Zusammenfassung
Mit der Entwicklung eines Softwaresystems zur computergestützten Ablauf- und Layoutplanung wird das Ziel einer funktionalen Integration von Terminierungs- und räumlichen Zuordnungsaufgaben für kundenauftragsorientierte Produktionsformen verfolgt. Voraussetzung für dieses Automationsvorhaben im Fertigungs- oder Montagebereich ist die Nutzung einer einheitlichen gemeinsamen Datenbasis durch die einzelnen Anwenderprogramme.
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Literatur
Lan ist die Abkürzung für Local Area Network.
Dieser Sachverhalt wird auch durch den Begriff Groupware umrissen.
Vgl. KURBEL, K./ MEYNERT, J.: Flexibilität und Planungsstrategien ..., a.a.O., S. 65.
Vgl. Busch, U.: a.a.O., S. 117.
Calplan steht also für Computergestützte Ablauf- und Layout-PLANung.
Vgl. den Abschnitt 3.3.4.
Vgl. HOROWITZ, E./ SAHNI, S.: a.a.O., S. 186.
ASCII ist die Abkürzung für American Standard Code for Information Interchange.
Vgl. DANGELMAIER, W.: Algorithmen ..., a.a.O., S. 81 ff.
Das gut im übrigen nicht nur für diesen konkreten Algorithmus, sondern für die Mehrzahl der bekannten Eröffnungs verfahren.
Die Möglichkeit der Übertragung eines Flächenbelegungs-Algorithmus auf das herkömmliche Maschinenbelegungsproblem wird im Abschnitt 6.2.1 untersucht.
Die Grundlagen der Datenmodellierung sowie des Entity-Relationship-Ansatzes werden in dieser Arbeit nicht vertieft. Einen einführenden Überblick gibt z.B. SCHEER, A.-W.: Wirtschaftsinformatik, a.a.O., S. 29 ff.
Die Datenbank INFORMIX wird entwickelt von der Firma Informix Inc., USA.
Der Datentyp smallint kann dabei ganze Zahlen aus dem Intervall [-32.767; +32.767] aufnehmen, der Datentyp integer dagegen ganze Zahlen aus dem Intervall [-2.147.483.647; +2.147.483.647]. Vgl. INFORMIX Software, Inc. (Hrsg.): INFORMIX-SQL, Relational Database Management System, Reference Manual, Version 2.10, MenloPark 1987, S. 2–11.
Die Firma Informix schlägt hier einen Wert von 200 vor. Vgl. INFORMIX Software, Inc. (Hrsg.): INFORMIX-SQL, Relational Database Management System, Reference Manual, Version 2.10, Menlo Park 1987, S. 2–23 und User Guide, S. 9–30.
SQL steht für Structured Query Language. SQL ist die inzwischen normierte Anfragesprache an relationale Datenbanken unterschiedlicher Hersteller.
ESQL/C bedeutet Embedded SQL and Tools for C.
Vgl. Informix Software, Inc. (Hrsg.): INFORMIX-ESQL/C, Embedded SQL and Tools for C., Programmers Manual, Version 2.10, Menlo Park 1987, S. 2–7 ff.
Vgl. Informix Software, Inc. (Hrsg.): Informix-SQL, Relational..., Reference Manual, a.a.O., S. 2–65 f.
Vgl. HÄRDER, T.: a.a.O., S. 147.
Geeignet bedeutet hier nicht nur, daß das Modell eine gute Beschreibung des realen Problems darstellt, sondern, daß das Modell auch effizient auf einem Computer abbildbar sein muß.
Vgl. HARRINGTON, S.: Computer Graphics, 2nd ed., New York-St. Louis u.a. 1987, S. 1.
Vgl. ZELEWSKI, S.: Expertensysteme haben viele Gesichter, in: FOCUS, Beilage Nr. 2/90 zur Computerwoche vom 27.04.1990, S. 25.
Vgl. ZELEWSKI, S.: PPS-Expertensysteme für die Terminfeinplanung und -Steuerung, Teil 1: Konzepte, in: Information Management, 1990, Nr. 1, S. 59.
Ein besonderer Grund kann im Schiffbau z.B. die Nähe eines Teils zu einer installierten Außenhautlehre sein. Eine Außenhautlehre formt die gewölbten wasserseitigen Flächen der Schiffssektionen.
Vgl dazu nochmals die Abb. 25. Die Attributisierung ergibt sich zudem aus der Tab. 2.
püf die Kennzeichnung eines adaptiv-lernenden Belegungsverfahrens vgl. den Abschnitt 6.3.3.
Vgl. ADAM, D.: Retrograde Terminierung: Ein Verfahren zur Fertigungssteuerung bei diskontinuierlichem Materialfluß oder vernetzter Fertigung, in: SzU, Bd. 39, Wiesbaden 1988, S. 90 und 92.
Die Vorteilhaftigkeit der Kopplung mehrerer dedizierter Mikrorechner in einem lokalen Netzwerk folgt bereits aus der oben angeführten Abb. 22. In diesem Zusammenhang wurde insbesondere auch auf die Verbindung zum zentralen PPS-System des Großrechners der Unternehmung hingewiesen.
Vgl. KURBEL, K./ MEYNERT, J.: Flexibilität in der Fertigungssteuerung ..., a.a.O., S. 584.
Abk. für Microsoft Disk Operating System.
in einem möglichst weitreichend standardisierten Release-Stand (etwa System V, Version 4.0).
Zur Entwicklung wurde der Microsoft C-Compiler verwandt (zunächst in der Version 5.1 und später 6.0A).
Abk. für American National Standards Institute.
Abk. für Operating System/2.
OSF ist eine firmenübergreifende Software-Vereinigung und steht für Open Software Foundation.
Erste Produkte, die hierzu eine Abhilfe bieten, sind das Software Development Kit (SDK), Quick-C für Windows oder Visual Basic von Microsoft sowie Turbo Pascal für Windows von Borland.
Das Shareware-Produkt “The Windows BOSS” wird vertrieben von der Star Guidance Consulting. Vgl. Star Guidance Consulting, Inc. (Hrsg.): The Window BOSS & Data Clerk, Version 5.17 vom 01.07.1990, Waterbury, Connecticut, USA 1990.
Die Version 5.17 wurde allerdings in einigen Quellprogrammen geringfügig modifiziert.
Vgl hierzu den Abschnitt 6.1.2.1.
Das gewählte Planungsszenario dieses Beispiels wird im Abschnitt 6.2.3 beschrieben.
Die verwendeten Symbole werden im Abschnitt 6.2.2.7 erläutert.
Vgl. die Abb. 24.
Dieses Unterprogramm wird — je nach Flächenauslastungsgrad — mehrere hundert- oder sogar tausendmal durchlaufen.
Vgl. nochmals die Abb. 21.
Zur Information sei angemerkt, daß beim Prozessor INTEL 80386 ein bitweiser UND-Registervergleich (AND-Befehl) nur 2 Systemtakte in Anspruch nimmt (vgl. MORSE, S.P./ ISAACSON, E.J./ ALBERT, D.J.: The 80386/387 Architecture, New York-Chichester u.a., 1987, S. 276). Bei einem mit 16 MHz getakteten 80386-Rechner können demnach 8 Millionen Vergleiche in der Sekunde durchgeführt werden. Das setzt allerdings voraus, daß die Instruktionen bereits geladen und decodiert sind. Außerdem müssen die Operanden in Registern stehen.
Für ein Bauteil (mit der Abmessung von 50 x 10 [LE]) und drei besetzte Flächen (180 x 30 [LE]) ergibt sich für eine einzige Orientierung und eine Durchlaufzeit von 20 [ZE] eine Zahl von 50 · 20 · 130–20–3 = 7,8 Millionen Operationen.
Benannt nach dem britischen Mathematiker George Boole (1815 bis 1864). Er schuf das erste System der logischen Algebra, von dem die Entwicklung der mathematischen Logik ihren Ausgang genommen hat. 1940 wurde die Boolesche Algebra von dem amerikanischen Mathematiker und Informationstheoretiker Claude Elwood Shannon zur rechnerischen Behandlung digitaler Schaltungen erschlossen. Als Schaltalgebra fand sie damit Einzug in die Informationstechnik.
Ein Schiebefehl benötigt beim INTEL 80386 (SHL-Befehl) 3 Systemtakte (vgl. MORSE, S.P./ ISAACSON, E.J./ ALBERT, D.J.: a.a.O., S. 283).
es ist bedeutungslos, ob bei einer Linksverschiebung Nullen oder aber die herauswandernden Bits nachgeschoben werden, da im Fall der Teilmanipulation ohnehin nur Nullen das Register verlassen. Dadurch ist es unerheblich, daß zwar unterschiedliche Maschinenbefehle existieren, die Programmiersprache C aber nur den zuerst genannten Befehlstyp kennt.
Insgesamt wurden etwa 500 verschiedene Szenarien untersucht.
Mjp ist egg Abkürzung für Mixed-Integer-Programming.
Cutting- und Packing-Verfahren können häufig nur zweidimensionale Konturen verarbeiten. Zudem ist nur die räumliche Verschnittminimierung relevant und nicht gleichzeitig die Einhaltung der Liefertermine und die gleichmäßige Kapazitätsauslastung. Für Flächenbelegungen sind des weiteren unterschiedliche Planungsstrategien, individuelle Unternehmensvorgaben und Kapazitätsgrenzen der Betriebsmittel zu beachten. Vgl. auch den Abschnitt 5.2.1.
Vgl. u a ZYPKIN, J.S.: Adaption und Lernen in kybernetischen Systemen, München-Wien 1970, S 50 ff.
GRIESE, J.: Adaptive Verfahren im betrieblichen Entscheidungsprozeß, Würzburg-Wien 1972, S. 75 ff.
HANSMANN, R.: Ansätze zur system theoretischen Modellierung lernfahiger und adaptiver betriebswirtschaftlicher Ent Scheidungsprozesse, München 1986, S. 84 ff.
BÜNGER, J.: Ein lernendes Mustererkennungssystem zur betrieblichen Prozeßsteuerung, Bergisch Gladbach-Köln 1988, S. 133 ff.
MATTHES, W.: Ein lernendes Experten system in der Ablaufplanung — Problematik und Konzeption der Entwicklung einer Wissensbasis, in: WOLFF, M.R. (Hrsg.): Entscheidungsunterstützende Systeme im Unternehmen, München-Wien 1988, S. 73 ff.
Vgl. ZYPKIN, J.S.:a.a.O., S51.
Vgl. den Abschnitt 4.2.2.
Vgl. z.B. HOSS, K.: a.a.O., S. 198; HAUPT, R.: Reihenfolgeplanung im Sondermaschinenbau, Wiesbaden 1977, S. 106 ff.; BIENDL, P.: a.a.O., S. 238 ff.
Vgl. SÄGESSER, R.: Analytische und heuristische Methoden zur Lösung des Reihenfolgeproblems mit besonderer Berücksichtigung der Werkstattfertigung, Diss., St. Gallen 1976, S. 159.
Vgl. BIENDL, P.: a.a.O., S. 83.
Vgl. aucn DAHLMANN, M.: Fertigungssteuerung, in: Harvard manager, IV. Quartal 1983, S. 39 ff. Dahlmann entwickelt eine spezielle kombinierte Prioritätsregel für ein Unternehmen der Einzel- und Kleinserienfertigung, welche insbesondere für mehrstufige Fertigungen geeignet ist.
Vgl. hierzu HAUPT, R.: a.a.O., S. 106 ff.; BIENDL, P.: a.a.O., S. 276 ff.
Die Umsetzung dieser Konzeption wird im Abschnitt 6.2.2.6 beschrieben.
Bei einer absteigenden Sortierung die größten, sonst die kleinsten Prioritätsziffern. Bei kombinierten Prioritätsregeln wird dabei, wenn nötig, mit Vorzeichenänderungen der betroffenen Komponenten immer eine absteigende Sortierung erzwungen.
Vgl. ISRANI, S.S./ SANDERS, J.L.: Performance testing of rectangular parts-nesting heuristics, in: IJPR, Vol. 23, 1985, Nr. 3, S. 438.
Ein Wechsel der Sortierrichtung ist bei den zeitinvarianten Bestandteilen La. nicht sinnvoll.
Die Länge des Planungszeitraum ergibt sich aus der Differenz aus Endzeitpunkt (e_zeit) und Anfangszeitpunkt (a_zeit) der Planung.
Eine ausführliche Begründung, weshalb die Planungsobjekte nicht mit vektorisierten Polygonzügen verwaltet werden sollten, wurde bereits im Abschnitt 5.3 gegeben.
Die Schachtelung dieser beiden zusätzlichen Konturen (repräsentiert durch die Teilenummern 2500 und 2501) wurde in einigen Szenarien getestet. Vergleiche hierzu die Abb. 30: In dieser Darstellung wurden die beiden Bauteile zum zweiten Auftragsbestand hinzugefügt. Die Belegung erfolgte mit der Bauteil-Prioritätsregel ALI, der Zuteilungsstrategie utob und der Flächen-Prioritätsregel Nr. 1. Aufgetragen wurde die Montagefläche Nr. 9 an verschiedenen Betriebskalendertagen.
Die Ergebnisse der Belegungsläufe werden im Abschnitt 6.2.5 vorgestellt und diskutiert.
Vgl. die Abbildungen 39 und 41.
Der MIPS-Test (dies ist ein solches Benchmark-Programm) der Firma Chips and Technologies, Inc., USA (Version 1.2 von 1986), liefert Geschwindigkeitsunterschiede um den Faktor 2, 4 bzw. 3, 98 beim Vergleich des Modells 70 mit dem Modell 80 bzw. 30.
Ausgewertet werden hier General-, Integer-, Memory-to-Memory-, Register-to-Register- und Register-to-Memory-Instruktionen sowie eine Overall-Performance. Dabei kommt es nicht darauf an, ob ein Coprozessor installiert ist, da der Algorithmus ohne Gleitkomma-Operationen auskommt.
Der Objektcode des neuen Microsoft C-Compilers (Version 6.0A) bewirkte gegenüber der vorangegangenen Übersetzung (mit Hilfe der Compiler-Version 5.1) eine zusätzliche Laufzeitsteigerung von ca. 20%.
Die jeweils zugrunde gelegten Planungsszenarien sind bereits im Abschnitt 6.2.4 beschrieben worden.
Vgl. die Abb. 64.
Vgl hierzu nochmals die Tabellen 6 und 7.
Dieser Ansatz entspricht quasi der Zielerreichungsanalyse (Goal-seeking) bei der mathematischen Planungsrechnung.
Für die Berechnung der Prioritätsziffern kann der Wert und die Durchlaufzeit trotzdem relevant sein.
zum Einsatz kam ein IBM-PC vom Typ PS/2-Modell 70 mit einem INTEL-Prozessor 80486 und einer Taktrate von 25 MHz. Zur Datenselektion und -Sortierung werden jeweils näherungsweise 25 Sekunden benötigt.
Eine Ausnahme stellt die GPB-Regel dar, die aufgrund der Formulierung eigentlich gute Resultate für das Gütekriterium ketpb erwarten läßt. Die Belegungsläufe ergaben statt dessen lediglich durchschnittliche Ergebnisse.
Dieses Ergebnis stellte auch schon HOSS fest (vgl. HOSS, K.: a.a.O., S. 168). Vgl. ebenfalls die Abb. 14.
Hahn fordert ebenfalls, daß die unternehmensspezifischen Bedingungen beachtet werden müssen, da sie die Zielwirksamkeit der Prioritätsregeln entscheidend beeinflussen (HAHN, D.: a.a.O., S. 84).
Zudem bewirkt z.B. die Regel ALI aufgrund der Unterscheidung von drei Durchlaufzeit-Bereichen eine gute Wirksamkeit bzgl. ke_t_dlz.
Vgl. HESS-KINZER, D.: Produktionsplanung ..., a.a.O., S. 190.
Vgl. VDI (Hrsg.): EDV bei der PPS, Bd. 2: ..., a.a.O., S. 100.
im vorliegenden Fall erzeugten die Strategien ubot, ubto und uobt mit den modifizierten, alternativ kombinierten Prioritätsregeln die besten Ergebnisse.
Entscheidungshilfen stellen dabei wissenschaftliche Forschungsergebnisse sowie bereits ausgewertete flächennutzungsorientierte Simulationsstudien dar. Dazu können subjektive Wertvorstellungen einbezogen werden, um auch dem speziellen Einzelfall Rechnung zu tragen. Die vom Verfasser durchgeführten Untersuchungen ergaben, daß vor allem die KOZ- und die GEW-Regel (die derzeit einem First-come-first-served-Vorgehen entsprach) gute Resultate liefern.
Eine Regel zur Priorisierung der Standortträger kann vereinfachend aus einer einzigen zweckgerichteten Komponente bestehen. Als Beispiel sei die sogenannte Längenregel angeführt.
Für zielgerichtete Analysen ist es dabei ausreichend, die absolut und 5%-besten Einzelergebnisse sowie die Mittelwerte und Standardabweichungen zu berechnen.
Diese Vorgabe bedeutet jedoch nicht, daß die Gewichtungsfaktoren jeder Komponente gleich groß sind, sondern daß die prozentualen Anteile an der berechneten kombinierten Prioritätsziffer im Durchschnitt übereinstimmen. Die Sortierrichtung eines Regelbestandteils (d.h. eine auf- oder absteigende Objekt-Rangreihung) kann dabei mit Hilfe eines Faktor- bzw. Exponenten-Vorzeichens gesteuert werden.
Eine Kombination kann beispielsweise ausschließlich zeitlich-orientierte Elemente zusammenfassen (vgl. die Regeln ADI und MUI). Noch effizienter arbeiten allerdings — nach den bisherigen Ergebnissen — gemischte Kombinationen.
In Betracht kommt hierbei ein Hinzunehmen oder Weglassen von elementaren Komponenten, ein Wechsel der Sortierrichtung sowie eine Änderung der Gewichtungsfaktoren.
Eigene Studien ergaben, daß die Verwendung des frühestmöglichen Fertigstellungszeitpunkts hervorragende Ergebnisse bewirkt.
Diese Daten können ebenfalls zu Beginn der Planung ermittelt werden. Eine Abweichung der Vergleichszahl vom Mittelwert sollte höchstens 50% der Standard-Abweichung betragen, wobei eigene Tests gezeigt haben, daß eine Variation vorrangig den besonders entscheidungsrelevanten Auftragsteil weiter einschränken sollte.
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Petersen, U. (1992). Computergestütztes Verfahren zur Ablauf- und Layoutplanung. In: Produktionsplanung und Belegung von Montageflächen. Betriebswirtschaftliche Forschung zur Unternehmensführung, vol 25. Gabler Verlag, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-322-87920-2_6
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