Untersuchung und Berechnung einer Losgrößenplanung mit Kapazitätsrestriktion und Erstellung eines gültigen Maschinenbelegungsplans am Beispiel einer diskreten Fertigung. - 110 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011
Die Masterarbeit befasst sich mit der Losgrößenplanung unter Kapazitätsrestriktionen anhand der diskreten Fertigung der Stahlsynchronringproduktion der Diehl Metall Stiftung & CO. KG Unternehmenseinheit Schmiedetechnik. Zunächst wird der aktuelle Stand der Literatur der Losgrößenplanung untersucht. Eine Analyse der Fertigungsstrukturen und der Fertigungsplanung erfolgt im Anschluss, um daraus ein geeignetes Verfahren zur Berechnung der Losgrößenproblematik für die spezielle diskrete Fertigung zu ermitteln. Für dieses Lösungsverfahren dienen im Anschluss die analysierten Fertigungsstrukturen als Datengrundlage zur Berechnung von Losgrößen unter der Beachtung der vorhandenen Kapazitäten. Die Entscheidung zur Bildung von wirtschaftlich optimalen Losgrößen wird aufgrund von Kostenbetrachtungen durchgeführt. Dabei werden die Rüst- und Lagerkosten miteinander abgeglichen. Die Berechnung der optimalen Losgrößen erfolgt in einem externen programmierten Tool, das alle notwendigen planerischen Daten verrechnet. Dieses soll dem Fertigungsplaner als Entscheidungsunterstützung während der Erstellung von Fertigungsaufträgen mit optimierten Losgrößen dienen. Gegen Ende der Arbeit wird das Ergebnis der Berechnung mit der aktuell durchgeführten Fertigungsplanung verglichen und Vor- bzw. Nachteile aufgezeigt.
Automatische Modellgenerierung in der Materialflusssimulation. - 139 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Das vergangene Jahrhundert war gekennzeichnet durch einen eruptiven technologischen Wandel der die Rahmenbedingungen, unter denen produzierende Unternehmen ihre Fabrik- und Fertigungsplanung vornehmen veränderte. Dadurch steigt die Komplexität der Planungsaufgaben stetig an. Um diese Komplexität der Planung beherrschen zu können, müssen neue Methoden und Werkzeuge zur Planung und Optimierung von Fertigungssystemen verwendet werden. Ein besonders etabliertes Werkzeug zur Modellierung, Analyse und Bewertung dynamischer und komplexer Zusammenhänge von Fertigungssystemen ist die Materialflusssimulation. Diese kann sowohl planungsbegleitend während der Grobplanungsphase und Feinplanungsphase eingesetzt werden, als auch betriebsbegleitend zur Optimierung bereits vorhandener Fertigungssysteme. Der Aufwand einer Simulationsstudie ist allerdings auch mit den heute leistungsfähigen Softwareprogrammen für die Materialflusssimulation noch sehr hoch, da die Materialflusssimulation bislang noch nicht vollständig in die Digitale Fabrik integriert wurde. Dieser Umstand erschwert zusätzlich die Bestrebungen, Simulationsmodelle automatisch zu generieren. Ein automatisierter Simulationsmodellaufbau ist jedoch zwingend notwendig, um einen konsequenten Einsatz der Materialflusssimulation als Instrument zur Analyse und Bewertung von Fertigungssystemen gewährleisten zu können. Denn nur eine deutliche Reduktion des Aufwandes und eine Verkürzung der Dauer einer Simulationsstudie führen zu einem konsequenten Einsatz der Materialflusssimulation. Nur so können die erheblichen Nutzenpotenziale der Materialflusssimulation gewinnbringend in die Planung neuer oder in die Optimierung bestehender Fertigungssysteme eingebracht werden. Ziel dieser Arbeit ist es, den aktuellen Stand der Forschung auf dem Gebiet zur automatischen Modellgenerierung in der Materialflusssimulation wiederzugeben. Dazu wurden durch eine Literaturrecherche bedeutende Ansätze zur automatisierten Modellgenerierung identifiziert. Neben der Beschreibung der verwendeten Methodik der verschiedenen Ansätze werden Klassifikationskriterien identifiziert, die eine genaue Klassifizierung der Ansätze erlauben und einen Vergleich von Ansätzen ermöglichen.
Emulation von Produktionssystemen mittels Simulation - Prototypische Implementierung einer Kopplung zwischen ADICOM.MES und Plant Simulation. - 87 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Die Einführung neuer Software für die Überwachung und Steuerung der Produktion stellt Unternehmen immer wieder vor eine enorme zeitliche und kostenintensive Belastung. Dies ist vor allem mit dem Testaufwand vor Ort und den Produktionsausfällen verbunden. Um die Dauer und Kosten der Einführungsphase zu reduzieren müssen Tests in einem realitätsnahen Umfeld durchgeführt werden. Dazu muss eine Umgebung geschaffen werden in der das MES unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden kann. Die Verwendung einer emulierten Fabrik ist eine Möglichkeit um eine geeignete Testumgebung zu schaffen. Diese Arbeit beschreibt die Herangehensweise und die Umsetzung einer emulierten Produktionslinie, welche in der Lage ist das Verhalten einer realen Produktionslinie nachzuahmen.
ERP übergreifende Entscheidungsunterstützung für Personalplanungsprozesse in Produktionsbereichen von KMU. - 126 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Steigende Komplexität innerhalb eines Produktionsablaufes sowie interne Abhängigkeiten in einer Produktion und externe Einflüsse stellen zunehmend erhöhte Anforderungen an die quantitative, qualitative, temporäre und lokale Zuordnung von Personal. Eine flexible Planung des Personaleinsatzes ist für eine wirtschaftliche Zielerreichung eines Unternehmens nicht mehr wegzudenken. Bestehende PPS-Systeme konzentrieren sich hauptsächlich auf die Bedürfnisse von Großunternehmen. Die Lösungen mit denen kleinere und mittelständige Unternehmen arbeiten, sind meist kleine selbstentwickelte Ideen mit denen die Planung mit viel zeitlichem Aufwand bewältigt werden kann. Eine Planungssicherheit können diese Lösungen nur sehr selten gewährleisten. Ziel der Arbeit war es, durch eine Untersuchung vier verschiedener Planungsprozesse aus der Praxis, Entscheidungsprozesse in der Personaleinsatzplanung zu systematisieren und zu modellieren. Dabei sollten Planungsrelevante Objekte und Datenquellen erfasst und miteinander verglichen werden. Der Vergleich der Planungsprozesse und die Ausarbeitung eines Konzeptes für eine IT- gestützte Personaleinsatzplanung zeigen, dass einzelne Abläufe in vergleichbarer Form in allen Prozessmodellen wiederkehren. Alle Prozesse zeichnen sich durch einen hohen Grad an Automatisierbarkeit ab. Die Einführung einer softwaregestützten Planung, welche den Anwender durch den Prozess führt, erscheint am sinnvollsten. Eine einheitliche Softwarelösung im Sinne einer Standardsoftware für alle Unternehmen scheitert jedoch an den im Detail verborgenen Anforderungen und Planungsphilosophien der Unternehmen. Eine modulare Planungslösung die eine flexible Planung zulässt und somit für verschiedenste Branchen wiederverwendet werden kann, sollte das Ziel künftiger Entwicklungen sein.
Schaffung eines einheitlichen, standardisierten Handhabungsprozesses von produktionssteuernden Daten anhand der Einführung von Teamcenter. - 80 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Um auf einem dynamischen Markt bestehen zu können, müssen Unternehmen innovative Produkte in immer kürzeren Zyklen, zu geringeren Kosten als die Vorgängerprodukte auf den Markt bringen. Um dies zu realisieren zu können wird seit längerem verstärkt auf die Unterstützung von IT-Systemen zur Entwicklung, Planung und Fertigung der Produkte gesetzt. Diese Systeme arbeiten meist voneinander unabhängig und haben daher keine einheitliche Datenbasis, was zu inkonsistenten Informationen führen kann. Um dies zu verhindern setzt das Konzept des Product Lifecycle Managements (PLM) auf eine Vernetzung der verwendeten IT-Systeme, in dem sie vor allem eine einheitliche Datenbasis nutzen. In diesem Kontext beschäftigt sich die Arbeit mit der Einführung von Teamcenter als PLM-Software bei Siemens in Amberg. Dazu wird die bisherige Systemlandschaft aus Sicht der Fertigungsplanung analysiert. Auf Basis der Analyse wird ein Konzept ausgearbeitet, wie sich nach der Teamcenter Einführung der Informationsfluss der Produktdaten aus der Entwicklung über die Fertigungsplanung an die Fertigung gestalten kann. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Projekte ein, die sich mit der Umsetzung der Teamcentereinführung beschäftigen.
Automatisierte Koppelung von Simulation und Optimierung - Implentierung und Test eines integrierten Simulations- und Optimierungsansatzes für das Supply Chain Management. - 97 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
In dieser Arbeit wird ein hybrider Ansatz zur Optimierung von Prozessen in Supply Chains vorgestellt. Dafür wird GLPK, ein System für die ganzzahlige lineare Optimierung, und die diskrete, ereignisorientierte Simulationssoftware Tecnomatix PlantSimulation gekoppelt. Es werden Daten und Schnittstellen untersucht und ein Metamodell für die Beschreibung von Supply Chains vorgestellt, aus dem sich sowohl Simulationsmodelle als auch Optimierungsmodelle ableiten lassen.
Exceptionsbasiertes MES als Regelungsansatz für Produktions- und Logistiksysteme. - 129 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Gegenstand dieser Arbeit ist es im Rahmen einer Pilotprojektierung ein Konzept zur automatisierten reaktiven Feinplanung von Produktionsprozessen, ausgelöst durch Regelabweichungen (Exceptions), zu entwickeln und dieses anhand eines Simulationsmodells zu testen und zu bewerten. In Anbetracht dieser Aufgabenstellung werden zunächst die grundlegenden Anforderungen eines solchen Fertigungsmanagementsystems erarbeitet. Es wird hierzu auf die Besonderheiten der Fertigungsregelung sowie der IT-Unterstützung im Produktionsverlauf eingegangen. Als softwaretechnische Umsetzungsformen werden besonders die Systemlösungen des Manufacturing Execution System in den Mittelpunkt der Betrachtung gestellt. Deren grundlegenden Funktionalitäten und Ausgestaltungsformen bilden im weiteren Verlauf die Ausgangslage für den der Arbeit zugrunde gelegten Konzeptentwurf und somit für die Realisierung eines automatisierten, reaktiven Störungsmanagements, welches bei dem Auftreten bestimmter Fertigungssituationen selbstständig Neuplanungsprozesse auslöst. Der grundlegende Konzeptaufbau, bestehend aus den Komponenten der Produktionsdokumentation, Leistungsanalyse, Produktionsfeinplanung und -steuerung, wird in der Folge in eine modellhafte Umsetzungsform überführt und anhand ausgewählter Beispielszenarien getestet. Anschließend werden die Reaktionen der entwickelten Systemlösung in den jeweiligen Szenarios untersucht und bezüglich der an sie gestellten Forderungen sowie den allgemeinen logistischen Leistungskenngrößen bewertet. Desweiteren wird auf aufgetretene Fehlerpotentiale und auf zukünftige Entwicklungschancen eingegangen.
Anbindung von Digitaler Fabrik an die Virtual Reality. - 45 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Diese Arbeit befasst sich mit der Zusammenführung zweier unabhängiger Systeme. Zum einen der digitalen Fabrik und dem damit verbundenen digitalen Planen und Simulieren von Produktionsabläufen und zum anderen der Darstellung von 3D-Inhalten in einer Virtual Reality. Es wird direkt Bezug auf die vorhandenen Gegebenheiten der TU Ilmenau genommen. Das Fachgebiet Wirtschaftsinformatik 1 verfügt über die Software Tecnomatix Plant Simulation von Siemens PLM. Diese soll zum Erstellen eines Modells einer digitalen Fabrik dienen. Das Modell ist dann Grundlage der 3D Darstellung des Ablaufes in der Fabrikplanung und kann schon im Programm in einer 3D-Ansicht simuliert werden. Es werden Engpässe sichtlich und es können statistische Erhebungen simuliert werden, welche die Optimierung der geplanten Abläufe ermöglich. Ziel der Arbeit ist es dieses Modell in seiner 3D-Ansicht in die virtuelle Realität der Umgebung der CAVE des Kompetenzzentrums Virtual Reality der TU Ilmenau zu übertragen. Die CAVE ist eine Einrichtung zur virtuellen Wiedergabe von 3D Inhalten auf 3 Leinwänden. Mit Hilfe von Stereoprojektion und speziellen Frequenzbrillen lässt sich die Illusion einer realen Umgebung aufbauen. Der Nutzer kann dort das Modell virtuell durchlaufen und geplante Anlagen schon vor Bau betreten. Der Export von 3D-Daten aus Plant Simulation ist nicht möglich. Daraus ergibt sich der Lösungsansatz, alle Bewegungsinformationen und Bewegungspfade in Virtual Design 2 zu implementieren. Aus Plant Simulation werden dann nur Zeitpunkte und Namen der beteiligten Objekte übermittelt.
Automatisierte Generierung von Simulationsmodellen unter Verwendung des Core Manufacturing Simulation Data (CMSD) Information Model - Implementierung eines Pilotszenarios. - Online-Ressource (PDF: 91 S., 3,52 MB) Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Aufgrund verkürzter Produktlebenszyklen und gleichzeitig gestiegener Planungskomplexität besteht für Unternehmen des produzierenden Gewerbes die Notwendigkeit, die Planungsprozesse zur Erstellung und dem Betrieb der Produktionseinrichtungen zu verbessern. Eine Möglichkeit zur Verwirklichung der Ziele nach steigender Planungsqualität und -sicherheit und dabei verringerten Planungsdauer und -aufwand, ist der Einsatz planungs- bzw. betriebsbegleitender Ablaufsimulationen. Voraussetzung hierfür ist die Integration der Simulation in das Umfeld der betrieblichen Anwendungssysteme der Planung und Fertigungssteuerung sowie die Reduzierung des Aufwandes zur Erstellung der Simulationsmodelle, was u. a. durch eine automatisierte Generierung erreicht werden soll. Die Anbindung der Simulationssysteme durch leistungsstarke und flexible Schnittstellen ist heutzutage noch nicht zufriedenstellend gelöst und behindert somit den konsequenten Einsatz der Simulationstechnik. Um dem Problem der unzureichenden Schnittstellenanbindungen entgegenzutreten, entstand in mehrjähriger Arbeit das "Core Manufacturing Simulation Data" (CMSD) Information Model. Dieses definiert eine Spezifikation für Kerndaten von Fertigungssimulationen. Mithilfe der im CMSD Information Model enthaltenen Datenstrukturen können Modellbeschreibungen für simulationsrelevante Daten formuliert und für den Datenaustausch genutzt werden. Als Datenaustauschformat findet das XML-Format Verwendung. Im Rahmen dieser Arbeit wird das CMSD Information Model auf die Nutzbarkeit zur Abbildung simulationsrelevanter Eingangsdaten für Ablaufsimulationen im fertigungstechnischen Umfeld hin untersucht. Dies geschieht anhand einer prototypischen Umsetzung eines automatisierten Simulationsmodellgenerators und eines konkreten, fiktiven Anwendungsbeispiels einer Werkstattfertigung. Die für das Beispiel benötigten Eingangsdaten werden mithilfe der Datenstrukturen des CMSD Information Model abgebildet und mittels Datenimport dem Modellgenerator zur Verfügung gestellt. Anschließend erfolgt ein automatisierter Modellaufbau. Darüber hinaus werden Anregungen zu Erweiterungen der prototypischen Umsetzung gegeben, um eine umfassende Anwendungslösung zu erreichen, welche zur Untersuchung des betriebsbegleitenden Einsatzes geeignet ist.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2010200290
Mustererkennung in Produktionsdaten - Anwendungsmöglichkeiten und Techniken. - 98 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Die vorliegende Arbeit untersucht die Einsatzmöglichkeiten von Mustererkennungs- und Data-Mining-Verfahren für die Untersuchung von Produktionsdaten. Dabei beginnen die Betrachtungen mit der Beschreibung des aktuellen technologischen Entwicklungsstandes und der Darlegung eventueller Potentiale und Anwendungsmöglichkeiten für einen Einsatz von Data-Mining und Mustererkennungsverfahren in produzierenden Unternehmen. Der Hauptteil der Arbeit umfasst die Entwicklung und den Einsatz von Methoden, um anhand von generierten Produktionsdaten (BDE/MDE-Daten) Muster zu erkennen, die es erlauben auf mögliche Fertigungsstrategien zu schließen. Dabei werden die durch Plant Simulation erzeugten Produktionsdaten in einem eigens entwickelten Analyse-Tool verarbeitet und mit Hilfe einer Clusteranalyse, einer Assoziationsanalyse und eines Entscheidungsbaumverfahrens auf auftretende Muster untersucht. Dadurch wurde es möglich signifikante Muster in den Daten und den Ergebnissen der genutzten Data-Mining-Verfahren zu erkennen und auf die verwendete Fertigungsstrategie zu schließen.