Planung hybrider Montagesysteme auf Basis mehrschichtiger Vorranggraphen:
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Aachen
Shaker
2002
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| Series: | Forschungsberichte aus dem Institut für Arbeitswissenschaft und Betriebsorganisation der Universität Karlsruhe
27 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Zugl.: Karlsruhe, Univ., Diss., 2002 |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Seite
Verzeichnis der Formelzeichen 7
1. Defizite bei der Planung hybrider Montagesysteme 17
1.1 Entwicklungstendenzen in der Montagetechnik 17
1.2 Planungsanforderungen bei hybriden Montageabläufen 20
1.3 Zielsetzung der Arbeit 22
1.4 Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit 24
2. Planung hybrider Montagesysteme 26
2.1 Aufgaben der Montageplanung 26
2.1.1 Aufgabengliederung 26
2.1.2 Strukturplanung 28
2.1.2.1 Aufgaben der Strukturplanung 28
2.1.2.2 Planungskonzepte für die Struktur¬
planung 29
2.1.2.3 Rechnerunterstützte Strukturplanung 30
2.1.3 Feinplanung 31
2.1.4 Simulation von Montagesystemen 34
2.1.5 Bewertungskonzepte für die Montageplanung 37
2.2 Beschreibungsformen für Montageaufgaben 38
2.2.1 Modellierungsmethoden für die Erzeugnis¬
montage 38
2.2.2 Abbildung der Montageaufgabe mittels
Vorranggraphen 40
2.3 Leistungsabstimmung von Montagesystemen 46
2.4 Planungskonzepte für hybride Montagesysteme 51
1
2.5 Beurteilung der bestehenden Ansätze für die Planung
hybrider Montagesysteme 54
3. Entwicklung einer vorranggraphenbasierten Modellierung
hybrider Montageaufgaben 57
3.1 0 raphentheoretische Grundlagen zur Erstel lung von
Montagevorranggraphen 57
3.2 Beschreibung von Erzeugnisvarianten 60
3.3 Detaillierung der Montageaufgabe und Modellierung
von Montagevorgängen 62
3.4 Konzeption eines mehrschichtigen Vorranggraphen 63
3.4.1 Charakteristika hybrider Montageabläufe 63
3.4.1.1 Arbeitsgegenstandszeit je Einheit 66
3.4.1.2 Mitarbeiterzeit je Einheit 67
3.4.1.3 Betriebsmittelzeit je Einheit 68
3.4.2 Beschreibung von Erzeugnisvarianten bei
hybriden Montageaufgaben 70
3 4.3 Typisierung von Montagevorgängen 71
3.4.3.1 Engpassbezogene Abgrenzung 71
3.4.3.2 Mitarbeiterorientierte Montagevorgänge 72
3.4.3.3 Automatisierte Montagevorgänge 74
3.4.3.4 Arbeitsgegenstandsorientierte Montage¬
vorgänge 76
3.5 Strukturierung hybrider Montageabläufe mittels
mehrschichtiger Vorranggraphen 78
4. Planungsansatz zur Kapazitätsteilung und Leistungsabstim¬
mung hybrider Montagesysteme 81
4.1 Abbildung von Montagesystemstrukturen 81
4.1.1 Partitionierung von Montagvorranggraphen 82
4.1.1.1 Mathematische Grundlagen einer
graphenbasierten Montageplanung 82
4.1 • 1.2 Grobstrukturierung hybrider Montage¬
systeme auf der Basis einer sequenziel
len Partitionierung des Vorranggraphen 86
2
4.1.2 Abbildung der Kapazitätsteilung mittels Kapa¬
zitätsfeldern und graphen 90
4.1.3 Mehrschichtiges Abbildungskonzept für hybride
Montagesysteme 94
4.1.3.1 Technisches Montagesystem 94
4.1.3.2 Personalstruktur 99
4.1.3.3 Verknüpfung der Systemstrukturen 101
4.2 Planungsalgorithmen zur Entwicklung von Montage¬
systemstrukturen 103
4.2.1 Planung der Kapazitätsteilung in Montage¬
systemen 103
4.2.2 Leistungsabstimmung in Montagesystemen 105
4.2.2.1 Alternative Zielsetzung 105
4.2.2.2 Verfahren zur Leistungsabstimmung 107
4.2.2.3 Prioritätsregelverfahren zur Leistungs¬
abstimmung von Montagesystemen 110
4.2.2.4 Prioritätsregelverfahren für erweiterte
Planungsmodelle 111
4.3 Konzeption eines Planungsalgorithmus für hybride
Montagesysteme 114
4.3.1 Zielgrößen für die Montagesystemstruktur¬
planung 114
4.3.2 Aufbau des Planungsalgorithmus 116
4.3.3 Charakteristika von Eingangsinformationen
für die algorithmische Planung 118
4.3.3.1 Montageauftragsprogramm und
Montagevorranggraph 118
4.3.3.2 Charakteristika der Montageaufgabe 120
4.3.4 Entwicklung von Montagesystemstrukturen 124
4.3.4.1 Grobstrukturierung hybrider Montage¬
systeme 125
4.3.4.2 Ermittlung einer Systemgrundstruktur
für hybride Teilmontagesysteme 131
4.3.4.3 Algorithmische Bestimmung der Kapa¬
zitätsteilung und Leistungsabstimmung
in hybriden Montagesystemen 140
3
4.3.4.3.1 Mengen zur Initialisierung
des Planungsalgorithmus 140
4.3.4.3.2 Einplanung von Montagevor¬
gängen vor der ersten Eng¬
passstation 141
4.3.4.3.3 Einplanung von Montagevor¬
gängen zwischen Engpass¬
stationen 143
4.3.4.3.4 Einplanung von Montagevor¬
gängen nach der letzten Eng¬
passstation 145
4.3.4.4 Prioritätsregeln zur Zuordnung von
Montagevorgängen zu Stationen 146
4.3.4.5 Bestimmung der Kapazitätsteilung in
hybriden Montagesystemen 149
4.3.4.5.1 Artteil ige Kapazitätsplanung 149
4.3.4.5.2 Mengenteilige Kapazitäts¬
planung 153
4.3.4.5.3 Gemischte Kapazitäts¬
planung 155
4.3.5 Bewertung von Planungsalternativen 157
5. Vergleich des entwickelten mit bestehenden Planungs¬
algorithmen 160
5.1 Beispielhafte Problemstellung 160
5.2 Planungsrestriktionen und lösungen bestehender
Planungsverfahren 163
5.2.1 Planungsverfahren von BUXEY 163
5.2.2 Planungsverfahren von LUTZ 165
5.3 Ergebnis des neu entwickelten Planungsalgorithmus 166
6. Konzeption und Realisierung eines rechnerunterstützten
Verfahrens zur Planung hybrider Montagesysteme 172
6.1 Entwicklung eines graphisch interaktiven Planungs¬
systems PAMELA 172
4
6.1.1 Rechnerkonfiguration und verwendete Soft¬
ware 172
6.1.2 Aufbau und Module des Verfahrens 173
6.1.3 Anforderungen an die Benutzungsoberfläche 174
6.2 Abbildung der aufgabenspezifischen Daten 175
6.2.1 Anlegen eines Planungsprojektes 175
6.2.2 Modellierung der Montageablaufstruktur 176
6.2.3 Erzeugnisvarianten und Montageauftrags¬
programm 180
6.2.4 Planungsgrunddaten 181
6.3 Algorithmische Entwicklung einer hybriden Montage¬
systemstruktur 183
6.3.1 Planungsparameter 183
6.3.2 Darstellung der Planungsergebnisse 184
6.4 Interaktive Verbesserung der hybriden Montage¬
systemstrukturen 185
6.4.1 Modifikation der Arbeitszuteilung 185
6.4.2 Verbesserung der technischen Systemstruktur
und der Personalstruktur 187
7. Planung eines hybriden Montagesystems für Automobil¬
komponenten 189
7.1 Planungsaufgabe 189
7.2 Abbildung der Montageaufgabe mit dem Verfahren
PAMELA 190
7.3 Entwicklung hybrider Montagesystemstrukturen 193
7.3.1 Planungsgrunddaten 193
7.3.2 Entwicklung einer stückzahlflexiblen Montage¬
systemstruktur 194
7.4 Bewertung der entwickelten Planungslösung 198
8. Zusammenfassung und Ausblick 201
9. Literaturverzeichnis 204
9.1 Quellen 204
9.2 Software 224
5
9.3 Verwendete Abkürzungen 224
10. Anhang 226
10.1 Planungsregeln zur Ermittlung geeigneter Lösungs¬
elemente für die Montageplanung 226
10.2 Beschreibung der Planungsalgorithmen zur Kapazi¬
tätsteilung und Leistungsabstimmung 229
10.2.1 Grundstruktur des Planungsalgorithmus 229
10.2.2 Algorithmus zur prioritätsregelbasierten Aus¬
wahl von Montagevorgängen 231
10.2.3 Algorithmus zur artteiligen Planung des tech¬
nischen Montagessystems und der Personal¬
struktur 233
10.3 Referenzbeispiel zur Verifizierung des Planungs¬
verfahrens 235
10.3.1 Montagevorgangsdaten 235
10.3.2 Grobstrukturierung 237
10.3.3 Bildung der Systemgrundstruktur 237
10.3.4 Kapazitätsteilung und Leistungsabstimmung 238
6
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