Evaluation von Schedulingproblemen für die Projektplanung von Großprojekten am Beispiel des kerntechnischen Rückbaus

Die Größenordnungen des flächendeckenden kerntechnischen Rückbaus sind, bezüglich der Kosten und der Projektlaufzeiten, selbst mit den prominentesten Beispielen von Großprojekten kaum zu vergleichen. Die Rückbaukosten eines Reaktors werden auf mehrere hundert Millionen Euro geschätzt und die Fertigstellungsdauer auf mehr als ein Jahrzehnt veranschlagt. Die in der Hochzeit der Nuklearenergie der 1970er Jahre erbauten Kernkraftwerke veralten zunehmend. Der hierdurch in zunehmendem Umfang notwendig werdende Rückbau von Kernkraftwerken stellt vielerlei Herausforderungen an dessen Planung und Durchführung.
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Diese Studie beschäftigt sich mit der Planung dieser Großprojekte. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Planungsproblem zu formulieren, das die Herausforderungen des kerntechnischen Rückbaus adäquat bewältigt. Hierfür werden zunächst die Anforderungen eines kerntechnischen Rückbauprojekts an ein Planungsproblem erarbeitet. Anschließend werden mögliche Schedulingprobleme eingeführt und anhand ihres Verhaltens und ihrer Eigenschaften vergleichend erläutert. Einzelne Schedulingprobleme sowie mögliche Erweiterungen beziehungsweise Verallgemeinerungen werden detailliert betrachtet.
Aus den vorgestellten Problemen und Erweiterungen wird, auf Basis der spezifischen Anforderungen des kerntechnischen Rückbaus, ein Multi-mode Resource Investment Problem with Tardiness Penalty ausgewählt. Entsprechend der Rückbauanforderungen werden außerdem individuelle Anpassungen der Problemformulierung durchgeführt, sodass ein Schedulingproblem entwickelt wurde, das als „Multi-mode Resource Investment Problem unter Betrachtung von allgemeinen Vorgangsbeziehungen und Restbetriebskosten“ bezeichnet werden kann.

The magnitude of widespread nuclear decommissioning and dismantling, regarding deconstruction costs and project duration, exceeds even most of the prominent large-scale projects. The deconstruction costs of one reactor are estimated at several hundred million Euros and the dismantling period for more than a decade. The nuclear power plants built in the 1970s are coming closer to the end of their planned operating lifespan. Therefore, the decommissioning and dismantling of nuclear facilities, which is posing a multitude of challenges to planning and implementation, is becoming more and more relevant.
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This study describes planning methods for large-scale projects. The goal of this paper is to formulate a project planning problem that appropriately copes with the specific challenges of nuclear deconstruction projects. For this purpose, the requirements for appropriate scheduling methods are presented. Furthermore, a variety of possible scheduling problems are introduced and compared by their specifications and their behaviour. A set of particular scheduling problems including possible extensions and generalisations is assessed in detail.
Based on the introduced problems and extensions, a Multi-mode Resource Investment Problem with Tardiness Penalty is chosen to fit the requirements of nuclear facility dismantling. This scheduling problem is then customised and adjusted according to the specific challenges of nuclear deconstruction projects. It can be called a Multi-mode Resource Investment Problem under the consideration of generalized precedence constraints and post-operational costs.