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Methodik zur integrierten Grobplanung von Abläufen und Strukturen mit digitalen Fabrikmodellen



Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Karsten Schmidt

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2002

UmfangXIII, 144 S. : Ill., graph. Darst.


Dissertation, Aachen, Techn. Hochsch., 2003

Prüfungsjahr: 2002. - Publikationsjahr: 2003


Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter


Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2002-09-27

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-6382
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/58821/files/58821.pdf

Einrichtungen

  1. Lehrstuhl für Produktionssystematik (417210)
  2. Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen (417200)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Fabrikplanung (Genormte SW) ; Ablaufplanung (Genormte SW) ; Grobplanung (Genormte SW) ; Referenzmodell (Genormte SW) ; Wirtschaft (frei) ; Simulation (frei) ; Virtual Reality (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 330

Kurzfassung
Eine zentrale Herausforderung für die Fabrikplanung stellt die Bewältigung der Komplexität der Produktionsabläufe und -strukturen und ihrer gegenseitigen Beeinflussungen in einem zunehmend dynamischen Wettbewerbsumfeld dar. In diesem Umfeld, das von der Forderung nach Wandlungsfähigkeit geprägt ist, kommt der Fabrikplanung eine zentrale Rolle bei. Vor dem Hintergrund zunehmender Planungshäufigkeit und verschärfter Zeitvorgaben bieten bestehende Methoden zwar fragmentarische Unterstützung zur Planung von Produktionsabläufen und -strukturen. Ein durchgängiger Ansatz zur systematischen Grobplanung von Abläufen und Strukturen unter durchgängiger Nutzung rechnergestützter Hilfsmittel wie Simulation und Virtual Reality ist jedoch derzeit nicht verfügbar. Aus diesem Grund war es das Ziel dieser Arbeit, eine Methodik zur integrierten Grobplanung von Abläufen und Strukturen mit digitalen Fabrikmodellen zu entwickeln. Unter Nutzung von Modelltheorie und Systemtechnik wurde die Methodik zur integrierten Ablauf- und Strukturplanung entwickelt, welche aus drei Komponenten besteht: i) ein objektorientiertes Referenzmodell zur integrierten Modellierung von Abläufen und Strukturen in der Produktion, ii) eine Planungsmethode auf der Basis von acht objektbezogenen Planungselementen und iii) ein EDV-Tool, welches die datentechnische Umsetzung von Modell und Methode darstellt und Virtual Reality für die realitätsnahe Visualisierung mit Ablaufsimulation verknüpft. Prägend für die Ausgestaltung der Methodik war die konsequente Verfolgung des Ansatzes einer Integration von Ablauf- und Strukturplanung. Ausgehend von den Beziehungen zwischen Abläufen und Strukturen auf der Objektebene wurde die Integration auf die Planungsebene übertragen und vom Modell über die Planungsmethode bis zur Implementierung in das EDV-Tool indyGO in vier definierten Schritten konsequent umgesetzt. Mit diesem Tool wurde prototypisch die Anbindung des Planungstisches des Fraunhofer IPA als Frontend für die Layoutplanung und des am WZL entwickelten Simulationsbaukastens für die dynamische Bewertung realisiert und so die schnelle und aufwandsarme Gestaltung und Bewertung alternativer Fabrikszenarien in einem interdisziplinären und systematischen Ansatz unterstützt. In einem industriellen Fallbeispiel wurde die Methodik zur integrierten Ablauf- und Strukturplanung hinsichtlich Anwendbarkeit und Konsistenz überprüft. Es zeigte sich, daß das Modell des zu gestaltenden Produktionsbereiches schnell und mit geringem Aufwand erstellt und in Simulationsexperimenten bewertet werden konnte. Damit leistet diese Arbeit einen Beitrag dazu, die aus der gegenseitigen Beeinflussung von Abläufen und Strukturen resultierende Komplexität zu bewältigen und die für die Unternehmen in Zukunft immer bedeutendere Wandlungsfähigkeit seitens der Fabrikplanung zu realisieren.

A central challenge for todays factory planning is the management of complexity - the complexity of production processes and structures and their interdependencies. In an increasingly dynamic and competitive environment, factory planning is becoming a more and more crucial core process for production industries. In the context of increasing planning frequency and tighter time limits, available planning procedures and systems do support the design of production processes and structures only fragmentarily. Especially for early planning phases, a comprehensive and consistent approach towards systematic design of processes and structures involving discreet event simulation and virtual reality is not available. Hence, it was the task of this thesis to develop a methodology for integrated rough design of processes and structures with digital factory models . With application of model theory and systems engineering, a methodology was developed which consists of three components: i) an object-oriented reference model for the integrated modelling of process and structures within production, ii) a design procedure based on eight object-related design elements and iii) an integrated IT-tool which represents the implementation of model and procedure and combines realistic 3D-visualisation with discreet event simulation. For the development of the methodology, a systematic approach towards integration of process- and structure-design was applied. Starting with the relations between processes and structures on the object-level, integration was transferred to the design level. In four consecutive steps, starting with the reference model via the design procedure it was implemented into the IT-tool indyGO. This tool is based on the connection of the Factory Planning Table by Fraunhofer IPA (used as a front end for layout planning) with the Simulation Tool-Kit of WZL (for dynamic evaluation). It supports quick and efficient design and evaluation of alternative factory scenarios for interdisciplinary design teams. In an industrial case study, the methodology was tested. Its applicability is shown by the planning results: both, an efficient and quick planning process as well as improved planning results - a flexible an productive factory department for gear parts.

Fulltext:
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(additional files)

Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis

Format
online, print

Sprache
German

Externe Identnummern
HBZ: HT013798893

Interne Identnummern
RWTH-CONV-120653
Datensatz-ID: 58821

Beteiligte Länder
Germany

 GO


OpenAccess

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The record appears in these collections:
Document types > Theses > Ph.D. Theses
Faculty of Mechanical Engineering (Fac.4)
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417210
417200

 Record created 2013-01-28, last modified 2024-02-07


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