Innovative Fabriklayout- und Materialflussplanung anhand bionischer Systemdesignmuster:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Logos Verlag
[2018]
|
| Schriftenreihe: | Anwendungsorientierte Beiträge zum Industriellen Management
Band 8 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Im Innentitel irrtümlich als Band 7 angegeben |
| Beschreibung: | XIV, 251 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 17 cm |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS...................................................................................................VII
TABELLENVERZEICHNIS.......................................................................................................
XII
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS...............................................................................................XIV
1
EINLEITUNG..................................................................................................................
3
1.1 PROBLEMSTELLUNG UND
FORSCHUNGSFRAGEN.................................................... 3
1.1.1 MARKTVERAENDERUNGEN UND DEREN AUSWIRKUNGEN AUF DIE
FABRIKLAYOUT- UND MATERIALFLUSSPLANUNG
........................................
3
1.1.2 KONNEX DER PROBLEMSTELLUNG ZUR BIONIK
.......................................
5
1.2 FORSCHUNGSTHEORETISCHE EINORDNUNG UND GANG DER ARBEIT
....................
7
2 GRUNDLAGEN ZUR FABRIKPLANUNG UND MATERIALFLUSSPLANUNG
............................
11
2.1 DARSTELLUNG DER AKTUELLEN HERAUSFORDERUNGEN BEI DER PLANUNG VON
FABRIKEN.........................................................................................................
11
2.1.1 DIE BEDEUTUNG VON MULTIDISZIPLINARITAET UND VERNETZTHEIT IN DEN
PLANUNGSAUFGABEN
........................................................................
11
2.1.2 PSYCHOLOGISCHE GESICHTSPUNKTE BEI DER DURCHFUEHRUNG VON
PLANUNGSPROJEKTEN..........................................................................
12
2.1.3 UEBERPLANUNG VERSUS UNTERPLANUNG IN PLANUNGSPROJEKTEN
.....
13
2.1.4 UEBERLEGUNGEN ZU VERAENDERTEN ANFORDERUNGEN AN FABRIKEN VON
FRUEHER UND
HEUTE...............................................................................14
2.1.4.1 DEFINITION DER FLEXIBILITAET IM KONTEXT DER
VERAENDERUNGSFAEHIGKEIT..................................................
17
2.1.4.2 DEFINITION DER WANDLUNGSFAEHIGKEIT IM KONTEXT DER
VERAENDERUNGSFAEHIGKEIT..................................................
18
2.2 VORSTELLUNG DER PLANUNGSPHASEN BEI FABRIK- UND
MATERIALFLUSSPLANUNGSPROJEKTEN.................................................................21
2.2.1 DIE
ZIELPLANUNG................................................................................22
2.2.2 DIE
VORPLANUNG................................................................................24
2.2.3 DIE GROBPLANUNG
.............................................................................
25
2.2.3.1
IDEALPLANUNG....................................................................
25
2.2.3.2
REALPLANUNG....................................................................
26
2.2.4 DIE
FEINPLANUNG...............................................................................27
2.2.5 DIE
AUSFUEHRUNGSPLANUNG................................................................28
2.2.6 DIE
AUSFUEHRUNG................................................................................28
2.3 UEBERBLICK UEBER GRUNDLEGENDE TECHNIKEN UND METHODEN ZUR ABBILDUNG
VON
MATERIALFLUSSSYSTEMEN.........................................................................29
2.3.1 GRUNDZUEGE DER GRAPHEN SOWIE DER GRAPHENTHEORIE
...............
30
2.3.2 UEBERSICHT UEBER DIE VERWENDUNG DER MATRIXDARSTELLUNG IN
PLANUNGSPROJEKTEN..........................................................................32
2.3.2.1 ADJAZENZMATRIX
..............................................................
32
2.3.2.2 BELASTUNGS- BZW. MATERIALFLUSSMATRIX
........................
36
2.5.2.3
TRANSPORTMATRIX..............................................................
37
2.5.2.4 DISTANZMATRIX
.................................................................
40
2.3.3 DIE BERECHNUNG DER TRANSPORTLEISTUNGSZIFFER (TLZ) ALS MASS FUER
DIE
TRANSPORTKOSTEN.......................................................................
41
2.4 VORSTELLUNG VON METHODEN UND VERFAHREN ZUR ERSTELLUNG VON
MATERIALFLUSSGUENSTIGEN
FABRIKLAYOUTS...................................................... 43
2.4.1 DAS KREISVERFAHREN NACH
SCHWERDTFEGER....................................47
2.4.2 DAS DREIECKSVERFAHREN NACH
SCHMIGALLA...................................48
2.4.3 DER ALGORITHMUS FUER DIE REIHENFOLGEVERBESSERUNG (VDI
2 49
8).................................................................................................
49
2.4.4 DIVERSE VERFAHREN AUS DER OPERATIONS RESEARCH LITERATUR... 49
2.5 DARSTELLUNG DER NUTZWERTANALYSE ALS METHODE ZUR BEWERTUNG VON
FABRIKLAYOUTVARIANTEN
.................................................................................
51
3 ERHEBUNG VOM STAND DER FORSCHUNG IM INTERDISZIPLINAER VERKNUEPFTEN
BEREICH VON BIONIK MIT LOGISTIK IM WISSENSCHAFTLICHEN SCHRIFTTUM
.............
55
3.1 UEBERBLICK UEBER DIE VERWENDETE METHODE ZUR ABGRENZUNG DES
UNTERSUCHUNGSBEREICHS IN DER BIBLIOMETRISCHEN ANALYSE
....................
56
3.2 AUSWAHL DER GEEIGNETEN DATENQUELLEN FUER DIE DURCHFUEHRUNG DER
UNTERSUCHUNG...............................................................................................
58
3.3 ERKLAERUNG DER DETAILS ZUR DURCHFUEHRUNG DER DATENSUCHE UND -
PRUEFUNG 60
3.4 ANALYSE UND INTERPRETATION DER BIBLIOMETRISCHEN
ERGEBNISSE.............60
3.4.1 DIE OUTPUT-ANALYSE
........................................................................
60
3.4.2 DIE
RESONANZ-ANALYSE...................................................................64
3.4.3 DARSTELLUNG DES RANKING UND BENCHMARKING INNERHALB DER
BIBLIOMETRISCHEN ERGEBNISSE
........................................................
68
3.4.4 DIE TREND-ANALYSE ALS HILFE ZUR ERHEBUNG AKTUELLER
ENTWICKLUNGEN DER PUBLIKATIONSDYNAMIK IM BEREICH BIONIK &
LOGISTIK..............................................................................................
70
3.4.5 DURCHFUEHRUNG VON FACHGEBIETSANALYSEN ZUR ERMITTLUNG VON
WISSENSCHAFTLICH STARK BZW. SCHWACH BEARBEITETEN
THEMENFELDERN
................................................................................
71
4 UNTERSUCHUNG DER EFFEKTE KLASSISCHER LAYOUTPLANUNGSMETHODEN AUF DIE
FABRIKLAYOUTSTRUKTUR DREIER INDUSTRIEBETRIEBE ANHAND VON
FALLSTUDIENANALYSEN..............................................................................................
77
4.1 VORSTELLUNG DER FORSCHUNGSMETHODISCHEN KONZEPTION DER
UNTERSUCHUNG...............................................................................................
77
4.1.1 BEGRUENDUNG DER METHODISCHEN VORGEHENSWEISE
....................
77
4.1.2 HINTERGRUENDE ZUM AUFBAU UND ZUR AUSWAHL DER FALLSTUDIEN.. 81
4.1.3 GRUNDLEGENDES ZU MESSGROESSEN, DATEN UND KATEGORISIERUNG IM
RAHMEN DER UNTERSUCHUNGEN
......................................................
83
4.1.3.1 DIE ZIELKATEGORIE 1: MATERIALFLUSS (K1)
......................
85
4.1.3.2 DIE ZIELKATEGORIE 2: FLAECHENBEDARF (K2 U. K 3 )
..........
86
4.1.3.3 DIE ZIELKATEGORIE 3: PLANUNGSAUFWAND (K4, K5 U.
K 6
)....................................................................................
87
4.1.3.4 DIE ZIELKATEGORIE 4: VERAENDERUNGSFAEHIGKEIT (K7 U.
K 8
)....................................................................................
88
4.1.3.5 VERWENDUNG VON BEWERTUNGSBOEGEN ALS GRUNDLAGE
FUER DIE MULTIKRITERIENBEWERTUNG
....................................
90
4.1.4 VORSTELLUNG DER VEWENDETEN SOFTWAREUNTERSTUETZUNG FUER DIE
DURCHFUEHRUNG DER
FALLSTUDIEN........................................................91
4.2 EVALUIERUNG DER KLASSISCH ERZEUGTEN FABRIKLAYOUTS ANHAND
DETAILLIERTER FALLSTUDIEN IN DREI
INDUSTRIEBETRIEBEN..................................96
4.2.1 FALLSTUDIE DER KLASSISCH ERZEUGTEN LAYOUTVARIANTEN AUF BASIS
VON FABRIK A
.....................................................................................
93
4.2.2 FALLSTUDIE DER KLASSISCH ERZEUGTEN LAYOUTVARIANTEN AUF BASIS
VON FABRIK B
...................................................................................
101
4.2.3 FALLSTUDIE DER KLASSISCH ERZEUGTEN LAYOUTVARIANTEN AUF BASIS
VON FABRIK C
............................................................................
103
4.3 GEGENUEBERSTELLUNG UND DISKUSSION DER FALLSTUDIEN MIT KLASSISCHEN
FABRIKLAYOUTS........................................................................................106
4.3.1 DIE ZIELKATEGORIE 1: MATERIALFLUSS
..............................................
108
4.3.2 DIE ZIELKATEGORIE 2: FLAECHENBEDARF
...............................
109
4.3.3 DIE ZIELKATEGORIE 3: PLANUNGSAUFWAND
.........................
109
4.3.4 DIE ZIELKATEGORIE 4: VERAENDERUNGSFAEHIGKEIT
...............
111
ENTWICKLUNG VON INNOVATIVEN FABRIKLAYOUT- UND
MATERIALFLUSSPLANUNGSMETHODEN ANHAND BIONISCHER
SYSTEMDESIGNMUSTER...................................................................................
115
5.1 DARSTELLUNG VON INNOVATIONSANSAETZEN UND KREATIVITAETSMETHODEN IN DER
WISSENSCHAFTLICHEN LITERATUR
.............................................................
115
5.1.1 VORSTELLUNG AUSGEWAEHLTER INTUITIVER KREATIVITAETSMETHODEN... 119
5.1.1.1
BRAINSTORMING...............................................................
119
5.1.1.2 SYNEKTIK
.........................................................................
119
5.1.1.3 METHODE
6-3-5.............................................................. 120
5.1.2 VORSTELLUNG AUSGEWAEHLTER DISKURSIVER KREATIVITAETSMETHODEN 120
5.1.2.1 T R IZ
..............................................................................
121
5.1.2.2 MORPHOLOGIE
................................................................
121
5.2 VORSTELLUNG DER GRUNDLAGEN UND VORGEHENSWEISEN IN DER BIONIK .. 122
5.2.1 ZUM BIONIK
BEGRIFF.........................................................................124
5.2.2 UEBERBLICK UEBER DIE VORGEHENSWEISEN IN DER
BIONIK................125
5.2.2.1 ANALOGIEFORSCHUNG
......................................................
128
5.2.2.2 VDI-RICHTLINIE 6220: BIONIK - KONZEPTION UND
STRATEGIE.........................................................................129
5.2.2.Z LUSCINIUS-METHODE
......................................................
130
5.2.3 AUSGEWAEHLTE BIONISCHE ANSAETZE IM KONTEXT DER LOGISTIK .... 132
5.3 ERLAEUTERUNG DER IM ZUGE DER ARBEIT ERFORSCHTEN ANSAETZE ZUR
ENTWICKLUNG INNOVATIVER BIONISCHER
SYSTEMDESIGNMUSTER.................134
5.3.1 WACHSTUMSPROZESSE ALS ERSTE AUSGANGSBASIS FUER DIE SUCHE
NACH BIONISCHEN
SYSTEMDESIGNMUSTERN...................................135
5.3.1.1 VORSTELLUNG DER PRINZIPIEN BASIEREND AUF DER
FIBONACCI-FOLGE ALS SYSTEMDESIGNMUSTER.............135
5.3.1.2 DIE BIENENWABE (FAVULA) ALS
SYSTEMDESIGNMUSTER...................................................140
5.3.1.3 ANDERE WACHSTUMSPROZESSE ALS ANALOGIEN FUER
POTENTIELL VERWENDBARE SYSTEMDESIGNMUSTER
.......
142
5.3.2 INPUT-OUTPUT PROZESSE ALS ZWEITE AUSGANGSBASIS FUER DIE SUCHE
NACH BIONISCHEN
SYSTEMDESIGNMUSTERN...................................143
5.3.2.1 DIE ECHTE RADNETZSPINNEN (ARANEIDAE) ALS
SYSTEMDESIGNMUSTER...................................................143
5.3.2.2 ANDERE INPUT-OUTPUT PROZESSE ALS ANALOGIEN FUER
POTENTIELL VERWENDBARE SYSTEMDESIGNMUSTER
.......
146
5.3.3 ABSTRAKTION DER GEFUNDENEN SYSTEMDESIGNMUSTER AUF DIE
LAYOUTPLANUNG
...............................................................................
147
5.3.3.1 DAS SPINNENNETZ
VERFAHREN......................................147
5.3.3.2 DAS BIENENWABEN VERFAHREN
....................................
150
5.3.3.3 DAS FIBONACCI EINFACHSPIRALEN VERFAHREN
.............
152
5.3.3.4 DAS FIBONACCI DOPPELSPIRALEN VERFAHREN
...............
154
5.4 EVALUIERUNG UND ANWENDUNG DER ERFORSCHTEN BIONISCHEN
SYSTEMDESIGNMUSTER IN DREI INDUSTRIEBETRIEBEN ANHAND VON
DETAILLIERTEN
FALLSTUDIEN.............................................................................
156
5.4.1 FALLSTUDIE DER BIONISCH ERZEUGTEN LAYOUTVARIANTEN AUF BASIS
VON FABRIK A
...................................................................................157
5.4.1.1 DAS FIBONACCI EINFACHSPIRALEN VERFAHREN
............
157
5.4.1.2 DAS FIBONACCI DOPPELSPIRALEN VERFAHREN...............157
5.4.1.3 DAS SPINNENNETZ VERFAHREN
.....................................
159
5.4.1.4 DAS BIENENWABEN VERFAHREN
...................................
159
5.4.2 FALLSTUDIE DER BIONISCH ERZEUGTEN LAYOUTVARIANTEN AUF BASIS
VON FABRIK B
...................................................................................
160
5.4.2.1 DAS FIBONACCI EINFACHSPIRALEN VERFAHREN........161
5.4.2.2 DAS FIBONACCI DOPPELSPIRALEN VERFAHREN
...............
161
5.4.2.3 DAS SPINNENNETZ VERFAHREN
.....................................
161
5.4.2.4 DAS BIENENWABEN VERFAHREN
.....................................
161
5.4.3 FALLSTUDIE DER BIONISCH ERZEUGTEN LAYOUTVARIANTEN AUF BASIS
VON FABRIK C
...................................................................................
164
5.4.3.1 DAS FIBONACCI EINFACHSPIRALEN VERFAHREN
.............
164
5.4.3.2 DAS FIBONACCI DOPPELSPIRALEN VERFAHREN
................
164
5.4.3.3 DAS SPINNENNETZ VERFAHREN
.......................................
166
5.4.3.4 DAS BIENENWABEN
VERFAHREN.....................................166
5.5 GEGENUEBERSTELLUNG UND DISKUSSION DER FALLSTUDIEN MIT BIONISCHEN
SYSTEMDESIGNMUSTERN
..............................................................................
168
5.5.1 DIE ZIELKATEGORIE 1:
MATERIALFLUSS...............................................170
5.5.2 DIE ZIELKATEGORIE 2: FLAECHENBEDARF
...........................................
172
5.5.3 DIE ZIELKATEGORIE 3:
PLANUNGSAUFWAND......................................172
5.5.4 DIE ZIELKATEGORIE 4: VERAENDERUNGSFAEHIGKEIT
.............................
173
5.6 CONCLUSIO UND GEGENUEBERSTELLUNG KLASSISCH VS. BIONISCH ERZEUGTER
FABRIKLAYOUTS
..............................................................................................
175
5.6.1 DIE ZIELKATEGORIE 1: MATERIALFLUSS
..............................................
178
5.6.2 DIE ZIELKATEGORIE 2: FLAECHENBEDARF
...........................................
180
5.6.3 DIE ZIELKATEGORIE 3:
PLANUNGSAUFWAND......................................181
5.6.4 DIE ZIELKATEGORIE 4: VERAENDERUNGSFAEHIGKEIT
.............................
182
5.7 IMPLIKATIONEN AUS DER DURCHGEFUEHRTEN STUDIE FUER DIE THEORIEBILDUNG
UND DIE
UNTERNEHMENSPRAXIS..................................................................183
5.7.1 METHODISCHE SCHWAECHEN UND STAERKEN DER UNTERSUCHUNG... 183
5.7.2 SIGNIFIKANZ FUER REALE PROBLEMSTELLUNGEN
...................................
185
5.7.3 HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN FUER DEN
PLANER..................................166
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK AUF WEITERE FORSCHUNGSFRAGEN
.............
189
6.1 ERGEBNISSE DER VORLIEGENDEN ARBEIT
......................................................
189
6.2 AUSBLICK UND WEITERE FORSCHUNGSANSAETZE
............................................
191
LITERATURVERZEICHNIS.....................................................................................................
194
ANHANG 1: DIE UNTERSUCHTEN PUBLIKATIONEN DER BIBLIOMETRISCHEN ANALYSE
......
213
ANHANG 2: DIE TRANSPORTINTENSITAETSMATRIZEN DER DREI UNTERSUCHTEN
FABRIKEN 223
ANHANG 3: DIE RECHTECK- UND NETZFLAECHEN DER DREI UNTERSUCHTEN
FABRIKEN... 231
ANHANG 4: DIE BEWERTUNGSBOEGEN DER DREI ANALYSIERTEN FABRIKEN
......................
240
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