Zusammenfassung
Im folgenden wird das Designproblem erläutert und auf ein geeignetes Lösungsverfahren eingegangen. Zuerst wird geklärt, was ein flexibles Fertigungssystem ist und welche Art von Flexibilität diese Systeme bieten. Im Anschluß wird kurz auf den Begriff der Planung eingegangen, und die verschiedenen Planungsprobleme der Designebene werden dargestellt. Verfahren, die zur Bewältigung der Probleme der Designebene, insbesondere des Designproblems, eingesetzt werden, werden erläutert. Um ein passendes Verfahren auswählen oder entwickeln zu können, werden die Daten, auf denen die Planung beruht, analysiert. Bei einer kritischen Betrachtung der in der Literatur dargestellten Verfahren erweisen sich diese als nicht geeignet. In den nächsten Abschnitten wird deshalb ein eigenes Verfahren entwickelt. Die an das Verfahren gestellten Anforderungen, das Planungsvorgehen und die Teilbereiche des Verfahrens werden dargestellt.
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Literature
Beitz, W.; Küttner, K.-H., Hrsg.: Dubbel - Taschenbuch für Maschinenbau, 17. Aufl., Berlin u.a. 1990, S. 104.
Kusiak, A.: Application of operational research models and techniques in flexible manufacturing systems, in: EJOR 24, 1986, S. 336–345, im folgenden zitiert als: Application, hier S. 336.
Die Unterscheidung zwischen NC und CNC ist in der Literatur nicht eindeutig.
In der englischsprachigen Literatur “material handling system”, als Abkürzung wird MHS verwendet.
Vgl. Kusiak, A.: Applications, a.a.O., S. 337, und Mahadevan, B.; Narendran, T. T.: Design of an automated guided vehicle-based material handling system for flexible manufacturing systems, in: EJOR, Vol. 28, No. 9, S. 1611–1622, hier S. 1612.
Diese werden in der englischsprachigen Literatur mit “load/unload station”bezeichnet.
Vgl. Schütz, W.; Steinel, B.: Realisierte Fertigungszellen - Inseln und Systeme in Modularbauweise, in: Warnecke, H. J.; Bullinger, H.-J., Hrsg.: Flexible Fertigungssysteme, 17. IPA-Arbeitstagung, Berlin u.a. 1984, S. 123–148, hier S. 130 f., Adam, D.: Produktionsdurchfiihrungsplanung, in: Jacob, H., Hrsg.: Industriebetriebslehre, 4. Aufl., Wiesbaden 1990, S. 677–918, hier S. 798 ff., oder auch Vajna, S.; Schlingensiepen, J.: CIM-Lexikon. Weitere Unterscheidungen finden sich beispielsweise bei Kusiak, A.: Applications, a.a.O., S. 337.
Vgl. Brown, J.; Dubois, D.; Rathmill, K.; Sethi, S. P.; Stecke, K. E.: Classification of flexible manufacturing systems, in: The FMS Magazine, April 1984, S. 114–117, hier S. 116, und Stecke, K. E.; Brown, J.: Variations in Flexible Manufacturing Systems According to the Relevant Types of Automated Materials Handling, in: Material Flow 1985, Vol. 2, S. 179–185, hier S. 181.
Vgl. Steinhilper, R.: FFS-geeignete Teilefamilien und Fertigungsaufgaben, in: Warnecke, H.-J., Hrsg.: Flexible Fertigungssysteme, 17 IPA-Arbeitstagung, Heidelberg u.a. 1984, S. 111–122, im folgenden zitiert als: FFS, hier S. 112.
Eine Angabe über die heutige Einschätzung oder über die aktuelle Anzahl existierender flexibler Fertigungssysteme liegt nicht vor.
Vgl. Stecke, K. E.: Production, a.a.O., hier S. 273.
Vgl. FFS Report: a.a.O., S. 59.
Vgl. FFS Report, a.a.O., S. 65.
Vgl. Gerwin, D.: Do’s and Don’ts of computerized manufacturing, in: Harvard Business Review 1982, Vol. 3/4, S. 107–116, hier S. 110.
Vgl. Stecke, K. E.: Production, a.a.O., S. 273.
Vgl. Warnecke, H.-J.; Roth, H.-P.; Schuler, J.: S. 12.
Vgl. Aggarwal, S. C.: MRP, JIT, OPT, FMS?, in: Harvard Business Review 1985, Vol. 9/10, S. 8–16, hier S. 12.
Vgl. Tempelmeier, H.; Kuhn, H.: OR-Modelle, a.a.O., S. 177.
Vgl. Warnecke, H.-J.; Roth, H.-P.; Schuler, J.: a.a.O., S. 12.
Vgl. Warnecke, H.-J.; Roth, H.-P.; Schuler, J.: a.a.O., S. 12, oder Aanen, E.; Gaalman, G. J.; Nawijn, W. M.: Planning and Scheduling in an FMS, in: Engineering Costs and Production Economics 1989, Vol. 17, S. 89–97, hier S. 89.
Vgl. Wiendahl, H.-P.: Belastungsorientierte Fertigungssteuerung, München u.a. 1987, S. 305, dort wird ein Beispiel gegeben von einem FFS, das 598 Teile in Losgrößen von 5 bis 250 Stück bearbeiten kann, und Steinhilper, R.: FFS, a.a.O., S. 112, gibt an, daß diese Systeme fir 10 bis 1000 unterschiedliche Werkstücke ausgelegt sind.
Vgl. Vinod, B.; Solberg, J. J.: a.a.O., S. 537.
Vgl. FFS Report, a.a.O., S. 66; Hintz, G.-W.: Ein wissensbasiertes System zur Produktionsplanung und -steuereng fir flexible Fertigungssysteme, Fortschrittsberichte der VDI-Zeitschriften, Reihe 2, Nr. 128, Düsseldorf 1987, S. 22, und Stecke, K. E.: Flexible Manufacturing Systems: Design and Operation Problems and Solutions, in: Hodson, W. K., Hrsg.: Industrial Engineering Handbook, 4. Aufl., New York 1991, S. 7.6.1–7.6.39, im folgenden zitiert als: Handbook, hier S. 7. 6. 9.
Bei einem prismatischen Werkstück haben die Teile der Oberfläche, die bearbeitet werden, prismatische Form.
Vgl. FFS Report, a.a.O., S. 66.
Vgl. Warnecke, H.-J.; Roth, H.-P.; Schuler, J.: a.a.O., S. 12, es wird von der Gesamtinvestitionssumme gesprochen, nach den Angaben im Text handelt es sich allerdings nur um die Anschaffungskosten, vgl. dazu die Ausführungen auf der nächsten Seite.
Vgl. FFS Report, a.a.O., S. 19 und S. 77 ff. Es wird der Ausdruck “capital investment” verwendet, wie sich der Betrag aufteilt wird nicht erläutert.
Gespräch mit Herrn Mangels, Leiter Werksplanung, am 02.02.1992 bei der Deutschen Airbus in Varel.
Besichtigung der Fertigung der Hauni Werke, Körber AG, in Bergedorf unter Führung von Herrn Putschbach am 23. 02. 1993.
Vgl. Smith, M. L.; Ramesh, R.; Dudek, R. A.; Blair, E. L.: Characteristics of U.S. Flexible Manufacturing Systems - A Survey, in: Stecke, K. E.; Suri, R., Hrsg.: Proceedings of the Second ORSA/TIMS Conference on Flexible Manufacturing Systems, Amsterdam u.a. 1986, S. 477–486, hier S. 482 f.
Vgl. Warnecke, H.-J.; Roth, H.-P.; Schuler, J.: a.a.O., S. 12; FFS Report, a.a.O., S. 44.
Vgl. Warnecke, H.-J.; Roth, H.-P.; Schuler, J.: a.a.O., S. 12.
Vgl. Wildemann, H.: PC-Programm zur Investitionsplanung auf der Basis dynamischer Investitionsrechnung mit Sensitivitätsanalyse für flexibel automatisierte Fertigungskonzepte, Arbeitspapier, Universität Passau, Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre mit Schwerpunkt Fertigungswirtschaft, im folgenden, zitiert als: Dynamische Investitionsrechnung, S. 10.
Vajna, S.; Schlingensiepen, J.: CIM-Lexikon, Braunschweig 1990, S. 206.
Vgl. Scheer, A.-W.: CIM, Toward the Factory of the Future, 2. Aufl., Berlin u.a. 1991, S. 53, oder Buzacott, J. A.; Yao, D. D.: Flexible Manufacturing Systems: A Review of Analytical Models, in: Management Sci. 1986, Vol. 23, No. 7, S. 890–905, hier S. 891.
Vgl. S. Smith, M. L. et al.: a.a.O., S. 483 f., geben an, daß die größere Anzahl der befragten Firmen auf Maschinenausfälle reagiert, die Teile werden zu anderen Bearbeitungsmaschinen transportiert, oder sie verlassen, bis der Ausfall behoben ist, das System.
In der Originalgraphik wird anstelle von Anpassungsfähigkeit Flexibilität angeführt.
Angeführt bei Backhaus, K.; Weiss, P. A.: Integration von betriebswirtschaftlich und technisch orientierten Systemtechnologien in der Fabrik der Zukunft, in: Adam, D., Hrsg.: Fertigungssteuerung I, SzU 1988, Band 38, S. 49–72, hier S. 54, Abb. 3.
Vgl. FFS Report, a.a.O., S. 11 ff.
Vgl. FFS Report, a.a.O., S. 17 ff.
Vgl. Smith, M. L. et al.: a.a.O., S. 482 ff.
Vgl. FFS Report, a.a.O., S. 63.
Vgl. FFS Report, a.a.O., S. 63.
FFS Report, a.a.O., S. 95–198.
Vgl. Aggarwal, S. C.: a.a.O., S. 12. Im Gegensatz dazu liegt bei herkömmlichen Maschinen die Auslastung im Regelfall zwischen 9% und 30%, höhere Auslastungen werden kaum erreicht. In der Studie wird aber auch ein Beispiel eines FFS angegeben, das in der anfänglichen Laufzeit eine sehr hohe Auslastung hatte, die mittlerweile aber auf 30% gesunken ist. Das zeugt von einer falschen Einschätzung der zukünftigen Entwicklung und, bedingt dadurch, einer falschen Planung des FFS.
Vgl. Smith, M. L. et al.: a.a.O., S. 483.
Jacob, H.: Zur Bedeutung von Flexibilität und Diversifikation bei Realinvestitionen, in: Mellwig, W., Hrsg.: Unternehmenstheorie und Unternehmensplanung, Festschrift zum 60. Geburtstag von E. Koch, Wiesbaden 1979, S. 31–67, hier S. 33 f.
o FFS-Report, a.a.O., S. 12.
Vgl. Jacob, H.: Flexibilität und ihre Bedeutung für die Betriebspolitik, in: Adam, D.; Backhaus, K.; Meffert, H.; Wagner, H., Hrsg.: Integration und Flexibilität, Wiesbaden 1989, S. 15–60, im folgenden zitiert als: Betriebspolitik, hier S. 17.
Vgl. Jacob, H.: Unsicherheit und Flexibilität. Zur Theorie der Planung bei Unsicherheit,].Teil, in: ZfB 1974, 44. Jg., S. 299–326, im folgenden zitiert als: Unsicherheit, hier S. 322 f.
Vgl. Jacob, H.: Betriebspolitik, a.a.O., S. 19 ff.
Vgl. Jacob, H.: Betriebspolitik, a.a.O., S. 41 ff.
Vgl. Altrogge, G.: Flexibilität, a.a.O., S. 605.
Vgl. Steinhilper, R.: Recommendations for FMS planning and realisation, in: Warnecke, H.-J.; Steinhilper, R., Hrsg.: Flexible Manufacturing Systems, Berlin u.a. 1985, S. 87–97, hier S. 91.
Vgl. Jacob, H.: Flexibilitätsüberlegungen in der Investitionsrechnung, ZfB 1967, 37. Jg., S. 1–34, im folgenden zitiert als: Flexibilitätsüberlegungen, hier S. 3.
Vgl. Altrogge, G.: Flexibilität in der Produktion, in: Kern, W., Hrsg.: Handwörterbuch der Produktionswirtschaft, Stuttgart 1979, S. 604–618, hier S. 614.
Vgl. Jacob, H.: Betriebspolitik, a.a.O., S. 19.
o Für eine Maßzahl der Flexibilität siehe Jacob, H.: Betriebspolitik, a.a.O., S. 26 f. 61 Vgl. Jacob, H.: Betriebspolitik, a.a.O., S. 17 ff.
Vgl. Kusiak, A.: Structural approach, a.a.O., S. 1059 ff.
Vgl. Brown, J. et al.: a.a.O., S. 114 f., oder auch Barad, M. et al.: a.a.O., S. 238; Azzone, G.; Bertelè, U.: Economic effectiveness of flexible automation, in: Int. J. Prod. Res. 1989, Vol. 27, S. 735–746, hier S. 736 f.
Vgl. Stecke, K. E.; Brown, J.: a.a.O., S. 180 f. und Fig. 1, S. 180.
Vgl. Jacob, H.: Flexibilitätsüberlegungen, a.a.O., S. 3.
Vgl. Jacob, H.: Betriebspolitik, a.a.O., S. 16.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. B.
Vgl. Jacob, H.: Grundlagen und Grundtatbestände der Planung im Industriebetrieb, in: Jacob, H., Hrsg.: Industriebetriebslehre, 4. Aufl., Wiesbaden 1990, S. 385–396, im folgenden zitiert als: Planung, hier S. 385.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. B.
Kern, W.: Der Betrieb als Faktorkombination, in: Jacob, H., Hrsg.: Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, 5. Aufl., Wiesbaden 1988, S. 117–208, hier S. 148.
Hanssmann, F.: Einführung in die Systemforschung, 3. Aufl., München 1987, S. 9.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 15 und S. 51.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 65 und S. 77.
Vgl. Dyckhoff, H.: Betriebliche Produktion, Berlin u.a. 1992, S. 30.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 65.
Vgl. Domschke, W.; Drexl, A.: Einführung in Operations Research, 2. Aufl., Berlin.a. 1991, S. 5.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 27.
Vgl. Jacob, H.: Planung, a.a.O., S. 391.
Hierzu und zu den folgenden Ausführungen vgl. Jacob, H.: Kurzlehrbuch Investitionsrechnung, 3. Aufl., Wiesbaden 1984, im folgenden zitiert als: Kurzlehrbuch, S. 20 ff.
Vgl. Kistner, K.-P.; Switalski, M.: Hierarchische Produktionsplanung, in: ZfB 1989, 59. Jg., H. 5, S. 477502, hier S. 478 f.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 321.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 309 ff.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 309.
Vgl. Jacob, H.: Planung, a.a.O., S. 391.
Vgl. Jacob, H.: Planung, a.a.O., S. 391.
Vgl. beispielsweise Nandkeolyar, U. et al.: a.a.O., S. 15. Minimal abweichende Aufteilungen finden sich bei Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7.6.11 ff., Bastos, J. M.: a.a.O., S. 231 f., oder Kusiak, A.: Application, a.a.O., S. 338.
Zum Teil wird auch von Planungsphasen gesprochen, vgl. Tempelmeier, H.; Kuhn, H.: OR-Modelle, S. 178.
Vgl. Buzacott, J. A.; Yao, D. D.: a.a.O., S. 892.
Vgl. Widmer, M.; Solot, P.: Do not forget the breakdowns and the maintenance operations in FMS design problems!, in: Int. J. Prod. Res. 1990, Vol. 28, No. 2, S. 421–430, hier S. 421; Kusiak, A.: Flexible manufacturing systems: a structural approach, in: Int. J. Prod. Res.1985, Vol. 23, No. 6, S. 1057–1073, im folgenden zitiert als: Structural Approach, S. 1063, oder Kusiak, A.: Application, a.a.O., S. 338.
Vgl. Hansmann, K.-W.: Industrielles Management, 3. Aufl., München u.a. 1992, S. 322.
Bei der zerspanenden Fertigung beispielsweise fällt Abfall in Form von Spänen an.
Vgl. Kouvelis, P.; Kiran, A. S.: Layout Problem in Flexible Manufacturing Systems: Recent Research Results and Further Research Directions, in: Stecke, K. E.; Suri, R., Hrsg.: Proc. of the Third ORSA/TIMS Conference on Flexible Manufacturing Systems: Operations Research, Models and Applications, Amsterdam u.a. 1989, S. 147–152, im folgenden zitiert als: FMS Layout, hier S. 148, oder Kouvelis, P.; Kiran, A. S.: The Plant Layout Problem in Automated Manufacturing Systems, in: Ann. Oper. Res. 1990, Vol. 26, S. 397–412, im folgenden zitiert als: Plant Layout, hier S. 399.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 269.
Zusätzlich zu den üblichen Verfahren der Investitionsrechnung (vgl. z.B. Jacob, H.: Kurzlehrbuch Investitionsrechnung, oder Altrogge, G.: Investition, 2. Aufl., München 1991, Kap. 4) gibt es neuere Ansätze, die explizit auf den Vergleich flexibler Fertigungssysteme mit herkömmlichen Produktionssystemen ausgerichtet sind, vgl. Wildemann, H.: Dynamische Investitionsrechnung, a.a.O., S. 1 ff.
Vgl. Jacob, H.: Planung, a.a.O., S. 386.
Vgl. FFS Report, S. 44. Eversheim, W.; Herrmann, P.: Recent Trends in Flexible Automated Manufacturing, in: J. of Manufacturing Systems 1982, Vol. 1, No. 2, S. 139–148, hier S. 140, gibt die Lebensdauer mit 8 bis 10 Jahren an.
Vgl. Nandkeolyar, U. et al.: a.a.O., S.15.
Dieses wird in der englischsprachigen Literatur als “set-up problem” bezeichnet, vgl. Stecke, K. E.: A hierarchical approach to solving machine grouping and loading problems of flexible manufacturing systems, in: EJOR 1986, Vol. 24, S.369–378, im folgenden zitiert als: Hierarchical Approach, hier S. 370. Eine weitere Unterteilung findet sich beispielsweise bei Kusiak, A.: Application, a.a.O., S. 338 f., und Moreno, A. A.; Ding, F.-Y.: Goal Oriented Heuristics for the FMS Loading (and Part Type Selection) Problems, in: Stecke, K. E.; Suri, R., Hrsg.: Proceedings of the Third ORSA/FIMS Conference on Flexible Manufacturing Systems, Amsterdam u.a. 1989, S. 105–110, S. 105, oder Stecke, K. E.: Production, a.a.O.
S. 274 f.
Diese Auswahl erfolgt teilweise auch für Maschinengruppen. In diesem Fall muß zuvor eine Zusammenfassung der Maschinen in Gruppen erfolgen, vgl. Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7.6.14.
Vgl. Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7.6.15 f.
Vgl. Solot, P.: a.a.O., S. 87.
Vgl. Solot, P.: a.a.O., S. 87.
Dies war beispielsweise auch in der DA Varel der Fall. Für die Planung der neuen Fertigungshalle, die das neue Fertigungssystem beinhaltet, wurde eine spezielle Planungsgruppe bestehend aus dem Fertigungsleiter, dem Vorrichtungsleiter und der Fertigungslenkung (d.h. Ingenieure, DV-Leiter, Leitstände-Leiter) aufgestellt.
Vgl. Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7.6.17 f.; Buzacott, J. A.,Yao, D. D.: a.a.O., S. 892 ff.
Vgl. hierzu beispielsweise Tagungsbände wie Kusiak, A., Hrsg.: Modelling and Design of Flexible Manufacturing Systems, Amsterdam u.a. 1986; Stecke, K. E.; Suri, R., Hrsg.: Proceedings of the Second ORSA/TIMS Conference on Flexible Manufacturing Systems, Amsterdam u.a. 1986; Stecke, K. E.; Suri, R., Hrsg.: Proceedings of the Third ORSA/rIMS Conference on Flexible Manufacturing Systems, Amsterdam u.a. 1989; oder auch Zeitschriften wie die EJOR oder das FMS Magazin.
Vgl. zu den operativen Planungsansätzen auch Kuhn, H.: Einlastungsplanung von flexiblen Fertigungssystemen, Heidelberg 1990.
Vgl. Buzacott, J. A.; Yao, D. D.: a.a.O., S. 892.
Da hier der zeitliche Ablauf im Vordergrund steht und die Teilprobleme meist vom gleichen Arbeitsbereich gelöst werden, wird von Planungsphasen gesprochen.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 410.
Vgl. Lee, H. F.; Stecke, K. E.: An Integrated Design-Aid Tool for Flexible Assembly Systems: A Case Study, Southern Illinois University, Department of Industrial Engineering, Technical Report 91–4, April 1991.
Vgl. Buzacott, J. A., Yao, D. D.: a.a.O., S. 900, oder auch Suri, R.; Hildebrandt, R. R.: Modelling Flexible Manufacturing Systems Using Mean-Value Analysis, in: J. of Manufacturing Systems o.J., Vol. 3, No. 1, S. 27–38, hier S. 28.
Vgl. Domschke, W. et al.: a.a.O., S. 112. Wie zuvor bereits angemerkt wurde (vgl. Fußnote 24, Kapitel 1) wird auch bei heuristischen Verfahren von Optimierungsverfahren gesprochen.
Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 409.
Vgl. Runzheimer, B.: Operations Research II, Wiesbaden 1978, S. 13.
So wird beispielsweise bei Gehring, H.: a.a.O., S. 306, eine ‘Optimierungsfunktion’ eingefiihrt, und das “systematische Probieren” wird als Optimierung bezeichnet.
Vgl. Gehring, H.: Simulation, in: Gal, T., Hrsg.: Grundlagen des Operations Research 3, 2. Aufl., Berlin u.a. 1992, S. 290–339, hier S. 303.
Vgl Buzacott, J. A.: Flexible Models, a.a.O., S. 117.
Vgl. Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7. 6. 27.
Vgl. Tempelmeier, H.: Kapazitätsplanung für flexible Fertigungssysteme, in: ZfB 1988, 58. Jg., H. 9, S. 963–980, im folgenden zitiert als: Kapazitätsplanung, hier S. 448. Bei Lee, H. F.; Stecke, K. E.: a.a.O., wird eine Vorauswahl mit Warteschlangenverfahren getroffen. Die sich anschließenden Simulationsläufe
Vgl. Tempelmeier, H.: Konfigurierung flexibler Fertigungssysteme auf dem Personal Computer, in: ZwF 1989, 84. Jg., H. 8, S. 448–450, hier S. 448.
Vgl. Hanssmann, F.: a.a.O., S. 88.
Bei analytischen Verfahren wird häufig mangelnde Realitätsnähe kritisiert, vgl. Buzacott, J. A.: Flexible Models, a.a.O., S. 120.
Vgl. Abschnitt 2.1.2.
Vgl. Abschnitt 2.2.1, es soll mit dem Teilproblem begonnen werden, das den größten Einfluß auf die anderen Teilprobleme ausübt.
Diese Art, Design zu verstehen, wurde in einem persönlichen Gespäch mit Herrn Dr. U. Tetzlaff am 7.1.1993 in Hamburg erläutert, spiegelt sich aber auch in Artikeln wie Vinod, B.; Solberg, J. J.: a.a.O., The optimal design of…“ wieder, bei dem die Anzahl Maschinen der verschiedenen Maschinentypen festgelegt werden soll, wobei die Mindestanzahl jedes Maschinentyps eins beträgt.
Vgl. Lee, H. F.; Stecke, K. E.: a.a.O., S. 3 f.
Auch die einfachste Form von Petri-Netzen ist statisch, diese wird im folgenden aber nicht weiter betrachtet.
Vgl. Martinez, J.; Alla, H.; Silva, M.: Petri Nets for the Specification of FMSs, in: Kusiak, A., Hrsg.: Modelling and Design of Flexible Manufacturing Systems, Amsterdam u.a. 1986, S. 389–406.
Vgl. Barad, M.; Sipper, D.: Flexibility in manufacturing systems: definitions and Petri net modelling, in: hat. J. Prod. Res. 1988, Vol. 26, No. 2, S. 237–248.
Vgl. Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7.6.31. Martinez, J. et al.: a.a.O., S. 393 f., vermitteln einen Eindruck davon, daß schon bei einfachen Systemen die Abbildung durch ein Petri-Netz äußerst unübersichtlich ist.
Vgl. Barad, M. et al.: a.a.O., S. 245.
Vgl.Cassandras, C. G.: Optimizing Recirculation in Flexible Manufacturing Systems, in: Stecke, K. E.; Suri, R., Hrsg.: Proceedings of the Second ORSA/TIMS Conference on Flexible Manufacturing Systems, Amsterdam u.a. 1986, S. 381–392.
Für die Realisation wird auch der Ausdruck “Pfad” verwendet. Die Realisation kann in einem Zeit-und Zustandsraumdiagramm eingetragenen werden, wodurch sich ein “Pfad” ergibt.
Vgl. Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7. 6. 29.
Vgl. Tempelmeier, H.; Kuhn, H.: OR-Modelle, a.a.O., S. 182.
Vgl. Tempelmeier, H.; Kuhn, H.: OR-Modelle, a.a.O., S. 183.
Vgl. Buzacott, J. A.: Flexible Models of Flexible Manufacturing Systems, in: Archetti, F.; Lucertini, M.; Serafini, P., Hrsg.: Operations Research Models in Flexible Manufacturing Systems, Udine, Italien 1989, S. 115–122, im folgenden zitiert als: Flexible Models, hier S. 119, und Seidmann, A.; Shalev-Oren, S.; Schweitzer, P. J.: An Analytical Review of Several Computerized Closed Queueing Network Models of FMS, in: Stecke, K. E.; Suri, R., Hrsg., Proceedings of the Second ORSA/rIMS Conference on Flexible Manufacturing Systems, Amsterdam u.a. 1986, S. 369–380, hier S. 376.
Vgl. Adam, D.: Planung, a.a.O., S. 410.
Eine Vielzahl der im folgenden angeführten Verfahren der Warteschlangentheorie verwenden Simulationsergebnisse als Vergleich. Vgl. beispielsweise Yao, D. D.; Buzacott, J. A.: Modelling the performance of flexible manufacturing systems, in: Int. J. Prod. Res. 1985, Vol. 23, No. 5, S. 945–959, im folgenden zitiert als: Modelling, hier S. 952 ff.
Vgl. Tetzlaff, U. A. W.: Optimal Design of Flexible Manufacturing Systems, Heidelberg 1990, S. 52.
Vgl. Van Looveren, A. J.; Gelders, L.F.; Wassenhove, L. N.: A Review of FMS Planning Models, in: Kusiak, A., Hrsg.: Modelling and Design of Flexible Manufacturing Systems, Amsterdam u.a. 1986, S. 331, hier S. 19.
Vgl. Tetzlaff, U. A. W.: a.a.O., S. 58.
Vgl. Tempelmeier, H.; Kuhn, H.: OR-Modelle, a.a.O., S. 184.
Vgl. Tetzlaff, U. A. W.: a.a.O., S. 110.
Vgl. Tetzlaff, U. A. W.: a.a.O., S. 116 f.
Vgl. Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7. 6. 21.
Im Englischen werden dafür die Ausdrücke ‘single server“ und ’multiple server” verwendet.
Vgl. Jackson, J. R.: Networks of Waiting Lines, in: Oper. Res. 1957, Vol. 5, S. 518–521.
Vgl. Gordon, W. J.; Newell, G. F.: Closed Queueing Systems with Exponential Servers, in: Oper. Res. 1967, Vol. 15, S. 254–265.
Die verwendeten Begriffen werden in den Abschnitten 3.1.3 bis 3.1.5 erläutert.
Vgl. Abschnitt 3.1.3.
Oszillierende Prozesse entstehen nur, wenn Arbeit immer in gleichen Abständen anfällt, beispielsweise also bei saisonalen Geschäften. Von diesen Prozessen wird hier abgesehen, da sie zur Modellierung des vorliegenden Planungsproblems nicht geeignet sind, denn es wird eine gleichmäßige Auslastung des Produktionsapparates angestrebt, und die Ankunftszeitpunkte können nicht angegeben werden.
Vgl. Buzacott, J. A.; Yao, D. D.: a.a.O., S. 901. Die Ausnutzung von Ergebnissen dieser Art für die kurzfristige Planung ist durchaus auch üblich, erscheint aber nicht gerechtfertigt, da das System nicht lange genug läuft, um in ein Gleichgewicht zu kommen.
Einen ausführlichen Überblick über Ergebnisse der Warteschlangentheorie geben beispielsweise Disney, R. L.; König, D.: Queueing Networks: A Survey of Their Random Processes, in: SIAM Review 1985, Vol. 27, No. 3, S. 335–403, und Kiessler, P. C.; Disney, R. L.: Further remarks on queueing network theory, in: EJOR 1988, Vol. 36, S. 285–296, und weitere Einzelheiten finden sich auch im nächsten Kapitel.
Bei den Heuristiken ist das Finden des Optimums nicht sicher. Es wird in Kapitel 4 näher auf Bereiche dieses Gebietes eingegangen.
Vgl. Vinod, B.; Solberg, J. J.: a.a.O., S. 1141–1151.
Vgl. Steinhilper, R.: FFS, a.a.O., S. 112.
Dies ist beispielsweise mit Hilfe der Clusteranalyse möglich, vgl. Hansmann, K.-W.: Industrielles Management, 3. Aufl., München u.a. 1992, S. 320.
Vgl. Fry, T. D.; Smith, A. E.: FMS Implementation Procedure: A Case Study, in: IEEE Trans. 1989, Vol. 21, No. 3, S. 288–293, hier S. 289.
Vgl. Barnsteiner, K.-H.: Planung eines flexiblen Fertigungssystems, in: FB/IE 1985, Vol. 34, No. 6, S. 277285.
Vgl. Steinhilper, R.: FFS, a.a.O., S. 112.
In einem Gespräch bei der DA in Varel wurde erläutert, daß anhand von Erfahrungswerten aus einem bereits in Betrieb befindlichen System und den auf vorhandenen Maschinen benötigten Bearbeitszeiten die fir einen Arbeitsgang auf den neu anzuschaffenden Maschinen benötigten Zeiten abgeschätzt werden.
Vgl. Tetzlaff, U. A. W.: a.a.O., S. 38.
Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7. 6. 27.
Vgl. Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7. 6. 12.
Vgl. Tempelmeier, H.; Kulm, H.: OR-Modelle, a.a.O., S. 184.
Vgl. Solberg, J. J.: A mathematical model of computerized manufacturing systems, in: Muramatsu, R.; Dadley, N. A., Hrsg.: Production and Industrial Systems, 1978, S. 1265–1275. Eine komprimierte Beschreibung findet sich auch bei Buzacott, J. A., Yao, D. D.: a.a.O., S. 893 f., oder Seidmann, A. et al.: a.a.O., S. 373 f.
Vgl. Seidmann, A. et al.: a.a.O., S. 374.
Vgl. Suri, R. et al.: a.a.O., S. 27–38.
Vgl. dazu Reiser, M.; Lavenberg, S. S.: Mean-Value Analysis of Closed Multichain Queueing Networks, in: JACM 1980, Vol. 27, No. 2, S. 313–322.
Vgl. Seidmann, A. et al.: a.a.O., S. 374 f.
Alternativ dazu ist auch ‘Ample Server’ (AS) möglich. Bei AS sind immer genügend Bediener an der Station, um alle ankommenden Aufträge zu bedienen. Da jeder ankommende Auftrag sofort bedient wird, entsteht keine Warteschlange. Die Annahme einer unbegrenzten Anzahl Bediener ist für ein Produktionssystem allerdings unrealistisch.
Vgl. Seidmann, A. et al.: a.a.O., S. 375 f.
Vgl. Shalev-Oren, S.; Seidmann, A.; Schweitzer, P. J.: Analysis of Flexible Manufacturing Systems with Priority Scheduling: PMVA, in: Ann. Oper. Res. 1985, Vol. 3, S. 115–139, hier S. 132.
Die betrachtete Priorität ist HOL, ‘Head of Line’. Bei HOL werden verschiedenen Teilegruppen verschiedene Prioritäten zugeordnet, und innerhalb dieser Gruppen gilt FCFS.
Das.bei Simulation angeführte Verfahren PSIM (priority simulation model) ist ein Simulationsmodell, in dem Prioritäten berücksichtigt werden können. Es wird beispielsweise von Shalev-Oren, S. et al.: a.a.O., S. 133 ff., zum Vergleich mit den durch PMVA gewonnenen Ergebnissen verwendet.
Vgl. Yao, D. D.; Buzacott, J. A.: The exponentialization approach to flexible manufacturing system models with general processing times, in: EJOR 1986, Vol. 24, S. 410–416.
Beispielsweise für 5–10 Stationen und 20–50 Teile.
Vgl. Yao, D. D.; Buzacott, J. A.: Models of flexible manufacturing systems with limited local buffers, in: Int. J. Prod. Res. 1986, Vol. 24, No. 1, S. 107–118, im folgenden zitiert als: Limited buffers.
Vgl. Yao, D. D.; Buzacott, J. A.: Queueing models for a flexible machining station Part I: The diffusion approximation, in: EJOR 1985, Vol. 19, S. 233–240, Yao, D. D.;Buzacott, J. A.: Queueing models for a flexible machining station Part II: The method of Coxian phases, in: Queueing models for a flexible machining station Part II: 1985, Vol. 19, S. 241–252.
Vgl. Yao, D. D. et al.: Limited buffers, S. 107–118.
Vgl. Tempelmeier, H.; Kuhn, H.; Tetzlaff, U.: Analytische Leistungsabschätzung von flexiblen Fertigungssystemen mit begrenzten lokalen Puffern: Teil A - Serviceblockierung, Technische Hochschule Darmstadt, Fachgebiet Fertigungs-und Materialwirtschaft, Arbeitspapier, September 1988, und Teil B - Transportblockierung, Technische Hochschule Darmstadt, Fachgebiet Fertigungs-und Materialwirtschaft, Arbeitspapier, September 1988, im folgenden zitiert als: Transportblockierung, oder alternativ Tempelmeier, H.; Kuhn, H.: Flexible Fertigungssysteme, Berlin u.a. 1992, Kapitel 312. In der englischsprachigen Literatur wird dieses Verhalten mit ‘blocking’ und ’starvation’ bezeichnet.
Vgl. Tempelmeier, H.; Kuhn, H.; Tetzlaff, U.: Transportblockierung, a.a.O., S. 25.
Vgl. Tempelmeier, H.; Kuhn, H.: OR-Modelle, a.a.O., S. 181.
Vgl. Widmer, M. et al.: a.a.O., S. 421–430.
Vinod, B.; Solberg, J. J.: a.a.O., S. 1141–1151, ermitteln nur die optimale Anzahl der Maschinen, vgl. auch Abschnitt 2.3. 3. 3.
Vgl. Lee, H. F.; Srinivasan, M M; Yano, C. A.: a.a.O., S. 213–230.
Vgl. Shanthikumar, J. G.; Yao, D. D.: On Server Allocation in Multiple Center Manufacturing Systems, in: OR 1988, Vol. 36, No. 2, S. 333–342.
Vgl. Vinod, B.; Sabbagh, M.: Optimal performance analysis of manufacturing systems subject to tool availability, in: EJOR 1986, Vol. 24, S. 398–409.
Vgl. Schweitzer, P. J.; Seidmann, A.: Optimizing Processing Rates for Flexible Manufacturing Systems, in:
Vgl. Abschnitt 3.1.4. Bei der Exponentialverteilung ist der Erwartungswert gleich dem Quadrat der Varianz.
Vgl. Abschnitt 3.2.2.1.
Suri, R. et al.: a.a.O., S. 28.
Vgl. Abschnitt 3.1.5 und 2.5.3.
Vgl. Stecke, K. E.: Handbook, a.a.O., S. 7. 6. 22.
Gespräch mit Herrn Mangels am 02.02.1992 in Varel.
Das ist in Anlehnung zu Widmer, M. et al.: a.a.O., gewählt.
Eine genaue Definition erfolgt in Abschnitt 3.1.5.
Vgl. Müller, P. H., Hrsg.: Lexikon der Stochastik, 2. Aufl., Berlin 1975, S. 187.
Eine ausfiihrliche Begründung findet sich in Abschnitt 3.2.1.3.
Vgl. Solberg, J. J.: a.a.O., S. 1268, oder auch Kleinrock, L.: Queueing Systems, Vol. II: Computer Applications, New York u.a. 1976, im folgenden zitiert als: Vol. II, S.S.
Yao, D. D.;Buzacott, J. A.: Modelling, S. 946; Smith, M. L. et al.: a.a.O., S. 6; oder auch den FFS-Report, S. 64.
Tempelmeier, H.: Kapazitätsplanung, a.a.O., S. 964.
Vgl. Garetti, M.; Pozetti, A.; Bareggi, A.: On-line loading and dispatching in flexible manufacturing systems, in: IJOR, Vol. 28, No. 7, 1990, S. 1271–1292, hier S. 1276.
Das genaue Vorgehen wird in Abschnitt 3.2.3 erläutert.
Eine genaue Darstellung erfolgt in Abschnitt 3.2.3.
Eine ausführliche Einführung der in diesem und dem nächsten Abschnitt verwendeten Bezeichnungen erfolgt in den Abschnitten 3.2.1.2 und 4.1.1..
Dies wird im nächsten Kapitel genauer ausgeführt.
Die Maschinen eines Maschinentyps MTj werden mit Mj1, Mj2 bis Mjan2ì.. bezeichnet, vgl. Abschnitt 3.2. 1. 2.
Vgl. Abschnitt 3.3, insbesondere Abschnitt 3.3.1.
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Dankert, U. (1995). Das Design flexibler Fertigungssysteme. In: Planung des Designs flexibler Fertigungssysteme. Betriebswirtschaftliche Forschung zur Unternehmensführung, vol 27. Gabler Verlag, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-663-11048-4_2
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