Paderborn, Fertigungslenkung LE 2: MFERT

Anforderungen an ein universelles Modell der Fertigung Universell: Jede Fertigung und jede Fertigungslenkung müssen modellierbar sein Verbrauchsorientiert / bedarfsorientiert Kundenanonym / Kundenaufträge Begrenzte Potentialfaktoren Alternativen Prozeßnahe Modellierung Flexible Strategien etc. Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 1 26.08.2000 18:25 Einheitlicher Modellierungsansatz MFERT Bestand Zugang Abgang Σ Zugang Zugänge Abgänge Bestände t t t t t t t t t t Zeitachsen Fertigungs- elemente Fertigungs- t t elementknoten Fertigungs- vorgangsknoten Belegung Fertigungsmittel Belegungen t Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 2 26.08.2000 18:25 Modellierungskomponente Zeit Zeitmodellierung t - diskret 0 - individuelle Zeitmodelle t 1 t 2 t t t t t t t 3 t 4 t 5 Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 3 26.08.2000 18:25 Fertigungselemente Fertigungselement-Klassen FE-Klasse FE-Klasse „Matrialien“ „Betriebsmittel“ FE-Klasse FE-Klasse FE-Klasse FE-Klasse FE-Klasse „Gebinde“ „Rohling 4711“ „Erzeugnisse“ „Fließbänder“ „Drehmaschinen“ „kleine „große Drehmaschine“ Drehmaschine“ FE-Knoten FE-Knoten „Materialien“ „Erzeugnisse“ FE-Knoten „Betriebsmittel“ Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 4 26.08.2000 18:25 Fertigungsvorgänge FV-KLassen FV-Klasse FV-Klasse FV-Klasse „Bearbeiten“ „Montage“ „Transport“ FV-Klasse FV-Klasse „Drehen“ “Fräsen“ FE-Knoten FE-Knoten „Drehen oder Fräsen“ „Montage“ Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 5 26.08.2000 18:25 Beispiele für Eigenschaften von Fertigungselementen • Zeitangaben: - Verfügbarkeit: nur Frühschicht - Zeitmodell: Fabrikkalender, Zeitabschnitt Stunde • Leistungsfähigkeit: FE-Klasse - Ort: Lager 4711 „Rohmaterial“ - Maximaler Durchmesser: 8 mm • Kapazität: - Verbrauch: 200 Teile / Schicht - Verfügbarkeit: 8 Stunden / Tag - Fasssungsvermögen: 100 Teile Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 6 26.08.2000 18:25 Eigenschaften von Fetrigungsvorgängen • Zeitangaben - Referenzzeitpunkt: Anfang des Vorganges - Zeitmodell: Fabrikkalender,Zeitabschnitt 10 min. • Leistungsfähigkeit: FE-Klasse - Vorgänge : alle Bohrvorgänge „Bohrvorgänge“ - Betriebsmittell: beliebige Bohrmaschine • Kapazität: - Verbrauch:100 Teile/Stunde - Mindestmenge:5 Teile Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 7 26.08.2000 18:25 Flüsse von Fertigungselementen T T’ T’’ Vorgänger- Bestand FE-Klasse Fluß Beginn FV-Klasse Ende Fluß Nachfolger- FE-Klasse Bestand Material- flußrichtung Zeit Vorwärtsbetrachtung Rückwärtsbetrachtung Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 8 26.08.2000 18:25 Funktionalität Lokale Methoden: Dispositions- verfahren Dispositionsverfahren: Reihenfolge- verfahren • Bestellzyklusverfahren • Periodenbedarf Sprachkonstrukte: • Auffüllen Belegungs- • festes Los begin ... end verfahren if ... then ... else ... • Bestellpunktverfahren while ... do ... • Bedarf des Zeitpunkts • Auffüllen Berechne (...) • festes Los Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 9 26.08.2000 18:25 Modellierungsbeispiel Bedarfsfaktoren Vorlaufzeit- verschiebung Bestandsabgleich •4 BB t NB BB t Beine BB •1 Tisch Montage BB = Bruttobedarf Platten NB = Nettobedarf Fertigungslenkung - LE 2: Das Modell der Fertigung 10 26.08.2000 18:25

Fertigungslenkung – LE 2: Modell der Fertigung (MFERT) Überblick ........................................................................................................ 1 Abstract............................................................................................................ 1 Lernziele........................................................................................................... 1 Lektion 1: Anforderungen an ein universelles Modell der Fertigung ............... 3 Lektion 2: Fertigungselemente und Fertigungsvorgänge ................................ 7 Lektion 3: Flüsse von Fertigungselementen .................................................. 12 Lektion 4: Methoden ..................................................................................... 16 Beispiele für Methoden der FE-Klasse ................................................................. 16 Verwalten ein- und ausgehender FE-Flüsse ................................................. 16 Eintritts-/Austrittfunktionen – Dispositionsprinzipien..................................... 18 Verwalten des Zustands in einer FE-Klasse.................................................. 19 Lokaler Ablauf der FE-Klasse/des FE-Knotens .............................................. 20 Beispiele für Methoden der FV-Klasse ................................................................. 21 Verwalten von ein- und ausgehenden FE-Flüssen ......................................... 21 Eintritts-/Austrittsfunktionen – Transformationsprinzipien ............................. 22 Lektion 5: Modellierungsbeispiele................................................................. 24 Literatur ....................................................................................................... 27 Überblick Abstract In dieser Lerneinheit werden die Anforderungen an ein universelles Modell der Fertigung formuliert und das MFERT als ein solches Modell vorgestellt. Lernziele Nach Beendigung dieser Lerneinheit sollen die Teilnehmer: 1. Die Anforderungen an ein universelles Modell der Fertigung formulieren können. 2. Die Komponenten des Modells der Fertigung kennen und in ihrem Wissensspeicher Lerneinheit 2: MFERT 1 Zusammenwirken verstehen. 3. Zeit, Attribute, Fertigungselemente und -vorgänge, Ablaufstruktur und Flüsse als Komponenten zur Beschreibung des Fertigungsgeschehens beschreiben können. 4. Methoden, Kommunikation und Ablaufsteuerung als Komponenten zur Beschreibung des Fertigungslenkung beschreiben können. 5. Existierende Modelle in der Fertigung als Spezialisierungen des universellen Modells verstehen. Wissensspeicher Lerneinheit 2: MFERT 2 Lektion 1: Anforderungen an ein universelles Modell der Fertigung In diesem Kapitel soll die Spannweite aufgezeigt werden, die ein hinsichtlich der Fertigungslenkung universelles Modell der Fertigung abdecken muß, und daraus Anforderungen an dieses bzw. dessen Eigenschaften abgeleitet werden. Anforderungen Hinsichtlich der Erzeugnisstruktur müssen sowohl einstufige als auch bzgl. der mehrstufige Fertigungen dargestellt werden können. Erzeugnisstruktur Während eine einstufige Fertigung sich im wesentlichen als "Black Box" mit Input und Output darstellt, erfordert eine mehrstufige Fertigung Modellelemente zur Darstellung einer einzelnen Fertigungsstufe, die zur Modellierung der gesamten Fertigung geeignet kombiniert werden können. Anforderungen Die Auslösungsart unterscheidet zwischen verbrauchsorientiertem bzgl. der und bedarfsorientiertem Anstoß der Fertigung bzw. der Auslösungsart Wiederbeschaffung. Eine verbrauchsorientierte Fertigung kontrolliert isolierte Elemente wie Material, Teile, Baugruppen usw., deren Bestand die einen Auftrag auslösende Kontroll- und Steuergröße liefert. In der Regel setzt eine verbrauchsorientierte Fertigung größere Stückzahlen voraus, so daß es möglich wird, diese Kontroll-/Steuergrößen a priori zu definieren, und außerdem vorausgesetzt werden kann, daß die nicht im Modell der Fertigung enthaltenen Informationen der Fertigung bekannt sind und zur Durchführung der Fertigung auch keine weiteren Vorgaben aus der Fertigungslenkung erforderlich sind. Eine bedarfsorientierte Fertigung füllt, anders als die verbrauchsorientierte Vorgehensweise, Bestände nicht bis zu einem Maximalbestand auf, auch wenn kein unmittelbarer Verbrauch ansteht, sondern versucht, für zukünftig anstehenden, eine Fertigung termingerecht anzustoßen, so daß Liefertreue mit minimalen Beständen erreicht wird. Voraussetzung für diese Art der synchronisierten Fertigungsveranlassung ist aber, daß das Modell der Fertigung sowohl die Relationen zwischen den Fertigungsstufen als auch die dort zur Fertigung bzw. Wiederbeschaffung erforderlichen Dauern und dies in Fertigungstermine umsetzen Wissensspeicher Lerneinheit 2: MFERT 3 kann. Zeitmodell Betrachtet man ein Fertigungssystem als geschlossenes System, dann kann eine bedarfsorientierte Fertigungslenkung ein beliebiges internes Zeitmodell wählen, ein verbrauchsorientiertes Vorgehen aber immer nur den aktuellen Zeitpunkt betrachten. Es ist hier völlig ausreichend, sich dahin gehend zu einigen, die Zeit in der Art "Wenn Herr Müller mit A fertig ist, dann beginnt er mit B" auszudrücken, so wie dies z. B. bei Petri-Netzen der Fall ist. Wenn man dagegen einen Anschluß an die Umsysteme braucht, muß man sich auf ein allgemein anerkanntes Zeitmodell einigen. Anforderungen Die Dispositionsart unterscheidet nach Kundenauftragsfertigung und bzgl. der kundenanonymer Fertigung. Dispositionsart Kundenauftragsfertigung in äußerster Konsequenz bedeutet, daß einzelne Fertigungsaufträge zu einem Kundenauftrag verknüpft werden und diese Struktur (Strukturstückliste) nur einmal instanziert wird. Ein Teil 4711 erhält automatisch die Kundenidentifikation und wird damit auch kundenspezifisch hergestellt und gelagert. Ein Kommissionieren findet nicht statt. Eine Bestandsführung kann sich jederzeit auf eine 0/1-Aussage reduzieren. Dasselbe gilt für die Durchführung der Fertigung. Auch hier gibt es nur die zwei Möglichkeiten "Arbeitsvorgang in Arbeit" / "Arbeitsvorgang nicht in Arbeit" (noch nicht begonnen oder bereits beendet). Kundenanonyme Fertigung definiert dagegen einen erzeugnisorientierten, kundenunabhängigen Ablauf, der über der Zeit mehrfach instanziert wird. Die Mehrfachverwendung und das damit verbundene Kommissionieren wird ein wesentlicher Teil der Fertigungsphilosophie. Bestände definieren, wieviele Nachfolgeprozesse beginnen können, und da mehrere Nachfolgeprozesse konkurrieren können, muß diese Konkurrenzsituation auch ausgedrückt werden können (Gozintograph). Damit ist aber bei kundenanonymer Fertigung mit Mehrfachverwendung der Durchlauf durch das Fertigungssystem nicht mehr vollständig vorherbestimmt – ein wesentlicher Unterschied zur Kundenauftragsfertigung. Dafür kann jederzeit auf dem aktuellen Bestand aufsetzend umdisponiert werden. Wissensspeicher Lerneinheit 2: MFERT 4 Bei Mischformen (z. B. Teilefertigung anonym – Montage kundenspezifisch) weist erst das Lager den Kundennamen zu. Vergleichbares gilt für die einzelnen Arbeitsvorgänge: Ein bestimmter Vorgang wird bei Kundenauftragsfertigung nur ein einziges Mal durchgeführt. Bei kundenanonymer Fertigung wird er dagegen über der Zeit immer wieder instanziert. Liegt als Fertigungsablaufart eine Fließfertigung vor, so muß sogar eine Aussage getroffen werden können, wie oft ein Arbeitsvorgang zum selben Zeitpunkt instanziert wurde. Begrenzte Ein Fertigungslenkungssystem kann nur dann eine korrekte – und Potentialfaktoren damit ausführbare – Aussage machen, wenn alle Potentialfaktoren in ihrer begrenzten Verfügbarkeit beschrieben werden.