Swarm Intelligence als Strategie zur Lösung reaktiver Planungsprobleme in Wertschöpfungsketten

Die Planung in Wertschöpfungsketten hat als Ziel die Bereitstellung der richtigen Ware im richtigen Zustand, zur richtigen Zeit, am richtigen Ort unter den zu berücksichtigenden Kriterien wie z. B. der Kosten-, Zeit- und Qualitätsoptimierung. Dazu sind unternehmensübergreifend Material- und Informationsflüsse entlang den einzelnen Schritten der Wertschöpfung von der Beschaffung der Rohmaterialien über die verschiedenen Stufen der Produktion und Distribution bis zur Auslieferung der Endprodukte zu koordinieren und zu synchronisieren. Aufgrund der Dynamik innerhalb der unternehmensübergreifenden Wertschöpfungskette sind die zur Wertschöpfung erstellten Pläne kontinuierlich an die veränderten Planungsbedingungen anzupassen. Hierbei sind neben der durch Ereignisse verursachten Dynamik in der Planungsumgebung ebenso Änderungen an den Kriterien der Zielsetzung zu berücksichtigen. Dadurch steigen die Anforderungen an die zugrunde liegenden Planungsstrategien erheblich. Bestehende Verfahren sind wesentlich gekennzeichnet durch ihre Inflexibilität gegenüber Änderungen im Planungsumfeld und an den mit dem Planungsanlass verbundenen Zielsetzungen, so dass sie sich nur schwer an dynamische Umgebungen wie Wertschöpfungsketten anpassen lassen. Diese Arbeit stellt einen Ansatz vor, der die Fähigkeiten von Schwärmen als schwarmbasierende Multi-Agenten Systeme zur Erreichung der mit der Planung in dynamischen Planungsumgebungen verbundenen Zielsetzungen nutzt. Dazu werden das Konzept der synthetischen Umwelt zur Abbildung der Planungsumgebung entwickelt und in ihr die Stigmergie als grundlegendes Konzept zur Koordination einer großen Anzahl von Individuen eingesetzt. Dies ermöglicht, die Eigenschaften Flexibilität, Robustheit und Selbstorganisation durch die Wechselwirkung zwischen dem Verhalten des Individuums und der aktuellen Konfiguration seiner Umwelt zu erreichen. Neben Verfahren zur Bewertung ereignisbedingter Störungen werden naturanaloge Ansätze zur Ausbreitung der mit ihnen auftretenden Informationen vorgestellt, um den Zielsetzungen der reaktiven Planung zu entsprechen. In einem prototypischen System werden diese Ansätze realisiert und evaluiert.