zugrunde liegenden Produkts, des Produktionsprozesses sowie der Losgrößenplanung | 33 |
| 2.2.3 Darstellung der Instandhaltung und Analyse des Ausfallverhaltens des betrachteten Produktionssegments | 38 |
| 2.2.4 Fazit | 43 |
| 2.3 Ausgewählte Entscheidungsmodelle der Losgrößen- und Instandhaltungsplanung | 44 |
| 2.3.1 Einführung zu formal-mathematischen Entscheidungsmodellen | 44 |
| 2.3.2 Grundmodelle der Losgrößenplanung | 44 |
| 2.3.3 Das Proportional Lot-Sizing and Scheduling Problem (PLSP) | 47 |
| 2.3.4 Kombinierte Entscheidungsmodelle der integrierten Losgrößen- und Instandhaltungsplanung | 51 |
| 2.3.5 Kritische Würdigung der bestehenden Ansätze und Definition der Forschungslücke | 55 |
| 3 Entwicklung eines Entscheidungsmodells zur Losgrößenplanung bei industrieller Sachgüterproduktion | 56 |
| 3.1 Generelle Überlegungen und Anforderungen | 56 |
| 3.2 Modellstufe I: Erweiterung des PLSP um Rüstklassen | 62 |
| 3.3 Erweiterung der Modellformulierung um periodenübergreifende Rüstvorgänge | 71 |
| 3.3.1 Flexibilität des Startzeitpunkts eines Rüstvorgangs innerhalb einer Planungsperiode | 71 |
| 3.3.2 Modellstufe II: Mehrperiodige Rüstvorgänge mit beschränkt-flexiblem Startzeitpunkt | 73 |
| 3.3.3 Modellstufe III: Einperiodige Rüstvorgänge mit flexiblem Startzeitpunkt | 79 |
| 3.4 Modellstufe IV: Erweiterung des PLSP um Rüstklassen und mehrperiodige Rüstvorgänge mit flexiblem Startzeitpunkt | 87 |
| 3.4.1 Zusätzliche Notation und Annahmen | 87 |
| 3.4.2 Das Proportional Lot-Sizing and Scheduling Problem with Setup Classes (PLSP-SC) | 91 |
| 3.4.3 Fallbeispiele des PLSP-SC | 97 |
| 4 Erweiterung des Entscheidungsmodells um die integrierte Optimierung der Losgrößen- und Instandhaltungsplanung | 102 |
| 4.1 Generelle Überlegungen und Anforderungen | 102 |
| 4.2 Modellstufe V: Integration der Instandhaltungsmaßnahmen in das PLSP-SC | 105 |
| 4.3 Modellstufe VI: Erweiterung des Entscheidungsmodells um den Rüstverlust bei Instandsetzung | 119 |
| 4.3.1 Zusätzliche Notation und Annahmen | 119 |
| 4.3.2 Das Proportional Lot-Sizing and Scheduling Problem with Setup Classes and Maintenance (PLSP-SC-M) | 126 |
| 4.3.3 Fallbeispiele des PSLP-SC-M | 131 |
| 4.4 Ausblick auf Erweiterungsmöglichkeiten des entwickelten Entscheidungsmodells | 134 |
| 4.5 Abschließendes Fazit | 137 |
| 5 Lösung des Optimierungsproblems zur integrierten Losgrößen- und Instandhaltungsplanung durch eine Fix&Optimize-Heuristik | 138 |
| 5.1 Einführung zu heuristischen Lösungsverfahren | 138 |
| 5.2 Vorstellung der Fix&Optimize-Heuristik | 140 |
| 5.3 Anpassung der Fix&Optimize-Heuristik auf das zugrunde liegende Optimierungsproblem | 145 |
| 5.3.1 Adaption der Dekompositionsstrategien | 145 |
| 5.3.2 Subprobleme und Untermengen | 147 |
| 5.3.3 Erstellen der Startlösung | 149 |
| 5.3.4 Verbesserungsverfahren | 150 |
| 6 Numerische Untersuchungen | 153 |
| 6.1 Numerische Untersuchung des PLSP-SC | 153 |
| 6.1.1 Versuchsaufbau und -durchführung | 153 |
| 6.1.2 Auswertung der Versuche | 157 |
| 6.2 Numerische Untersuchung des PLSP-SC-M | 172 |
| 6.2.1 Versuchsaufbau und -durchführung | 172 |
| 6.2.2 Auswertung der Versuche | 175 |
| 6.3 Numerische Untersuchung des Anwendungsfalls | 184 |
| 6.3.1 Versuchsaufbau und -durchführung | 184 |
| 6.3.2 Auswertung der Versuche | 191 |
| 7 Schlussbemerkungen | 199 |
| 7.1 Zusammenfassung | 199 |
| 7.2 Ausblick | 201 |
| Literaturverzeichnis | 203 |
| Anhang | 212 |
| A Fallbeispiele zu den entwickelten Optimierungsmodellen | 213 |
| A.1 Verwendete Rechenhard- und -software | 213 |
| A.2 Fallbeispiele für das PLSP-SC | 213 |
| A.3 Fallbeispiele für das PLSP-SC-M | 217 |
| B Spezialfall von Produktion und Instandhaltung im PLSP-SC-M | 221 |
| C Details zu den numerischen Untersuchungen | 223 |
| C.1 PLSP-SC | 223 |
| C.1.1 Testmodelle des PLSP-SC | 223 |
| C.1.2 Struktur der Problemklassen | 231 |
| C.1.3 Testinstanzen des PLSP-SC | 234 |
| C.1.4 Berechnung der Ganzzahligkeitslücke der oberen und unteren Schranke sowie Glättung des Kurvenverlaufs | 240 |
| C.1.5 Reduktion der Anzahl von Binärvariablen: Vergleich der Modellvarianten PLSP-SC-?st , PLSP-SC-?ikt und PLSP-SC-?skt | 243 |
| C.1.6 Parameter der Fix&Optimize-Heuristik | 245 |
| C.2 PLSP-SC-M | 247 |
| C.2.1 Testmodell des PLSP-SC-M | 247 |
| C.2.2 Testinstanzen des PLSP-SC-M | 252 |
| C.3 Anwendungsfall | 258 |
| C.3.1 Testmodell für den Anwendungsfall | 258 |
| C.3.2 Testinstanz des Anwendungsfalls | 271 |
| C.3.3 Parameter der Fix&Optimize-Heuristik | 274 |
