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D I S S E R TAT I O N E N
STUDIUM UND LEHRE
VERÖFFENTLICHUNGEN
Dissertationen
Dynamische Lieferzeit-Preisgestaltung in variantenreicher Produktion – Ein adaptiver Ansatz mithilfe von
Reinforcement Learning
Ziel des Vorhabens
Vorgehensweise
Das Wertschöpfungsnetzwerk ist heute zur dominierenden Wertschöpfungsstruktur im Bereich der
Produktion geworden. Für produzierende Unternehmen in solchen Netzwerken ist das Auftragsmanagement eine zentrale Aufgabe, die sich in
einem Umfeld wachsender Herausforderungen
befindet: Zum einen setzen kürzere Produktlebenszyklen und zunehmende Individualisierung
die Unternehmen unter Druck. In diesem Zusammenhang hat die variantenreiche Produktion an
Bedeutung gewonnen. Andererseits steigen die
Wahrscheinlichkeit und die Auswirkungen von
Störungen, insbesondere in Netzwerken, was die
Leistungsfähigkeit von Produktionssystemen herausfordert.
Um die aufgestellten Hypothesen zu untersuchen,
wird in dieser Arbeit eine Methodik zur dynamischen Lieferzeit-Preisgestaltung für die variantenreiche Produktion entwickelt. In einem ersten
Schritt werden Leistungskennzahlen und eine Zielfunktion festgelegt. In einem zweiten Schritt wird
ein Actor Critic Reinforcement-Learning-Verfahren
als Grundlage für ein Lösungsmodell motiviert. Für
das Training und das spätere Testen des resultierenden Lernagenten wird ein Simulationsmodell
als Umgebung entwickelt und ein Verfahren zur
Durchführung und Auswertung der Experimente
ausgearbeitet.
Ein vielversprechender Ansatz in diesem Zusammenhang ist die Verwendung einer dynamischen
Lieferzeit-Preisgestaltung über eine kontinuierliche
Preis-Lieferzeit-Funktion. Durch den Einsatz einer
dynamischen Lieferzeit-Preisgestaltung könnte es
möglich sein, die Nachfrage im Netz mit den Fähigkeiten des Produktionssystems in Einklang zu bringen. Die Idee ist, Nachfragespitzen zu verschieben
und die Kunden entsprechend ihrer individuellen
Präferenzen zu beliefern. Auf diese Weise kann
der Gesamtgewinn gesteigert werden, obwohl die
Kapazitäten konstant bleiben.
Der Ansatz wurde im Rahmen der BMBF-Forschungsprojekte ReKoNeT und BaSys4SupplyQ diskutiert und angewendet. Die entwickelte Software
ist quelloffene und frei verfügbar. Die Ergebnisse
aus zwei Anwendungsfällen zeigen, dass der Ansatz in der Lage ist, bei gleicher Kapazität deutlich
höhere Gewinne zu erzielen und Nachfragespitzen
in gewissem Umfang zu glätten. Gleichzeitig zeigen die Ergebnisse, dass das Einsparen von Kapazitäten keine dominante Strategie zu sein scheint.
Dies spiegelt die anwendungsspezifische Berücksichtigung verschiedener Ziele wie Service, Kapazitätskosten und Marge wider.
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Autor:
Dr.-Ing. Florian Stamer
Telefon: +49 1523 950 2618
florian.stamer@kit.edu
Ergebnisse
Vielversprechender Ansatz: Verwendung einer dynamischen Lieferzeit-Preisgestaltung (Fotos: Adobe Stock)
Institut für Produktionstechnik Jahresbericht 2022
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