Optimierte Flexibilitätsnutzung in Automobilwerken:
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Aachen
Shaker
2008
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| adam_text | Titel: Optimierte Flexibilitätsnutzung in Automobilwerken
Autor: Askar, Gazi
Jahr: 2008
I n ha Itsverzeich n is
1 Einleitung 1
1.1 Aktuelle Herausforderungen der Automobilindustrie ............ 1
1.2 Anforderungen an die Produktion....................... 2
1.3 Nutzen und Aufbau der Arbeit........................ 2
2 Flexibilität als Planungsgegenstand 5
2.1 Definition und Abgrenzung von Flexibilität ................. 5
2.1.1 Flexibilität im Rahmen dieser Arbeit................. 5
2.1.2 Flexibilitätsbedarf........................... 8
2.2 Flexibilität in einem Automobilwerk..................... 9
2.2.1 Aufbau eines Automobilwerkes.................... 10
2.2.2 Technische Flexibilität......................... 19
2.2.3 Organisatorische Flexibilität...................... 20
2.2.4 Personelle Flexibilität......................... 22
2.3 Planung der Bereitstellung und des Einsatzes von Flexibilität....... 26
2.3.1 Flexible Planungsmethoden...................... 27
2.3.2 Der Ansatz der hierarchischen Planung................ 29
2.3.3 Einordnung der Arbeit in das Konzept der hierarchischen Planung 33
2.4 Zielsetzung der Arbeit............................. 34
3 Stand der Forschung 37
3.1 Arbeiten zur Bewertung von Flexibilitätsstrategien............. 38
3.2 Ansätze zur Planung von Produktionskapazitäten.............. 44
3.3 Arbeiten zur simultanen Planung von Produktions- und Personalkapazitäten 45
3.3.1 Aggregierte Planung.......................... 45
3.3.2 Arbeiten zum kapazitätsorientierten Arbeitszeitmanagement .... 49
3.4 Arbeiten zur Koordination mehrstufiger Produktionsprozesse ....... 56
3.5 Handlungsbedarf................................ 58
4 Formales Beschreibungsmodell zur Planung der Flexibilitätsnutzung in einer
Automobilfabrik 63
4.1 Annahmen und Aufbau des Beschreibungsmodells.............. 63
4.2 Formales Beschreibungsmodell einer Produktionslinie............ 65
4.2.1 Planungsgrößen............................. 66
4.2.2 Kalender ................................ 67
4.2.3 Schichtmodell.............................. 69
4.2.4 Kapazitätsberechnung......................... 71
4.2.5 Arbeitskräftebedarfsrechnung..................... 72
4.2.6 Berechnung des Arbeitszeitkontostandes............... 74
4.2.7 Kostenrechnung............................. 76
4.2.8 Besonderheiten einer Endmontagelinie................ 80
4.2.9 Besonderheiten einer Lackierungslinie ................ 85
4.2.10 Besonderheiten einer Rohbaulinie................... 85
4.3 Koordination der Produktion zwischen den Gewerken............ 86
4.3.1 Produktionsprogramm- und Schichtplanung in der Montage .... 87
4.3.2 Produktionsprogramm- und Schichtplanung vorgelagerter Gewerke 88
5 Ansatz zur Generierung kostenoptimaler Fabrikfahrweisen 93
5.1 Optimierungsansatz für das Ein-Linien-Problem............... 94
5.1.1 Allgemeines Optimierungsmodell für eine Produktionslinie..... 94
5.1.2 Auswahl eines Optimierungsverfahrens................ 96
5.1.3 Formulierung eines dynamischen Optimierungsmodells....... 97
5.1.4 Optimierungsalgorithmus ....................... 99
5.2 Problemkomplexität und Ansätze zur Komplexitätsreduktion....... 102
5.3 Erweiterung des Optimierungsansatzes um Pufferrestriktionen....... 106
5.3.1 Regelbasierter Ansatz für die Produktionsprogramm- und Schicht-
planung ................................. 108
5.3.2 Optimierungsmodell für die Produktionsprogramm- und Schicht-
planung ................................. 111
5.3.3 Lagrange-Relaxation für die Produktionsprogramm- und Schicht-
planung ................................. 114
5.3.4 Bewertung der Ansätze zur Produktionsprogramm- und Schicht-
planung ................................. 118
6 Fallbeispiele 121
6.1 Aufbau des Beispielwerkes........................... 121
6.1.1 Ausgangslösung............................. 122
6.1.2 Vorhandenes Flexibilitätspotential.................. 126
6.2 Optimierungsergebnisse auf Linienebene................... 128
6.2.1 Optimierung der Linie MO1...................... 128
6.2.2 Optimierung der Linie MO2...................... 130
6.2.3 Optimierung der Linie MO2 bei abfallenden Stückzahlen...... 132
6.2.4 Analyse der Rechenzeit und der Lösungsgüte............ 135
6.3 Optimierungsergebnisse auf Werksebene................... 137
6.3.1 Optimierungsergebnisse für die Rohbau-und Lackierungslinien . . 137
6.3.2 Vergleich zwischen regelbasiertem Ansatz und optimierter Produk-
tionsprogramm- und Schichtplanung................. 138
6.3.3 Evaluierung der Lagrange-Relaxation für die Produktionspro-
gramm- und Schichtplanung...................... 139
7 Fazit 141
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