Eine Methode zur Erstellung von Fertigungssteuerungsverfahren aus Bausteinen:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Paderborn
HNI
1996
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| Schriftenreihe: | Heinz-Nixdorf-Institut <Paderborn>: HNI-Verlagsschriftenreihe
17 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXIII, 209 S. graph. Darst. |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis V
Tabellenverzeichnis IX
Definitionsverzeichnis XI
Abkürzungsverzeichnis XV
Symbolverzeichnis XIX
1. Einleitung 1
2. Das Problem der Konzeption einer Methode zur Erstellung von
Fertigungssteuerungsverfahren aus Bausteinen 4
2.1. Begriffsklärung 4
2.1.1 Fertigungssteuerungsverfahren 4
2.1.2 Methode und Baustein 11
2.2. Anforderungen an die Lösungen der Teilprobleme 14
2.2.1 Anforderungen an den Bausteinansatz 14
2.2.2 Anforderungen an das Vorgehensmodell 20
3. Stand der Technik 27
3.1. Existierende Arbeiten zum Bausteinansatz 27
3.2. Existierende Arbeiten zum Vorgehensmodell 44
3.2.1 Arbeiten zur Aktivitätenidentifikation 45
3.2.2 Arbeiten zum Ablauf 46
3.2.3 Arbeiten zur Steuerung 49
jl
3.2.4 Arbeiten zur Aktivitätenbeschreibung 51
3.2.4.1 Problemanalyse 52
3.2.4.2 Suchen 55
3.2.4.3 Lösungsspezifikation/Dekomposition 63
3.2.4.4 Anpassen 66
3.2.4.5 Integration 66
3.2.4.6 Evaluation 66
4. Zu leistende Arbeiten 68
4.1. Arbeiten zum Bausteinansatz 68
4.2. Arbeiten zum Vorgehensmodell 69
5. Konzeption eines Vorgehensmodells zur Erstellung von
Fertigungssteuerungsverfahren aus Bausteinen 70
5.1. Aktivitätenidentifikation 74
5.2. Ablauf 75
5.3. Steuerung 79
5.4. Aktivitätenbeschreibung 83
5.4.1 Problemanalyse 83
5.4.1.1 Mögliche Eigenschaften des Problems 84
5.4.1.2 Ablauf bei der Problemanalyse 101
5.4.1.3 Prozeßmodellkommentierung (Prozeßanalyse I) 102
5.4.1.4 Prozeßmodellreduktion (Prozeßanalyse II) 106
5.4.1.5 Ziel und Umsystemanalyse 110
5.4.2 Suchen wiederverwendbarer Verfahren 112
5.4.2.1 Ablauf beim Suchen 112
5.4.2.2 Suchalgorithmus für wiederverwendbare Verfahren ... 113
5.4.2.3 Abschließendes Aussuchen des Verfahrens 127
HI
5.4.3 Lösungsspezifikation/Dekomposition 131
5.4.3.1 Mögliche Eigenschaften der Lösung 131
5.4.3.2 Ablauf bei der Lösungsspezifikation/Dekomposition ..141
5.4.3.3 Durchführung von Vorüberlegungen 142
5.4.3.4 Skizzierung der Mechanismen 158
5.4.3.5 Ableitung des notwendigen globalen Ablaufs 162
5.4.3.6 Dekomposition der Mechanismen 166
5.4.4 Anpassen der Verfahren 169
5.4.4.1 Ablauf beim Anpassen 169
5.4.4.2 Differenzumsetzung 170
5.4.5 Integrieren der Teilbausteine und des Verfahrens 176
5.4.5.1 Ablauf beim Integrieren 176
5.4.5.2 Teilbausteinintegration 177
5.4.5.3 Prädikatsumsetzung und Allokation 178
5.4.6 Evaluieren des Verfahrens 180
5.4.6.1 Ablauf beim Evaluieren 180
5.4.6.2 Evaluation der Managererstellung 181
5.4.6.3 Evaluation des spezifizierten Gesamtverfahrens 183
6. Zusammenfassung und Ausblick 185
7. Literatur 191
V
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Fertigungsplanung und Steuerung, vgl. [War93], S. 274 4
Abb. 2: Fertigungssteuerung, Fertigungssteuerungssystem und funktion 6
Abb. 3: Die Fertigungssteuerungsfunktionalität als Inkonsistenzausgleich 7
Abb. 4: Steuern, Planen und Überwachen als Inkonsistenzausgleich 8
Abb. 5: MFST Modell einer flexiblen Fertigungszelle, vgl. [DF95a], S. 32 10
Abb. 6: Bausteine auf unterschiedlicher Granularitätsstufe 16
Abb. 7: Rahmen und Teilbausteine 17
Abb. 8: Kanonische Bausteinidentifikation bei der Objektorientierung 28
Abb. 9: Beispiel für den Sachbearbeiter Ansatz bei Denert 29
Abb. 10: Bausteine bei Uniline, vgl. [Mei89], S. 114 33
Abb. 11: Bausteine bei Simple, vgl. [Dan95], S. 65 34
Abb. 12: Inkonsistenzausgleich durch Verhandeln im MFST (1) 36
Abb. 13: Inkonsistenzausgleich durch Verhandeln im MFST (2) 37
Abb. 14: Ebenenweises Abarbeiten der Funktionalität 38
Abb. 15: Verschiedene MFST Bausteine lokaler Funktionalität (Ebene 3) 39
Abb. 16: Visuelles Programmieren der MFST Manager in IADs 41
Abb. 17: Rahmenbausteine im MFST 42
Abb. 18: Wasserfallmodell der Software Entwicklung, vgl. [HMF92], S. 34 46
Abb. 19: V Modell, vgl. [BD93],S. 24 47
Abb. 20: Skizze des Vorgehens bei der Konstruktion, vgl. [GK95], S. 103 48
Abb. 21: Strategischer Steuerungsraum nach Zülch, vgl. [ZÜ189], S. 61 63
Abb. 22: Implizite Dekomposition durch einen vorgegebenen Bausteinansatz 65
Abb. 23: Verbleibende, zu lösende Aufgaben im Überblick 68
VI
Abb. 24: Vom Modell und den Zielen zur konstruierten Fertigungssteuerung 70
Abb. 25: Technische Konfiguration bei Beispiel 1 71
Abb. 26: Realisierte Fertigungssteuerung bei Beispiel 1 72
Abb. 27: MFST Prozeßmodell bei Beispiel 2 72
Abb. 28: Ablaufmodell der Konstruktion, horizontale Sicht 76
Abb. 29: Ablaufmodell der Konstruktion, vertikale Sicht 77
Abb. 30: Varianten wiederverwendungsorientierter Software Entwicklung 78
Abb. 31: Evolutionswürfel iterativer Softwarekonstruktion 79
Abb. 32: Verschiedene Vorgehensweisen beim Evolutionswürfel 80
Abb. 33: Beispiele für Strukturprototypen bei existierenden Verfahren 85
Abb. 34: Makrostrukturen von Fertigungsprozessen I 87
Abb. 35: Makrostrukturen von Fertigungsprozessen II 87
Abb. 36: Konkurrierende, komplementäre und alternative Kanten 90
Abb. 37: Typische Restriktionen bei Verfahren 91
Abb. 38: Reihenfolgeveränderung bei Beständen größer 1 92
Abb. 39: Abweichung von Eintritt und Austritt bei Beständen von 1 92
Abb. 40: Inputs, Outputs, Vorgänge und Vorgangsdauern 93
Abb. 41: Beispiele für Kommentierte Prototypen bei existierenden Verfahren 96
Abb. 42: Lösungsrelevante Prozeßangaben bei Beispiel 2 97
Abb. 43: Ablaufmodell der Problemanalyse 101
Abb. 44: Sukzessive Zerlegung der Kantenmengen 103
Abb. 45: Kommentiertes Modell bei Beispiel 1 104
Abb. 46: Kommentiertes Modell bei Beispiel 2 105
Abb. 47: Prototypenbildung bei Stücklisten 106
Abb. 48: Prototypenbildung bei Beispiel 1 107
VII
Abb. 49: Prototypenbildung bei Beispiel 2 108
Abb. 50: Der Problemdeskriptor der Problemanalyse als Ausgangspunkt 111
Abb. 51: Ablaufmodell für das Suchen i.w.S 112
Abb. 52: Indirektes Suchen von Verfahren über ihre Problemdeskriptoren 114
Abb. 53: Isomorphie von Prozeßprototypen 116
Abb. 54: Aufwandsbestimmung mit Hilfe des Zielhierarchiebaums 124
Abb. 55: Lokales Entscheiden bei MRP 134
Abb. 56: Entferntes Entscheiden bei NPT (späteste Anfangstermine) 135
Abb. 57: Evaluatives Entscheiden beim Kontrakt Netzwerk 136
Abb. 58: Iteratives Entscheiden bei der Netzplanberechnung 137
Abb. 59: Verschiedene Prozeß und Auftragsweiten von Entscheidungen 139
Abb. 60: Ablaufmodell der Lösungsspezifikation 141
Abb. 61; Prozeßfreiheiten und initiale Interaktionen bei Beispiel 1 142
Abb. 62: Entferntes und simulatives Entscheiden beim Kürzesten Wege Problem 146
Abb. 63: Gründe für entferntes Entscheiden bei Beispiel 1 146
Abb. 64: Entferntes Entscheiden bei OPT 148
Abb. 65: Entferntes Entscheiden bei der Interaktionsregel 149
Abb. 66: Evaluatives Entscheiden bei Beispiel 1 150
Abb. 67: Probeweise Einplanung bei BOA 151
Abb. 68: Erkennen von Iterationsmöglichkeiten bei der Stepping Stone Methode 152
Abb. 69: Notwendige Prozeßweite bei Beispiel 1 159
Abb. 70: IAS bei Beispiel 1 160
Abb. 71: Dimensionen des Prozeßwürfels und globaler Ablauf bei MRP 162
Abb. 72: Globaler Ablauf bei MRP 163
Abb. 73: Globaler Ablauf beim Kürzesten Wege Problem 164
vra
Abb. 74: Globaler Ablauf bei Petri Netzen 164
Abb. 75: Funktionalität für drei Manager als 1AD bei Beispiel 1 767
Abb. 76: Ablaufmodell für das Anpassen 169
Abb. 77: Vorgehen bei der Differenzumsetzung 170
Abb. 78: Zusammenhänge zwischen Problem und Verfahrensänderungen 171
Abb. 79: Notwendige Anpassung bei Beispiel 2 173
Abb. 80: Realisierte Anpassung bei Beispiel 2 174
Abb. 81: Ablaufmodell für die Integration 176
Abb. 82: Integration eines Knotenbausteins in einen Manager 177
Abb. 83: Mehrere Lieferanten , Kundenports bei Beispiel 1 779
Abb. 84: Ablaufmodell für die Evaluation 180
Abb. 85: Komponenten der Ablaufregeln 182
Abb. 86: Evaluation der Protokollkompatibilität von Managern 182
Abb. 87: Evaluation der Allokation 183
Abb. 88: Erarbeitete Lösungen im Überblick 187
Abb. 89: Die erarbeitete Methode als Bindeglied 189
_——^ ____ Iyv
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: MFST Konzepte, vgl. [DFH+94], S. 167 9
Tabelle 2: Anforderungen an den Bausteinansatz 19
Tabelle 3: Zusammenhänge zwischen Problem, Erfahrung und Vorgehen 23
Tabelle 4: Anforderungen an das Vorgehensmodell 25
Tabelle 5: Bausteine bei Orvan 32
Tabelle 6: Nachrichten im MFST 36
Tabelle 7: Bausteine beim MFST 40
Tabelle 8: Evaluation von Arbeiten zum Bausteinansatz 43
Tabelle 9: Teilaktivitäten der Konstruktion nach Kang, Basili 45
Tabelle 10: Evaluation zu Aktivitätenidentifikation, Ablauf/Steuerung 50
Tabelle 11: Konstruktionsproblematik bei den 4 Ebenen des MFSTs 51
Tabelle 12: Eigenschaften von Fertigungsunternehmen nach Schomburg 53
Tabelle 13: Eigenschaften von Schedulingproblemen nach Brucker 54
Tabelle 14: Klassifikation von Steuerungs und Planungsverfahren nach Zülch 64
Tabelle 15: Evaluation von Arbeiten zur Aktivitätenbeschreibung 67
Tabelle 16: Aktivitätenidentifikation 74
Tabelle 17: Relationen zwischen Input Komponenten 93
Tabelle 18: Relationen zwischen Input Komponenten und Vorgängen 95
Tabelle 19: Problemdeskriptor 99
Tabelle 20: Problemdeskriptor bei Beispiel 2 113
Tabelle 21: Gesamtaufwandsmaß bei Beispiel 2 119
Tabelle 22: Aufwandsmaß für Knoteneigenschaften bei Beispiel 2 121
Tabelle 23: Aufwandsmaß für Kanteneigenschaften bei Beispiel 2 722
X
Tabelle 24: Aufwandsmaß für Makrostrukturen bei Beispiel 2..... ,. 123
Tabelle 25: Aufwandsmaß für Ziele bei Beispiel 2 126
Tabelle 26: Differenzen beim Beispiel 2... 127
Tabelle 27: Metamechanismen im MFST 133
Tabelle 28: Problemdeskriptor und Metamechanismen 144
Tabelle 29: Metamechanismen und existierende Verfahren 153
Tabelle 30: Prozeßweiten, Komplexität und Laufzeit 155
Tabelle 31: „+/ Graph für die lokalen Teilentscheidungen bei Beispiel 1 157
_ XI
Definitionsverzeichnis
Def. 1: Fertigungssteuerung 5
Def. 2: Fertigungssteuerungssystem 5
Def. 3: Fertigungssteuerungsfunktionalität, Fertigungssteuerungsverfahren 6
Def. 4: Vorgehensmodell 11
Def. 5: Methode 11
Def. 6: Baustein 12
Def. 7: Bausteinansatz 12
Def. 8: Konstruktion 12
Def. 9: Konstruktionsmethode 13
Def. 10: Strukturprototyp 85
Def. 11: Typisierter Prototyp 86
Def. 12: Komplementäre Kanten („![X] ) 89
Def. 13: Konkurrierende Kanten („?[K] ) 89
Def. 14: Alternative Kanten bei Vorgangsknoten („![A] ) 90
Def. 15: Vorhandene Restriktionen („![R] ) 91
Def. 16: Bestände größer als 1 („?[RF/M/Z] ) 92
Def. 17: Bestand von 1 ,,?[Z] 92
Def. 18: Mehrfache Input Input /Output Output Zuordnungen („?[II] ) 94
Def. 19: Input Input /Output Output Abhängigkeiten („![I I] ) 94
Def. 20: Mehrfache InpuWOutput Vorgangszuordnungen („?[IV] ) 95
Def. 21: Kommentierter Prototyp 96
Def. 22: Kommentiertes Fertigungsprozeßmodell 102
Def. 23: Typisomorphie 116
^ XII
Def. 24: Relatives, normiertes Aufwandsmaß 117
Def. 25: Relatives, normiertes Aufwandsmaß für Problemdeskriptoren 118
Def. 26: Relatives, normiertes Aufwandsmaß für Knotenmengen 120
Def. 27: Relatives, normiertes Aufwandsmaß für Kantenmengen 122
Def. 28: Relatives, normiertes Aufwandsmaß für Makrostrukturen 123
Def. 29: Relatives, normiertes Aufwandsmaß für Ziele 125
Def. 30: Änderungsaufwandsmaß basierend auf einer Anpassungsskizze 128
Def. 31: Innovationsmaß 129
Def. 32: Komplexitätsmaß 130
Def. 33: Innovations Komplexitäts Relation 130
Def. 34: Entscheidungsvolumen, Prozeßvariabilität 131
Def. 35: Steuerungs und Planungsstrategie 132
Def. 36: MFST basierte Steuerungs und Planungsstrategie 132
Def. 37: Entscheidungsmetamechanismus 132
Def. 38: Metamechanismus „Lokales, unmittelbares, endgültiges Entscheiden ... 134
Def. 39: Metamechanismus „Verteiltes / enferntes Entscheiden 135
Def. 40: Metamechanismus „Evaluatives Entscheiden 136
Def. 41: Metamechanismus „Entscheiden durch iteratives Verbessern 137
Def. 42: Entscheidungsprozeßweite 140
Def. 43: Entscheidungsauftragsweite 140
Def. 44: Konstruktionsaufwandsmaß basierend auf einer Lösungsskizze 161
Def. 45: Spezifikationsbegründung (Design Rationale) 171
Def. 46: Allokationsvorschrift 178
Def. 47: Vollständigkeit und Überschneidungsfreiheit der Ablaufregeln lgl
Def. 48: Statische Protokollkompatibilität 182
Def. 49: Vollständigkeit und Überschneidungsfreiheit der Allokation 183
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