Methoden des Bestärkenden Lernens Für Die Produktionsablaufplanung.

• Author: Lang, Sebastian.
• Place / Publishing House: Wiesbaden : : Springer Vieweg. in Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH,, 2023.; {copy}2023.
• Year of Publication: 2023
• Edition: 1st ed.
• Language: German
• Physical Description: 1 online resource (314 pages)

Table of Contents

Intro -- Danksagung -- Kurzfassung -- Inhaltsverzeichnis -- Abbildungsverzeichnis -- Tabellenverzeichnis -- Abkürzungsverzeichnis -- Mathematische Notation -- Für Probleme der Produktionsablaufplanung -- Für gradientenabhängiges bestärkendes Lernen -- Für gradientenfreies bestärkendes Lernen -- Statistische Kenngrößen -- 1 Einleitung -- 1.1 Motivation und Problemstellung -- 1.2 Zielstellung der Arbeit und Forschungsfragen -- 1.3 Forschungsmethodik und Aufbau der Arbeit -- 2 Grundlagen der Produktionsablaufplanung -- 2.1 Begriffsbestimmung und thematische Abgrenzung -- 2.2 Prozess der Produktionsablaufplanung -- 2.3 Mathematische Optimierung der Produktionsablaufplanung -- 2.3.1 Mathematische Formalisierung -- 2.3.2 Modellbildung -- 2.3.3 Konventionelle Lösungsverfahren -- 3 Grundlagen des Bestärkenden Lernens -- 3.1 Einordnung in die künstliche Intelligenz und in das maschinelle Lernen -- 3.1.1 Überwachtes Lernen als angrenzendes Paradigma -- 3.1.2 Unüberwachten Lernens als angrenzendes Paradigma -- 3.2 Grundprinzip und Taxonomie des bestärkenden Lernens -- 3.3 Gradientenabhängiges bestärkendes Lernen -- 3.3.1 Markov-Entscheidungsproblem -- 3.3.2 Nutzenfunktion -- 3.3.3 Aktionsnutzen-bewertende Verfahren -- 3.3.4 Entscheidungspolitik-approximierende Verfahren -- 3.3.5 Actor-Critic-Verfahren -- 3.4 Gradientenfreies bestärkendes Lernen -- 3.4.1 Modellsuchende und parameteroptimierende Verfahren -- 3.4.2 Hybride Verfahren - NeuroEvolution of Augmenting Topologies -- 4 Stand der Wissenschaft und Technik: Bestärkendes Lernen in der Produktionsablaufplanung -- 4.1 Gradientenabhängige Verfahren für die Produktionsablaufplanung -- 4.1.1 Agentenbasierte Auswahl von Prioritätsregeln -- 4.1.2 Agentenbasierte Ressourcenbelegungsplanung -- 4.1.3 Agentenbasierte Reihenfolgeplanung -- 4.1.4 Agentenbasierte Losbildung.

4.1.5 Agentenbasiertes Reparieren von ungültigen Ablaufplänen -- 4.2 Gradientenfreie Verfahren für die Ablaufplanung im Allgemeinen -- 4.2.1 Einsatz der Kreuzentropie-Methode in der Ablaufplanung -- 4.2.2 Einsatz von Bayes'scher Optimierung in der Ablaufplanung -- 4.2.3 Einsatz von Neuro-Evolution in der Ablaufplanung -- 4.3 Zusammenfassung und Diskussion der Forschungslücke -- 5 Eine Methode zum Einsatz von bestärkenden Lernverfahren für die Produktionsablaufplanung -- 5.1 Ausgangssituation, Problemstellung und Anforderungsdefinition -- 5.2 Von der Produktionsablaufplanung zur agentenbasierten Produktionsablaufsteuerung - Prozessmodell und Funktionsprinzip -- 5.2.1 Agentenbasierte Ressourcenbelegungsplanung -- 5.2.2 Agentenbasierte Reihenfolgeplanung und Losbildung -- 5.3 Projektierung und Entwicklung von agentenbasierten Produktionsablaufsteuerungen -- 5.3.1 Entwurf von Agentenumgebungen -- 5.3.2 Definition von maschinellen Lernaufgaben und Gestaltung von Agenten -- 5.3.3 Integration und Inbetriebnahme von Agenten und Agentenumgebungen -- 5.3.4 Auswahl und Implementierung von bestärkenden Lernverfahren -- 5.3.5 Gestaltung von Belohnungsfunktionen -- 5.3.6 Training von Agenten -- 5.4 Zusammenfassung der Methode -- 6 Evaluation der entwickelten Methode -- 6.1 Flexible-Job-Shop-Problem mit flexibler Operationsplanung -- 6.1.1 Problembeschreibung -- 6.1.2 Anwendung des DQN-Algorithmus zur Lösung des Problems -- 6.1.3 Diskussion der Ergebnisse -- 6.1.4 Erweiterung des Problems um einen dynamischen Auftragshorizont -- 6.2 Dynamisches Parallel-Maschinen-Problem mit familienabhängigen Rüstzeiten und ressourcenabhängigen Bearbeitungsgeschwindigkeiten -- 6.2.1 Problembeschreibung -- 6.2.2 Anwendung des PPO-Algorithmus zur Lösung des Problems -- 6.2.3 Diskussion der Ergebnisse -- 6.3 Zweistufiges Hybrid-Flow-Shop-Problem mit familienabhängigen Rüstzeiten.

6.3.1 Problembeschreibung -- 6.3.2 Anwendung des A2C-Algorithmus zur Lösung des Problems -- 6.3.3 Anwendung des NEAT-Algorithmus zur Lösung des Problems -- 6.3.4 Vergleich mit anderen Lösungsverfahren -- 7 Schlussbetrachtung -- 7.1 Zusammenfassung und Diskussion -- 7.2 Ausblick -- Literaturverzeichnis.