Optimierter Ressourceneinsatz in der flexiblen Fertigung: ein neuer Ansatz zur operativen Planung und Steuerung
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 20]
229 |
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Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Ausgangssituation 1
1.2 Zielsetzung 2
1.3 Gliederung der Arbeit 3
2 Flexible Fertigung 5
2.1 Flexible Fertigungssysteme 5
2.1.1 Begriffsklärung und Abgrenzung 6
2.1.2 Aufbau flexibler Fertigungssysteme 7
2.1.3 Produktionsablauf in flexiblen Fertigungssystemen 9
2.2 Wandel der Anforderungen an die Produktionsplanung und Steuerung 11
2.3 Dezentral hierarchische Steuerungsarchitektur 13
2.4 Zusammenfassung 18
3 Operative Planung und Steuerung 19
3.1 Aufgaben der operativen Planung und Steuerung 19
3.2 Ziele der operativen Planung und Steuerung 20
3.2.1 Zeitgrößen als Zielkriterien 21
3.2.2 Auflösung von Zielkonflikten 22
3.2.3 Kostenwirkung der operativen Planung und Steuerung 25
3.2.3.1 Stillstandskosten 25
3.2.3.2 Rüstkosten 26
3.2.3.3 Terminabweichungskosten 27
3.2.3.4 Zwischenlagerungskosten 28
3.2.3.5 Transportkosten 29
3.2.4 Festlegung der Zielfunktionen 29
3.3 Stand der Erkenntnisse 31
3.4 Zusammenfassung 34
4 Entwicklung eines Konzepts zur operativen Planung und Steuerung 36
4.1 Konzeptanforderungen 36
4.2 Das Gesamtmodell RBG der operativen Planung und Steuerung 39
4.2.1 Prämissen 40
4.2.2 Modellformulierung 44
423 Mögliche Erweiterungen 4
lnhalls erzeichn s
4 3 Komplexitätsbetrachtung 55
4 4 Dekomposition des Gesamtmodells RBG in Teilprobleme 57
4.4.1 Auftragsbezogene Dekomposition 58
4.4.2 Ressourcenbezogene Dekomposition 60
4.4.3 Zusammenspiel der Teilprobleme 63
4.5 Integration der Teilprobleme in ein Steuerungskonzept 66
4.6 Zusammenfassung 69
5 Modelle und Lösungsverfahren der Teilprobleme 71
5.1 Einlastreihenfolgeplanung 71
5.1.1 Wirkung der Einlastreihenfolgeplanung auf die Zielfunktionen 71
5.1.2 Das Modell ERP der Einlastreihenfolgeplanung 71
5.1.3 Lösungsverfahren für das Modell ERP 73
5.1.3.1 Terminorientierte Einlastreihenfolge 73
5.1.3.2 Rüstorientierte Einlastreihenfolge 74
5.1.3.3 Termin und rüstorientierte Einlastreihenfolge 75
5.2 Maschinenzuordnung 76
5.2.1 Wirkung der Maschinenzuordnung auf die Zielfunktionen 76
5.2.2 Kennwerte zur Bewertung der Maschinenzuordnung 77
5.2.2.1 Belastungsorientierter Kennwert ZBD 77
5.2.2.2 Rüstorientierter Kennwert WZ 78
5.2.2.3 Terminorientierter Kennwert TBD 79
5.2.3 Abbildung von Zielen durch Restriktionen 81
5.2.4 Das Modell MZ der Maschinenzuordnung 82
5.2.5 Lösungsverfahren für das Modell MZ 85
5.2.5.1 Entscheidungsbaumverfahren 85
5.2.5.2 Branch and Bound Verfahren für das Modell MZ 86
5.2.5.3 Problemmanipulation 87
5.3 Palettenzuordnung 89
5.3.1 Wirkung der Palettenzuordnung auf die Zielfunktionen 89
5.3.2 Interdependenz von Palettenzuordnung und Produktionsrate 89
5.3.3 Das Modell PZ der Palettenzuordnung 90
5.3.4 Lösungsverfahren für das Modell PZ 94
5.4 Ressourcenbelegung 96
5.4.1 Wirkung der Ressourcenbelegung auf die Zielfunktionen 96
5.4.2 Das Modell RBT der Ressourcenbelegung 97
5.4.3 Lösungsverfahren für das Modell RBT 97
5.4.3.1 Belegung von Spannplätzen 100
5.4.3.2 Belegung von Werkzeugmaschinen 102
5 4 3 3 Belegung von Rüstplätzen 103
VII
5.4.3.4 Belegung von Transportsystemen 105
5.5 Werkzeugbedarfsermittlung 109
5 5.1 Wirkung der Werkzeugbedarfsermittlung auf die Zielfunktionen 110
5.5.2 Das Modell WBE der Werkzeugbedarfsermittlung 110
5.5.3 Lösungsverfahren für das Modell WBE 112
5.6 Zusammenfassung 115
6 Analyse und Bewertung der Lösungsverfahren 117
6.1 Simulationssystem 117
6 2 Simulationsmodell 118
6.2.1 Modell einer flexiblen Fertigungszelle 118
6.2.2 Simulationsparameter 120
6.3 Zum Vergleich herangezogene Verfahren 122
6.4 Zusammenfassung und Bewertung der Simulationsergebnisse 125
7 Schlußbemerkungen 128
7.1 Zusammenfassung 128
7.2 Anwendung und Übertragung der Ergebnisse 129
7.3 Ausblick 132
Anhang 134
A Ergänzungen zum Branch and Bound Verfahren des Modells MZ 134
A.l Abschätzung der minimalen Restbearbeitungszeit 134
A.2 Splitten und Zusammenfassen von Vorgangsmengen 136
B Simulationsuntersuchung 141
B.l Daten des Simulationsmodells 141
B .2 Simulationsergebnisse 142
B.2.1 Modell A 143
B.2.2 Modell B 150
B.2.3 ModellC 155
Symbolverzeichnis 157
Literaturverzeichnis 162
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