Dispositionsstrategien - Konzeption und Umsetzung eines SAP-Dispositionsparameter-Controllings zur Bestandsoptimierung. - 126 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Aufgrund des hohen Wettbewerbsdrucks haben Unternehmen das Bestreben, mit möglichst geringen Lagerbeständen trotzdem einen hohen Servicegrad zur Befriedigung der Kundenbedürfnisse erreichen zu können. Dies hat eine höhere Liquidität und geringere Kapitalbindungskosten zur Folge. In der vorliegenden Arbeit soll deshalb die Frage geklärt werden, wie die Dispositionsparameter einer SAP-gestützten Materialdisposition eingestellt werden müssen, damit Lagerbestände nachhaltig gesenkt werden können, ohne die Lieferbereitschaft zu gefährden. Dazu werden zunächst verschiedene der Materialwirtschaft zugrundeliegende Dispositionsstrategien erörtert und anhand ihrer Eigenschaften grob den Clustern einer ABC/XYZ-Klassifizierung der Materialien zugeordnet. Im nächsten Schritt werden weitere Einflusskriterien definiert, anhand derer die genaue Festlegung der Dispositionsstrategie und gleichzeitig die materialspezifische Zuweisung der konkreten Einstellgrößen der SAP-Parameter erfolgt. Abschließend wird - basierend auf Microsoft Access - das Konzept für ein Tool entworfen, welches die automatische Ermittlung optimaler Dispositionsparameter auf Basis der verschiedenen Eigenschaften eines ausgewählten Materials ermöglicht.
Untersuchung von Reinforcement-basierten und Neuroevolutionsverfahren in der simulationsbasierten Optimierung. - 114S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Um mittels der simulationsbasierten Optimierung komplexe, kombinatorische Entscheidungsprobleme, welche z. B. bei der Planung und Steuerung der Produktion vorherrschen lösen zu können, kommen häufig heuristische Optimierungsverfahren zum Einsatz. Diese ermöglichen es mit realverträglichem Zeit- und Kostenaufwand Lösungen für die zugrunde liegende Fragestellung zu finden, haben allerdings den Nachteil, dass die Qualität der gefundenen Lösungen oft nicht abschätzbar und großen Schwankungen unterlegen ist (vgl. [FR06, S. 2 ff.]). In dieser Arbeit wird deshalb untersucht, ob der NEAT-Algorithmus (Neuroevolution through Augmenting Topologies), welcher von Kenneth O. Stanley und Risto Miikkulainen für die Lösung von Reinforcementproblemen entwickelt wurde, in der Lage ist, für komplexe, realitätsnahe Entscheidungsprobleme optimale Lösungen zu finden und er sich somit für den Einsatz im Rahmen der simulationsbasierten Optimierung eignet. Hierfür wurde ein operatives Maschinenbelegungsproblem in einem Job-Shop-Produktionssystem modelliert, wobei kosten- und zeitorientierte Kriterien minimiert werden sollten. Zudem wurde eine geeignete Testumgebung entwickelt und eine Reihe von Versuchen durchgeführt. Die Ergebnisse der mit dem NEAT-Algorithmus erfolgten Experimente wurden heuristisch ermittelten Resultaten gegenübergestellt und haben gezeigt, dass der NEAT-Algorithmus in der Lage ist, bessere Lösungen als die heuristische Vorgehensweise zu finden. Allerdings hat die Untersuchung auch ergeben, dass die Anwendung des NEAT-Algorithmus mit deutlich höherem Zeit- und Rechenaufwand verbunden ist, wodurch dessen Anwendung als Optimierungsverfahren im Rahmen der simulationsbasierten Optimierung im Kontext des zu lösenden Optimierungsproblems unter Kosten- und Nutzengesichtspunkten im Einzelfall zu prüfen ist. Abschließend werden einige Fragen aufgegriffen, die in dieser Arbeit nicht beantwortet werden konnten, aber zu interessanten Erkenntnisse führen können.
Planungsbegleitende Durchführung einer Belieferungssimulation zur Unterstützung der Intralogistik in der Automobilindustrie. - 95 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010
Vor dem Hintergrund zunehmender Komplexität in der Intralogistik kommt der Absicherung der Logistikplanung eine immer größere Bedeutung zu. In der Automobilindustrie werden zum Zwecke der Planungsabsicherung des Material- und Informationsflusses sogenannte Belieferungssimulationen durchgeführt, die sich durch einen hohen Detaillierungsgrad und eine geringe Wiederverwendbarkeit auszeichnen. - Der Aufwand des Simulationsexperten liegt dabei schwerpunktmäßig in den Bereichen der Datenbeschaffung und Datenvalidierung. Aus diesem Grund fokussiert diese Arbeit die Integration der Simulation in die Digitalen Fabrik und die Anwendung einer teilautomatischen Modellgenerierung. In einem integrierten Vorgehensmodell zur Erstellung einer planungsbegleitenden Belieferungssimulation werden Methoden zur Effizienzsteigerung vorgestellt. - Da die Informationen der Logistikplanung nicht vollständig sind oder keine ausreichende Datenqualität aufweisen, wird das zusätzliche Wissen des Simulationsexperten in einem semantischen Netz gesichert. Im Kontext der planungsbegleitenden (also mehrfach durchzuführenden) Belieferungssimulation kann die Wiederverwendbarkeit dieses Wissens signifikant gesteigert werden. Zur Unterstützung der Simulation werden darüber hinaus Standards aus der Intralogistik verwendet und durch einen speziellen Bausteinkasten unterstützt.
Integrierte Software Lösung zur Optimierung der Rohbau Konfiguration. - 70 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
In dieser Arbeit wurde das Konzept eines Konfigurators in der Rohbauplanung vorgestellt. Mit Hilfe des Konfigurators ist der Rohbauplaner in der Lage schneller Merkmale, Austaktung und viele weitere Eigenschaften/Aufgaben zu erfassen.
Interoperabilität von Simulationssoftware und betriebswirtschaftlicher Standardsoftware im Kontext der Planung und Simulation der Produktion. - 152 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Die Interoperabilität von Softwaresystemen im direkten Produktionsumfeld ist einerseits ein wünschenswertes Ziel, andererseits aber auch eine notwendige Voraussetzung für die problemslose Wahrnehmung der Planungs- und Produktionsaufgaben industrieller Unternehmen. In den letzten Jahren wurde eine Vielzahl von Softwareapplikationen für die unterschiedlichsten Unternehmensbereiche entwickelt. Diese haben die Aufgabe die einzelnen Funktionen der Betriebsbereiche rechentechnisch zu unterstützen und somit die Planungs- und Ausführungsabläufe zu beschleunigen. Dies ist prinzipiell jedoch nur möglich, wenn nicht nur die Interaktion mit den Systemnutzern optimiert wird, sondern auch die Kommunikation und der Datenaustausch zwischen den betreffenden Systemen. Zu diesem Zweck existieren verschiedene Standardisierungskonzepte, die die Grundlage für die Zusammenarbeit heterogener Softwaresysteme darstellen. Sie definieren einheitliche Regeln und Rahmenbedingungen für den Austausch von Informationen innerhalb sowie zwischen den unterschiedlichen Unternehmensbereichen und den beteiligten Anwendungssystemen. Die Einführung und Nutzung derartiger Konzepte ist ein maßgeblicher Faktor bei der Aufrechterhaltung der Wirtschaftlichkeit und Konkurrenzfähigkeit von produzierenden, industriellen Unternehmen. - Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Möglichkeiten der Integration und Interoperabilität von Softwaresystemen im direkten Produktionsumfeld aufzuzeigen und dabei auf konkrete Standardisierungskonzepte für den innerbetrieblichen Informationsaustausch einzugehen. Im Rahmen dieser Arbeit werden deshalb verschiedene Standardsoftwaresysteme vorgestellt und deren Schnittstellen zu anderen Unternehmensbereichen, vor allem aber zur Simulation, identifiziert. Davon ausgehend sollen unterschiedliche Standardisierungskonzepte erläutert und hinsichtlich ihres Beitrags zur Integration und Interoperabilität von Softwaresystemen analysiert werden. Dazu werden entsprechende Bewertungskriterien formuliert und auf die einzelnen Konzepte angewendet. Somit wird deren Leistung bezüglich der Bewertungskategorien durch konkrete Zahlenwerte ausgedrückt. Diese werden anschließend zu einem Gesamtbewertungsergebnis zusammengefasst. Die Gegenüberstellung dieser Ergebnisse soll die Aufstellung einer Rangliste ermöglichen, welche den Beitrag der einzelnen Standardisierungskonzepte zur Interoperabilität von Softwaresystemen im direkten Produktionsumfeld verdeutlicht. Das endgültige Ziel der Arbeit besteht in der Auswahl eines so genannten Best-Practise Kandidaten, also jenem Konzept, welches den größten Interoperabilitätsbeitrag liefert.
Die Digitale Fabrik in klein- und mittelständischen Unternehmen - Potentiale, Skalierung und Einführungskonzepte. - 119 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Die Digitale Fabrik bietet vielfältige Vorteile in der Fertigungsplanung und der Produktion. Die Einführung und Nutzung ist jedoch insbesondere für klein- und mittelständische Unternehmen (KMU) mit erheblichen Problemen verbunden. Im Rahmen der Arbeit werden ausgehend vom Stand der Fertigungsplanung die Probleme bei der Einführung und Nutzung der Digitalen Fabrik identifiziert. Anschließend werden Konzepte zur Einführung und Nutzung der Digitalen Fabrik, die insbesondere auf KMU zugeschnitten sind, vorgestellt. Einen Schwerpunkt stellt dabei das Konzept zur Skalierung der Digitalen Fabrik dar. Dabei wird durch die Bewertung der potentiell einsetzbaren Softwarewerkzeuge der wirtschaftliche und strategische Nutzen der Digitalen Fabrik für ein Unternehmen abgeschätzt. Dabei kommen sowohl objektive als auch subjektive Bewertungskriterien. Durch die Integration dieser Bewertungskriterien können dann zielgerichtet Softwarewerkzeuge ausgewählt und im Unternehmen eingesetzt werden.
Integrierter Simulations- und Optimierungsansatz für das Supply Chain Management. - 97 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Das Management der Supply Chain wird mehr und mehr eine wichtige und anspruchsvolle Aufgabe der Unternehmen sein sowohl in der Literatur als auch in der Praxis. Diskret ereignisorientierte Simulationen und linear Programming (LP)-Algorithmen werden im Allgemeinen für die Supply Chain-Planung verwendet. In dieser Diplomarbeit wird eine neue Lösungsmethode dargestellt, die die analytische LP-Optimierung und die Simulation kombiniert. Das LP-Optimierungsmodell wurde für ein allgemeines Supply Chain-Netzwerk abgebildet und mittels Optimierungssoftware GNU Linear Programming KIT implementiert. Zur Simulation wurde die Struktur des Supply Chain-Netzwerks als festgelegtes Szenario betrachtet. Das Simulationsmodell enthält alle Akteure eines Supply Chain-Netzwerks und die nicht linearen Elemente. Das Simulationsmodell wurde mit Hilfe des Simulationswerkzeugs Tecnomatix Plant Simulation 8.2 implementiert. Die Kopplung zwischen den beiden Modellen erfolgt über Microsoft Excel oder den Editor, die dem Informationsaustausch zwischen der Simulation und der Optimierung dienen. Die Lösung des Optimierungsmodells wird als Produktions- und Lieferplan in Simulationsmodell verwendet. Dann können weitere Simulationsexperimente durchgeführt werden. Die Testbeispiele in der Arbeit haben gezeigt, dass dieser Ansatz eine raschere Berechnung der optimalen Lösung liefert und vorteilhafter als die herkömmlichen Lösungsmethoden (einzelne Simulationsmethode und einzelne Optimierungsmethode) ist. Dieser Lösungsansatz scheint für in der Praxis ähnliche Testfälle anwendbar und sinnvoll zu sein.
Implementierung eines Prozesses für die software gestütze Berichterstellung mit Hilfe von Textbausteinen für Qualitätsaudits nach DIN EN ISO 9001. - 103 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Audits stellen ein Kernelement der Qualifizierung von Abläufen in Unternehmen nach der ISO9001 dar. Der Prozess zur Berichterstellung für interne und externe Audits werden im Rahmen dieser Arbeit untersucht und optimiert. Ziel war es, den Prozess mit Hilfe einer MS Access Anwendung vollständig zu digitalisieren. Die zu entwickelte Anwendung erleichtert die Erstellung der Berichte. Die Erfordernisse von internen und externen Audits wurden dabei ebenso berücksichtigt wie die Unterschiede zwischen System-, Prozess- und Produktaudits. Weiterhin nutzt das System die Daten der bestehenden Lieferantenverwaltung. Für eine effektive Berichterstellung, werden dem Benutzer für möglichst viele Themenfelder Textbausteine zur Verfügung gestellt. Um der inhaltlichen Komplexität der Auditberichte gerecht zu werden, wurde außerdem die Möglichkeit der individuellen Eingabe von Texten ("Freitext") vorgesehen. Die Freitexte werden ebenfalls temporär im System gespeichert und sollten auf Übernahme in den Bestand der Textbausteine geprüft werden. Der Aufwand für die Administration der Datenbank, insbesondere der Verwaltung der Textbausteine, sollte möglichst gering gehalten werden. Es wurde daher versucht Bewertungskriterien für die Güte der Textbausteine zu finden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde darüber hinaus untersucht, ob mit Hilfe evolutionärer Algorithmen eine Reduktion des Administrationsaufwands erreichbar ist. Besonders die Möglichkeiten der automatisierten Übernahme von Freitexten in den Bestand und die Streichung nicht verwendeter Textbausteine wurden untersucht.
Simulationsbasierte Optimierung von Planungs- und Steuerungsstrategien im Supply Chain Management. - 134 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Simulationsmodell unter Verwendung des Simulationsprogramms Plant Simulation von Tecnomatix angefertigt, welches der Untersuchung und Optimierung von Prozessen in einem konkreten Supply Chain-Modell dient. Neben der Abbildung der Beschaffungs- und Distributionsprozesse innerhalb der Supply Chain liegt der besondere Fokus auf der detaillierten Modellierung von Produktionsprozessen. Dabei wurde insbesondere die Ermittlung geeigneter Losgrößen, bei Existenz von Rüstzeiten und -kosten, im Zusammenhang mit dem Treffen von Scheduling-Entscheidungen im Rahmen einer mehrstufigen Fertigung umgesetzt. Das Supply Chain-Modell, welches im Sinne einer Experimentierplattform angelegt wurde, kann zum einen hinsichtlich seiner Zusammensetzung aus den verschiedenen Supply Chain-Bestandteilen in einem vorgegebenen Rahmen variiert werden, was gleichzeitig über die mögliche Zusammensetzung und Anzahl der abgebildeten Produkte entscheidet. Zum anderen können die einzelnen Komponenten bezüglich anzuwendender Bestell- bzw. Lagerhaltungsstrategien sowie Losgrößenplanungs- und Reihenfolgeplanungsstrategien konfiguriert werden. Durch die Möglichkeit der Variation der Struktur der Supply Chain und die unterschiedliche Kombination der Strategien ihrer Bestandteile wird generell das Simulieren unterschiedlichster Szenarien ermöglicht. Innerhalb der Arbeit wurde exemplarisch ein konkretes Ausgangsszenario im Hinblick auf Gesamtkosten und erreichte Servicegrade der Komponenten optimiert. Mit Hilfe des programminternen Genetischen Algorithmus wurden Orientierungswerte ermittelt, die dann anhand diverser manuell durchgeführter Simulationsexperimente angepasst bzw. verfeinert wurden. Anschließend erfolgten vergleichende Simulationsexperimente unter Variation der Losgrößenplanungs- und Reihenfolgeplanungsstrategien und eine Auswertung der erhaltenen Ergebnisse.
HLA-Schnittstellen für bausteinorientierte Simulatoren. - 140 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Die Computersimulation umfasst ein breites Spektrum an Werkzeugen, welche ihre Stärken meist in speziellen Anwendungsfällen ausspielen. Eine Gruppe von Werkzeugen, meist abstrakterer Natur, bilden bausteinorientierte Simulatoren, deren Variationen sich wiederrum über die Spezialisierung auf unterschiedlichste Themengebiete oder aber auch die Verfügbarkeit auf unterschiedlichen Plattformen erstrecken. - Wird die Computersimulation im Sinne eines globalen Produktionsplanung und -steuerungs-Instruments verstanden, so eröffnet sich dem Anwender ein großes Problemfeld mit dem er sich auseinandersetzen muss: Die Kopplung heterogener Systeme oder auch Schnittstellenproblematik. Die erforderliche Implementierung eines allgemeinen Kommunikationsstandards wird dabei von Konflikten zwischen unterschiedlichen Simulations-Paradigmen begleitet, deren Auflösung selbst erhebliche Komplikationen hervorruft und zum Teil selber eine Standardisierung fordert. - Am Beispiel eines auf zwei bausteinorientierte Simulatoren verteilten Modells wird die Kopplung eines entsprechenden Simulatortyps über eine HLA (IEEE1516) Laufzeitkomponente implementiert. Die erarbeitete prototypische Implementierung enthält dabei Lösungsvorschläge zur Kompensierung von Paradigmen-Konflikten, beleuchtet technische Probleme der Entwicklungsphase und stellt im Bereich Nutzerfreundlichkeit eine innovative Erweiterung vor. - Es wird die Software "Extend" der Firma "Imagine That" um Funktionsbausteine erweitert, die eine Kopplung an die HLA-RTI der "Pitch" ermöglichen, deren Kommunikation entsprechend über ein TCP/IP Netzwerk abgewickelt wird. Zwei Instanzen von Extend laufen im Versuchsaufbau in zwei virtuellen Maschinen und tauschen Objekte der Simulation über die HLA-RTI. Dabei liegt ein spezieller Fokus auf den Synchronisationsmechanismen der HLA und der Simulationszeitverwaltung von Extend. - Die anhand des lauffähigen Prototypen erfassten Ergebnisse sind grundsätzlicher Natur und als Grundlagenforschung zu werten. Die Ergebnisse sind in einem sehr speziellen Anwendungsfall erarbeitet, können aber auf Systeme identischer oder ähnlicher Paradigmen übertragen werden.