Vorwort | 6 |
Inhaltsverzeichnis | 8 |
E Einführung in die Prozess- Orientierte Analyse | 16 |
E1 Prozess- Orientierte Analyse | 18 |
1.1 Einleitung | 19 |
1.2 Konzept von POA | 21 |
1.3 Statisches Modell | 23 |
1.3.1 Systemspezifikation | 23 |
1.3.2 Ökonomische Analyse | 24 |
1.3.3 Ökologische Analyse | 25 |
1.4 Dynamische Analyse | 26 |
1.4.1 Systemverhalten | 26 |
1.4.2 Prozesssimulation | 27 |
1.4.3 Maschinen- und Prozesssteuerung | 28 |
1.5 Vorgehen bei einer Produktionsanalyse | 29 |
1.5.1 Reale Welt im Modell | 29 |
1.5.2 Modelldefinitionen | 30 |
1.5.3 Erfassung eines Modells | 31 |
1.6 Projektziele von POA-Modellen | 33 |
1.6.1 Neuplanung | 33 |
1.6.2 Technische Aufdatierung | 33 |
1.6.3 Reverse Engineering | 34 |
1.7 Organisation des Buchs | 34 |
E2 Abgrenzung der Prozess- Orientierten Analyse | 38 |
2.1 Einleitung | 39 |
2.2 Upper- und Lower-CASE | 40 |
2.3 Strukturierte Analyse | 41 |
2.3.1 Methodenbeschreibung | 41 |
2.3.2 Vergleich POA und SA | 42 |
2.4 Unified Modeling Language | 44 |
2.4.1 Methodenbeschreibung | 44 |
2.4.2 Vergleich POA und UML | 45 |
2.5 Computerunterstützung | 47 |
2.5.1 CASE-Tool | 47 |
2.5.2 Programmierung | 49 |
S Statische Analyse | 50 |
S1 Statische Analyse mit dem Flussdiagramm | 52 |
1.1 Einleitung | 53 |
1.2 Flussdiagramm: Wozu? | 54 |
1.2.1 Zweck | 54 |
1.2.2 Anwendung | 55 |
1.2.3 Abgrenzung | 56 |
1.3 Elemente des Flussdiagramms | 60 |
1.3.1 Diagramm | 60 |
1.3.2 Prozess | 61 |
1.3.3 Fluss | 63 |
1.3.4 Flusseinteilung | 69 |
1.3.5 Regeln für Prozess und Fluss | 70 |
1.4 Systemabgrenzung | 72 |
1.4.1 Externe Entität | 72 |
1.4.2 Kontextdiagramm | 73 |
1.4.3 Regeln für externe Entität und Kontextdiagramm | 74 |
1.5 Systemstruktur und Hierarchie | 76 |
1.5.1 Systemstruktur | 76 |
1.5.2 Nummerierung der Prozesse und Diagramme | 78 |
1.5.3 Gleichgewicht von Vaterprozess und Kinddiagramm | 79 |
1.5.4 Flusshierarchie durch Verzweigung | 81 |
1.5.5 Regeln für Flussverbindungen und Hierarchie | 84 |
1.6 Elementspezifikation und Objektverzeichnis | 86 |
1.6.1 Elementspezifikation | 86 |
1.6.2 Objektverzeichnis | 88 |
1.7 Empfehlungen und Richtlinien | 92 |
1.7.1 Bestandteile eines Modells | 92 |
1.7.2 Empfehlungen für zweckmässiges Vorgehen | 93 |
1.7.3 Empfehlungen für leicht lesbare Diagramme | 95 |
1.7.4 Empfehlungen für Systemoptimierung | 98 |
1.8 Anwendungsbeispiel: Tankstelle | 101 |
S2 Wertfluss- Diagramm | 112 |
2.1 Einleitung | 113 |
2.2 Wertfluss-Diagramm: Wozu? | 114 |
2.2.1 Zweck | 114 |
2.2.2 Anwendung | 115 |
2.2.3 Abgrenzung | 116 |
2.2.4 Definitionen | 117 |
2.3 WFD-Elemente | 121 |
2.3.1 Vom Flussdiagramm zum WFD | 121 |
2.3.2 Prozess | 121 |
2.3.3 Externe Entität | 121 |
2.3.4 Wertfluss | 122 |
2.4 Flussarten und Flusskategorien | 125 |
2.4.1 Einteilung der Flüsse | 125 |
2.4.2 Flusskategorie: Ressourcen- und Informationsfluss | 129 |
2.4.3 Flusskategorie: Produktfluss | 129 |
2.4.4 Flusskategorie: Fiktiver Wertfluss | 132 |
2.4.5 Flusskategorie: Geldfluss | 136 |
2.5 Wertberechnung | 139 |
2.5.1 Vorgehen bei der Wertberechnung | 139 |
2.5.2 Prinzip der Wertberechnung | 140 |
2.5.3 Wertberechnung in der Hierarchie | 140 |
2.5.4 Flussgleichung | 144 |
2.5.5 Prozessbilanz | 147 |
2.6 Elementspezifikation und Berechnung | 149 |
2.6.1 Parameterdeklaration | 149 |
2.6.2 Flussspezifikation | 150 |
2.6.3 Prozessspezifikation | 151 |
2.6.4 Berechnung basierend auf Gleichungen mit Parametern | 154 |
2.7 Spezielle Beispiele | 158 |
2.7.1 Wertaustausch mit der Aussenwelt | 158 |
2.7.2 Beispiel der Abfallberechnung in einer Firma | 159 |
2.7.3 Anzeige von Gewinn und Verlust | 162 |
2.7.4 Investitionsrechnung | 164 |
2.7.5 Immaterielles Vermögen: Markenname | 166 |
2.8 Anwendungsbeispiel: Tankstelle | 167 |
S3 Ressourcenfluss-Diagramm | 178 |
3.1 Einleitung | 179 |
3.2 Ressourcenfluss-Diagramm: Wozu? | 180 |
3.2.1 Zweck | 180 |
3.2.2 Anwendung | 181 |
3.2.3 Abgrenzung | 182 |
3.2.4 Definitionen | 183 |
3.2.5 Konzept der Energie und Exergie | 187 |
3.3 RFD-Elemente | 189 |
3.3.1 Vom Flussdiagramm zum RFD | 189 |
3.3.2 Prozess | 189 |
3.3.3 Ressourcenfluss | 190 |
3.3.4 Externe Entität | 191 |
3.4 Flussarten und Flusskategorien | 192 |
3.4.1 Einteilung der Flüsse | 192 |
3.4.2 Flusskategorie | 192 |
3.4.3 Flussart | 193 |
3.5 Berechnungen in der Fluss- und Prozessspezifikation | 195 |
3.5.1 Vorgehen bei den Berechnungen | 195 |
3.5.2 Parametererhebung und -deklaration | 196 |
3.5.3 Allgemeine Flussspezifikation | 197 |
3.5.4 Allgemeine Prozessspezifikation | 198 |
3.6 Massenanalyse im RFD | 200 |
3.6.1 Massenbilanz | 200 |
3.6.2 Allgemeingültige Flussberechnungen | 202 |
3.7 Energieberechnung im RFD | 207 |
3.7.1 Energieinhalt von Ressourcenflüssen | 207 |
3.7.2 Energiebilanz | 209 |
3.7.3 Prozesswert Energieeffizienz | 212 |
3.8 Exergieberechnung im RFD | 213 |
3.8.1 Exergie von Ressourcenflüssen | 213 |
3.8.2 Exergiebilanz | 214 |
3.8.3 Beispiel: Exergieanalyse einer Streckspulmaschine | 215 |
3.8.4 Prozesswert Exergieeffizienz | 220 |
3.9 Analyse der grauen Energie | 221 |
3.9.1 Berechnung der grauen Energie | 221 |
3.9.2 Prozesswert graue Prozessenergie | 222 |
3.9.3 Beispiel: Graue Energie einer Spinnerei | 224 |
3.10 Anwendungsbeispiel: Tankstelle | 227 |
D Dynamische Analyse | 234 |
D1 Zustandsdiagramm | 236 |
1.1 Einführung | 237 |
1.2 Zustandsdiagramm: Wozu? | 238 |
1.2.1 Zweck | 238 |
1.2.2 Anwendung | 239 |
1.2.3 Abgrenzung der Methodik | 240 |
1.3 Elemente des Zustandsdiagramms | 243 |
1.3.1 Diagramm | 243 |
1.3.2 Zustand | 243 |
1.3.3 Zustandsübergang | 245 |
1.3.4 Regeln und Beispiele für Zustandsdiagramme | 248 |
1.4 Strukturierung des Modells | 252 |
1.4.1 Zustandsstrukturierung in der Hierarchie | 252 |
1.4.2 Elementspezifikation | 256 |
1.4.3 Objektverzeichnis | 257 |
1.5 Vom Flussdiagramm zum Zustandsdiagramm | 260 |
1.5.1 Hierarchie von Flussdiagramm und Zustandsdiagramm | 260 |
1.5.2 Schrittweises Vorgehen | 262 |
1.5.3 Schritt 1: Ziel und Anforderungen an das Projekt festlegen | 263 |
1.5.4 Schritt 2: Flussdiagramm ergänzen | 263 |
1.5.5 Schritt 3: Prozessverhalten spezifizieren | 264 |
1.6 Empfehlungen und Richtlinien | 266 |
1.6.1 Empfehlungen für Zustandsdiagramme | 266 |
1.6.2 Bestandteile eines POA-Modells | 267 |
1.7 Anwendungsbeispiel: Tankstelle | 269 |
D2 Simulationsmodell | 274 |
2.1 Einleitung | 275 |
2.2 Simulationsmodell: Wozu? | 276 |
2.2.1 Zweck | 276 |
2.2.2 Anwendung | 276 |
2.2.3 Abgrenzung | 278 |
2.3 Von Flussdiagramm zu Programmcode | 280 |
2.3.1 Schrittweises Vorgehen | 280 |
2.3.2 Schritt 1: Zweck und Anforderungen des Projekts spezifizieren | 280 |
2.3.3 Schritt 2: Systemstruktur mit Flussdiagramm festlegen | 281 |
2.3.4 Schritt 3: Prozessverhalten mit Zustandsdiagramm modellieren | 283 |
2.3.5 Schritt 4: Benutzeroberfläche erstellen | 285 |
2.3.6 Schritt 5: Jedes Programmmodul codieren | 286 |
2.3.7 Schritt 6: Systemverhalten testen | 288 |
2.4 Unterschiede im Codieren von Simulationsmodell und | 289 |
Echtzeitsteuerung | 289 |
2.4.1 Vergleich Simulationsmodell und Echtzeitsteuerung | 289 |
2.4.2 Codieren eines Simulationsmodells | 291 |
2.4.3 Weitere Schritte mit dem Simulationsmodell | 293 |
2.5 Einsatz marktgängiger Simulationswerkzeuge | 295 |
2.5.1 Zusammenhang POA und Werkzeuge für diskrete Simulation | 295 |
2.5.2 Evaluation marktgängiger Simulationswerkzeuge | 296 |
2.5.3 Anwendungsbeispiel: Tankstelle mit Simulationsprogramm | 299 |
2.6 Anwendungsbeispiel: Tankstelle | 303 |
2.6.1 Statisches und dynamisches Modell der Tankstelle | 303 |
2.6.2 Benutzeroberfläche | 306 |
2.6.3 Programmcodierung | 307 |
D3 Echtzeitsteuerung | 314 |
3.1 Einleitung | 315 |
3.2 POA bei Echtzeitsteuerung: Wozu? | 316 |
3.2.1 Zweck | 316 |
3.2.2 Anwendung | 317 |
3.2.3 Abgrenzung | 318 |
3.2.4 Definitionen | 320 |
3.3 Betriebszustände von Produktionsmaschinen | 321 |
3.3.1 Produktive und nicht-produktive Zustände | 321 |
3.3.2 Überwachen des Systemzustands | 323 |
3.3.3 Fehlerbehandlung | 326 |
3.4 Systemsicht in der Zustandsdomäne | 328 |
3.4.1 Zweck | 328 |
3.4.2 System mit diskreten Parametern | 329 |
3.4.3 System mit kontinuierlichen und diskreten Parametern | 332 |
3.4.4 System mit kontinuierlichen Parametern | 334 |
3.5 Programmdesign und Codierung | 338 |
3.5.1 Codierung | 338 |
3.5.2 Programmdesign | 338 |
3.5.3 Programmcodierung | 340 |
3.6 Speicherprogrammierte Steuerung eines Heizlüfters | 342 |
3.6.1 Systemstruktur | 342 |
3.6.2 Systemverhalten | 343 |
3.6.3 Risikoanalyse | 345 |
3.6.4 Programmiersprachen für SPS | 346 |
3.7 Anwendungsbeispiel: Tankstelle | 349 |
3.7.1 Steuerung der Zapfsäule | 349 |
3.7.2 Programmcodierung | 353 |
F Fallstudien | 356 |
F1 Systemanalyse eines Dienstleistungsbetriebes | 358 |
1.1 Betrieb einer Bar kennen lernen | 359 |
1.2 Modell erstellen | 360 |
1.2.1 Zu untersuchendes System Bar spezifizieren | 360 |
1.2.2 Detaillierung der Diagramme | 363 |
1.3 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA | 369 |
F2 Ökonomische Analyse einer Weberei mit integrierter Veredlung | 372 |
2.1 Modell einer textilen Produktion | 373 |
2.2 Firma und Produkt | 374 |
2.3 Vorgehen beim Erstellen des Modells | 375 |
2.4 Wertfluss-Diagramme von WebEdel | 379 |
2.4.1 Kontextdiagramm | 379 |
2.4.2 WFD Ebene 1: „Produziere Gewebe“ | 381 |
2.4.3 WFD der tieferen Ebenen | 387 |
2.4.4 Fiktiver Wertfluss für Kostenabwälzung | 392 |
2.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA | 394 |
F3 Exergieanalyse in der Backwarenindustrie | 396 |
3.1 Energieanalyse der Croissant-Linie | 397 |
3.2 Ressourcenfluss-Diagramm der Croissant-Linie | 398 |
3.2.1 Kontextdiagramm | 398 |
3.2.2 Ressourcenfluss-Diagramm Produktionsebene | 399 |
3.3 Massenberechnung der Croissants | 402 |
3.3.1 Energieberechnung der Ressourcenflüsse | 403 |
3.3.2 RFD der zweiten Ebene und Produktionslayout | 403 |
3.4 Exergieanalyse des Backprozesses | 408 |
3.4.1 Zweck der Exergiebilanz | 408 |
3.4.2 Exergieberechnung der Croissants | 409 |
3.4.3 Exergieberechnung der Energieflüsse | 411 |
3.4.4 Exergetische Effizienz des Backprozesses | 412 |
3.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA | 413 |
F4 Konzept und Steuerung einer Entmagnetisierlinie für Fernsehbildröhren | 414 |
4.1 Entmagnetisieren von Bildröhren | 415 |
4.2 Neukonzeption einer Entmagnetisierlinie | 416 |
4.3 Systemgestaltung der neuen Produktionslinie | 418 |
4.4 Prozesssteuerung für die Bearbeitung der Masken | 422 |
4.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA | 425 |
F5 Simulation einer Hochleistungsweberei | 426 |
5.1 Neues Produktionssetup für eine Weberei | 427 |
5.2 Modell einer Weberei | 428 |
5.2.1 Schritt 1: Kontextdiagramm | 428 |
5.2.2 Schritt 2: Flussdiagramm erste und zweite Ebene | 429 |
5.2.3 Schritt 3: Zustandsdiagramm | 431 |
5.2.4 Schritt 4: Zustandsspezifikation und Zustandsliste | 432 |
5.3 Simulationsmodell für Arbeitsorganisation | 433 |
5.3.1 Programmdesign | 433 |
5.3.2 Benutzeroberfläche | 435 |
5.3.3 Initialisierung | 436 |
5.3.4 Online-Anzeige | 436 |
5.4 Resultate der Simulation der M8300 | 437 |
5.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA | 440 |
F6 Reengineering einer Standseilbahn | 442 |
6.1 System einer Standseilbahn | 443 |
6.2 Technische Aufdatierung des Transportsystems | 444 |
6.3 Fluss- und Zustandsdiagramme | 445 |
6.3.1 Flussdiagramm des Transportsystems | 445 |
6.3.2 Zustandsdiagramm des Antriebs | 447 |
6.3.3 Systemhierarchie | 450 |
6.4 Transportsimulation | 451 |
6.4.1 Fernsteuerung | 451 |
6.4.2 Benutzeroberfläche | 451 |
6.4.3 Programmcode | 453 |
6.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA | 455 |
A Anhang | 458 |
A.1 Abkürzungen | 458 |
A.2 Glossar | 460 |
A.3 Literaturverzeichnis | 462 |
Index | 464 |