Produktionssteuerung mittels modularer Simulation:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Chemnitz
GUC
2000
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| Schriftenreihe: | Dissertationsreihe
1 |
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|---|---|
| adam_text | 6 Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis:
1 Einleitung 11
1.1 Die Relevanz modularer Simulationen in der Produktion 11
1.2 Aufbau der Arbeit 14
2 Untersuchung aktueller Ausgestaltungen der Produktionssteuerung 17
2.1 Vorbemerkungen zur Betrachtung von Produktionssteuerungs Werkzeugen 17
2.1.1 Die Produktionssteuerung als Bestandteil von PPS Systemen 17
2.1.2 Die Produktionssteuerung in isolierter Betrachtung 27
2.2 Werkzeuge und Planungsverfahren der Produktionssteuerung 32
2.2.1 Die Planungsverfahren der Produktionssteuerung in der theoretischen
Entwicklung 32
2.2.2 Die Werkzeuge der Produktionssteuerung 34
2.2.2.1 Die praktische Umsetzung von Produktionssteuerungsverfahren 35
in PPS Systemen
2.2.2.1.1 Planungsverfahren zur Produktionssteuerung in der Untersuchung
der Quelle Paegert u.a. 35
2.2.2.1.1.1 Auftragsreihenfolgeplanung/Maschinenbelegungsplanung 37
2.2.2.1.1.2 Produktionsaufteilung der Produkte auf funktionsgleiche
Anlagen 38
2.2.2.1.1.3 Auftragsüberwachung 38
2.2.2.1.1.4 Auftragsfreigabeentscheidung 39
2.2.2.1.1.5 Belegerstellung/Betriebsdatenerfassung 40
2.2.2.1.1.6 Kapazitätsüberwachung 42
2.2.2.1.1.7 Fazit der Untersuchung der Quelle Paegert u.a. 43
2.2.2.1.2 Der Stand der Technik nach der Untersuchung von Fandel/Francois/
Gubitz 44
2.2.2.1.2.1 Auftragsreihenfolgeplanung/Maschinenbelegungsplanung 45
2.2.2.1.2.2 Produktionsaufteilung der Produkte auf funktionsgleiche
Anlagen und Auftragsüberwachung 46
2.2.2.1.2.3 Auftragsfreigabeentscheidung 46
2 2.2.1.2.4 Belegerstellung/Betriebsdatenerfassung 47
2.2.2.1.2.5 Kapazitätsüberwachung 48
2.2.2.1.2.6 Fazit 49
2.2.2.1 3 Weitere neuere Untersuchungen 50
2.2.2.2 Leitstände und BDE Systeme 51
Inhaltsverzeichnis 1_
3 Prozeßorientierte Simulation von Produktionssystemen 53
3.1. Wandel der Simulationstheorie von der Ereignisorientierung zur Prozeßorientierung 53
3.1.1. Grundbegriffe der Simulationstheorie: Definitorische Klärungen 53
3.1.1.1 Simulation und Simulationswerkzeuge 53
3.1.1.2 Verschiedene Darstellungen und Arten der Simulation 56
3.1.1.2.1 Einordnung nach der Veränderung der Zustandsvariablen 56
3.1.1.2.2 Einordnung nach Zufalls und nach Zeitbezug 57
3.1.1.2.3 Unterscheidung nach der Art des Simulationswerkzeugs 58
3.1.2 Der Paradigmenwechsel in der Simulationstheorie: ereignis und proze߬
orientierte Simulationen 62
3.2 Allgemeine Erfahrungen bei der Simulation von Produktionssystemen 67
3.2.1 Besondere Ziele, Merkmale, Ansätze und allgemeine Anwendungen der
Simulation von Produktionssystemen 68
3.2.2 Vorgehensweise der Simulation von Produktionssystemen 71
3.2.2.1 Problembeschreibung und Zielsetzung 73
3.2.2.2 Kosten /Nutzenschätzung, Leistungsbeschreibung 75
3.2.2.3 Datenanalyse 76
3.2.2.4 Theoretische Grundlagen der Modellbildung 79
3.2.2.5 SoftwaretechnischeUmsetzung 82
3.2.2.6 Validierung und Verifikation 83
3.2.2.7 Durchführung der Simulationsexperimente 84
3.3 Simulation und Produktionssteuerung 86
3.3.1 Vorbemerkungen 86
3.3.2 Zusammenfassende Forderungen an ein ganzheitliches, in ein PPS System
integriertes, simulationsbasiertes Leitsystem 92
3.3.2.1 Allgemeine Forderungen 92
3.3.2.2 Spezifische Forderungen aus Sicht der Steuerungsfunktionalität 94
3.3.2.2.1 Reihenfolgeplanung 95
3.3.2.2.2 Auftragsüberwachung 96
3.3.2.2.3 Auftragsfreigabeentscheidung, Betriebsdatenerfassung und Beleg¬
erstellung 96
3.3.2.2.4 Kapazitätsüberwachung 96
3.3.2.3 Spezifische Forderungen aus anderen Sichten 97
4 Modulare Systeme als Simulations und Steuerungssysteme 102
4.1 Bausteine als Bestandteile des Software Engineering 102
4.1.1 Bausteinkonzepte und Modularisierung in Produktionssteuerung und Simu¬
lation 102
4.1.2 Die allgemeine Verwendung von Bausteinen in Softwaresystemen zur
Abbildung der Produktion: Componentware 103
4.1.2.1 Bausteinorientierte Produktionssteuerung 104
4.1.2.2 Componentware PPS Systeme 105
J Inhaltsverzeichnis
4.1.3 Modularisierung in Simulationssystemen 108
4.1.3.1 Innere Modularisierung 110
4.1.3.2 Äußere Modularisierung 113
4.1.3.3 Simulation mit Referenzmodellen 119
4.1.3.3.1 Referenzmodell Begriffe 119
4.1.3.3.2 Vorhandene Referenzmodell Anwendungen 120
4.1.4 Bausteinkästen und Modellbibliotheken 122
4.2 Weitere wichtige Softwaretechniken und ihre Umsetzung in Produktions¬
steuerung und Simulation 126
4.2.1 Regelbasierte Systeme und Expertensysteme in Simulation und PPS 126
4.2.1.1 Regelbasierte / wissensbasierte Simulation 130
4.2.1.2 Regelbasierte Produktionssteuerung 13 3
4.2.2 Objektorientierte Systeme 136
5 Entwurf der Bausteinmodellbibliothek PPS SIM 139
5.1 Zielsetzung und Vorgehensweise 139
5 2 Erfassen von Bausteinmodellbibliotheken in Simulationswerkzeugen 140
5.2.1 Auswahl der zugrundeliegenden Simulationssoftware 140
5.2.2 Herangehensweisen zur Erfassung der Mächtigkeit von Bibliotheken 140
5.2.2.1 Allgemeine Erfassung des Leistungsumfangs des Simulators 141
5.2.2.1.1 Allgemeine Werkzeugbeschreibung 141
5.2.2.1.2 Grundlegende Modellierungsfunktionen 143
5.2.2.2 Erfassung des Leistungsumfangs der Bausteinmodellbibliothek 146
5.2.2.2.1 Erfassung mittels Übersichten 146
5.2.2.2.2 Erfassung über die Modulstruktur 147
5.2.2.3 Andere Erfassungsmöglichkeiten 147
5.3 Grundanforderungen an die Bibliothek 149
5.4 Vergleich der Anforderungen bzw. Aufgaben mit vorhandenen Modulen anhand
der Bausteinmodelle 154
5 4.1 Vergleich anhand der Checkliste 154
5 4 2 Vergleich anhand von Erfahrungen aus dem Simulationsbetrieb 155
5 5 Anpassung der Bausteine an die individuelle Aufgabe: Erstellung eines Kontroll¬
systems zur Steuerung von Auftragsdurchflüssen in der Rohradjustage 156
5.5.1 Problembeschreibung 156
5.5.1.1 Beschreibung des Fertigungssystems 15 8
5.5.1.1.1 Beschreibung des Produktionsprozesses 158
5.5.1.1.2 Beschreibung der Produktionsplanung 159
5.5.1.1.3 Zusammenfassende Betrachtung 160
5 5 12 Zielsetzungen und Prämissen 161
Inhaltsverzeichnis 9_
5.5.2 Top Down Modellierung 162
5.5.2.1 Bildung des abstrakten Modells 163
5.5.2.1.1 Beschreibung der Ein und Ausgangsgrößen des Produktionssystems 163
5.5.2.1.2 Definition und Abbildung der Systemgrenzen und der Schnittstellen
mit der Umwelt 164
5.5.2.1.3 Definition der Systemelemente 165
5.5.2.1.3.1 Bearbeitungsstationen 165
5.5.2.1.3.2 Lagersystemelemente 166
5.5.2.1.3.3 Definition der beweglichen Objekte und ihrer Eigenschaften 167
5.5.2.1.3.4 Beziehungen zwischen den Systemkomponenten 168
5.5.2.1.3.5 Darstellung spezifischer Systemabläufe 170
5.5.2.1.3.6 Herleitung der Maschinenfolgen 170
5.5.2.1.3.7 Herleitung von Vorgänger und Nachfolgerbeziehungen 173
5.5.2.1.4 Operationalisierung der Zielgrößen 176
5.5.2.2 Softwaretechnische Umsetzung 177
5.5.2.2.1 Vorgehensweise 177
5.5.2.2.2 Konstruktion des Materialflußmodells als Grundmodell 178
5.5.2.2.2.1 Grundlegende Vereinfachungen 178
5.5.2.2.2.2 Modellaufbau 179
5.5.2.2.2.3 Bildung von Vorab Verständnismodellen 179
5.5.2.2.2.4 Gewählte Modelleinstellungen und Variationen 181
5.5.2.2.2.5 Validierung und Verifikation des Grundmodells 182
5.5.2.2.3 Simulationsxperimente und Ergebnisse 185
5.5.2.3 Einbau weiterer Modelle 188
5.5.2.3.1 Förderbänder 188
5.5.2.3.2 Darstellung eines spezifischen Steuerungsmodells 190
5.6 Integration der angepaßten Konstrukte in das bestehende Anwendungssystem 192
5.7 Weitere mögliche Erweiterungen des Grundmodells 193
5.8 Überprüfung der Referenzmodelltauglichkeit 195
6 Abschließende Bewertung und Diskussion weiterer Anwendungen von
PPS SIM 197
6.1 Erfahrungen aus den Beispielmodellen 197
6.2 Erfahrungen zu Verwendungsmöglichkeiten von PPS SIM 198
6.3 Zur Aufwandschätzung des Modularkonzepts 199
6.4 Ausblick 201
6.5 Zusammenfassung 204
6.5.1 Zentrale Aussagen theoretischer Natur 204
6.5.2 Zentrale Aussagen praktischer Natur 205
_10 Inhaltsverzeichnis
Literaturverzeichnis 207
Verzeichnis der verwendeten wissenschaftlichen Publikationen 207
Verzeichnis verwendeter anderer Quellen 221
Abkürzungsverzeichnis 224
Abbildungsverzeichnis 227
Tabellenverzeichnis 228
Symbolverzeichnis 230
Anhang 1: Lösungsverfahren zur Produktionssteuerung 231
Anhang 2: Tabellen zur PPS Systembetrachtung Untersuchung von Paegert u.a. 233
Anhang 3: Untersuchung zu PPS Verfahren von Fandel/Francois/Gubitz 235
Anhang 4: Glossar: Wichtige Begriffe zur Simulation von Produktionssystemen 236
Anhang 5: Durchgängige Verwendung von Simulationsmodellen 241
Anhang 6: Tips zum Ersteinstieg in Arena 243
Anhang 7: Module (im Arena Template): Kurzbeschreibung 247
Anhang 8: Arena Modellbibliothek SMART™ Chart 253
Anhang 9: Layoutplan der European Pipe Rohrfertigung GmbH Dresden 259
Anhang 10: Systemablauf bei der EPR Dresden 261
Anhang 11: Verhalten von Auftragspositionen und Falschrohren nach Fehlerentdeckung 262
Anhang 12: Materialfluß Simulationsmodell European Pipe Rohrwerk Dresden 263
Anhang 13: Arena Simulation Results 265
Eidesstattliche Erklärung 266
Wissenschaftlicher Werdegang 267
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