Themenfeld B.2: Mehrzielentscheidungsunterstützung für die hierarchische Produktionsplanung in Recyclingkaskaden

Da Entscheidungsmodelle mit mehreren Zielsetzungen die Realität oftmals besser beschreiben als die allein an einer einzelnen Zielsetzung orientierten Entscheidungsmodelle, wurden zahlreiche Ansätze zur multikriteriellen Entscheidungsunterstützung entwickelt, die oft speziell auf konkrete Problemstellungen zugeschnitten sind. Mehrzielentscheidungsmodelle werden grundsätzlich in Multi Attribute Decision Making (MADM) für diskrete Alternativen und in Multi Objective Decision Making (MODM) für stetige Lösungsräume unterschieden (Figueira et al., 2005). Um die verschiedenen Zielgrößen bei der Ausgestaltung von innovativen Produktionsprozessen und -netzwerken und für die Beurteilung ihrer Ressourceneffizienz abzubilden, sind MODM-Methoden (Miettinen, 1999; Jahn, 2004) geeignet. Da in den Produktionsnetzwerken sowohl strategische als auch operative Planungsfragen zu beantworten sind, bietet die hierarchische Produktionsplanung einen geeigneten konzeptionellen Rahmen (Kistner, Steven, 1991; Walther, 2005; Walther, 2010). Allerdings sind diese Methoden noch nicht für die operative Planung innovativer Produktionsprozesse und Wertschöpfungsnetzwerke für nachwachsende Rohstoffe angewendet worden.

Daher werden hierarchische Produktionsplanungsmodelle für die Kaskadennutzung der ausgewählten Leitprodukte (vgl. Themenfeld A.4) herangezogen und im Hinblick auf mehrere Zielsetzungen (vgl. Themenfeld C.4) erweitert und implementiert. Aus mathematischer Sicht ist die Entwicklung von Algorithmen (vgl. Themenfeld B.6) zum Auffinden von effizienten Lösungen in vertretbarer Rechenzeit anspruchsvoll, da möglicherweise aus großen Mengen an effizienten Lösungen ein vernünftiges (überschaubares) Repräsentantensystem gewählt werden muss. Dabei kann teilweise auf eigene Vorarbeiten zurückgegriffen werden, wie der simultanen Planung von Biogasanlagen und Wärmenetzen in Bioenergiedörfern (Schmehl et al., 2010), multikriterielle Bewertungen im Energiesektor (Ludwig et al., 2009; Oberschmidt et al., 2010), in Netzwerken im Verkehrsbereich (Ginkel, Schöbel, 2007) sowie im Vergleich der integrierten und der hierarchischen Planung im Verkehrsbereich (Schmidt, Schöbel, 2010). Eine enge methodische Zusammenarbeit mit den Themenfeldern B.1, B.3 und B.6 zur angemessenen Berücksichtigung der Planungsunsicherheit ist essentiell.