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E-Book

Leistungsanalyse von Montagesystemen mit stochastischen Bearbeitungszeiten

AutorMichael Manitz
VerlagSpringer Gabler
Erscheinungsjahr2019
Seitenanzahl306 Seiten
ISBN9783658242466
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis39,99 EUR
Die kundenindividuelle Massenproduktion verlangt heutzutage flexible Produktionsanlagen, sodass verschiedene, auftragsspezifische Varianten eines Grundprodukts gefertigt werden können. Variantenabhängig schwankende Bearbeitungszeiten, Störungen und Maschinenausfälle an den einzelnen Stationen führen allerdings zu Unterbrechungen im Materialfluß, die die Leistung eines Produktionssystems mindern, weil sich Werkstücklieferungen verzögern oder Blockierungen auftreten. Das Ausmaß dieser stochastischen Effekte ist abhängig von der Anordnung eventueller Puffer zwischen den Stationen und von der stationsbezogenen Arbeitslast. Um - gemessen an den geplanten Produktionsmengen - hohe Stückzahlen zu erreichen, sind demnach Entscheidungen in Bezug auf die optimale Konfiguration und Auslegung einer solchen Produktionsanlage zu treffen.

Das vorliegende Buch beschreibt für z. B. in der Automobilindustrie typische Montagelinien, wie für eine gegebene Anlagenkonfiguration - im Gegensatz zur Simulation - die Produktionsrate 'auf Knopfdruck' analytisch abgeschätzt werden kann. Damit ist es möglich, das vorgestellte Verfahren zur Leistungsanalyse im Rahmen von Optimierungsentscheidungen bei der Fabrikplanung einzusetzen.

Das Buch wendet sich an interessierte Fabrikplaner in der industriellen Praxis sowie an Dozenten und Studenten der Betriebswirtschaftslehre, des Wirtschaftsingenieurwesens und der Wirtschaftsinformatik mit den Schwerpunkten Produktionswirtschaft und Logistik.


Michael Manitz veröffentlichte sein Werk bis 2018 im Kölner Wissenschaftsverlag.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis8
Abbildungsverzeichnis12
Tabellenverzeichnis16
Symbolverzeichnis18
Abkürzungsverzeichnis23
A Gegenstand und Gang der Arbeit25
B Montagesysteme29
B.1 Beschreibung der untersuchten Montagesysteme32
B.1.1 Konvergierender, asynchroner Materialfluß33
B.1.2 Blockierung nach Bearbeitung und unabhängige Bestückung36
B.1.3 Stochastische Bearbeitungszeiten41
B.1.4 Operationszeitabhängige Maschinenausfälle59
B.2 Leistungsanalyse69
B.3 Konfigurationsentscheidungen72
C Die Modellierung von Montagesystemen88
C.1 Warteschlangennetzwerke88
C.2 Dekomposition von Warteschlangennetzen92
C.3 Approximation der warteschlangenbezogenenZustandswahrscheinlichkeiten99
C.4 Stand der Forschung bei der Analyse von Montagesystemen106
C.4.1 Markow-Modelle107
C.4.2 Dekompositionsansätze für Fließproduktionslinien110
C.4.3 Ansätze für einfache Montagesysteme113
C.4.4 Dekompositionsansätze für komplexe Montagesysteme115
D Die Abschätzung der Produktionsrate eines Montagesystems mit einem Dekompositionsansatz — Das Verfahren ALRMGEN118
D.1 Systeme mit jeweils höchstens zwei Zulieferstationen121
D.1.1 Approximation der Ankunfts- und Bearbeitungsraten sowie der Variationskoeffizienten121
D.1.1.1 Die virtuelle Bearbeitungszeit121
D.1.1.1.1 Erwartungswert und Varianz der virtuellen Bearbeitungszeit125
D.1.1.1.2 Die Berechnung der zeitpunktbezogenen Blockierwahrscheinlichkeiten130
D.1.1.1.3 Die Berechnung der virtuellen Bearbeitungsrate132
D.1.1.1.4 Die Berechnung des Variationskoeffizienten der virtuellen Bearbeitungszeit134
D.1.1.2 Die virtuelle Zwischenankunftszeit139
D.1.1.2.1 Erwartungswert und Varianz der virtuellen Zwischenankunftszeit144
D.1.1.2.2 Die Berechnung der zeitpunktbezogenen Leerwahrscheinlichkeiten148
D.1.1.2.3 Die Berechnung der virtuellen Ankunftsrate150
D.1.1.2.4 Die Berechnung des Variationskoeffizienten der virtuellen Zwischenankunftszeit151
D.1.2 Das Verfahren ALRMGEN-2153
D.1.3 Rechenergebnisse167
D.1.4 Spezialfälle und Vergleiche: Systeme mit linearem Materialfluß (Fließproduktionslinien)204
D.1.4.1 Das Verfahren von Buzacott, Liu und Shanthikumar205
D.1.4.2 Das Verfahren von Bürger207
D.2 Systeme ohne Obergrenze für die Anzahl an Zulieferstationen218
D.2.1 Approximation der Ankunfts- und Bearbeitungsraten sowie der Variationskoeffizienten219
D.2.1.1 Die virtuelle Bearbeitungszeit219
D.2.1.1.1 Erwartungswert und Varianz der virtuellen Bearbeitungszeit219
D.2.1.1.2 Die Berechnung der zeitpunktbezogenen gemeinsamen Leerwahrscheinlichkeit222
D.2.1.1.3 Die Beschreibung der Wahrscheinlichkeitsverteilung des Maximums von Zwischenankunftszeiten223
D.2.1.1.4 Die Berechnung der virtuellen Bearbeitungsrate227
D.2.1.1.5 Die Berechnung des Variationskoeffizienten der virtuellen Bearbeitungszeit228
D.2.1.2 Die virtuelle Zwischenankunftszeit232
D.2.1.2.1 Erwartungswert und Varianz der virtuellen Zwischenankunftszeit232
D.2.1.2.2 Die Berechnung der virtuellen Ankunftsrate234
D.2.1.2.3 Die Berechnung des Variationskoeffizienten der virtuellen Zwischenankunftszeit236
D.2.2 Das Verfahren ALRMGEN-J239
D.2.3 Rechenergebnisse244
D.2.4 Spezialfälle und Vergleiche: Systeme mit exponentialverteilten Bearbeitungszeiten252
D.2.4.1 Das Verfahren von Helber254
D.2.4.2 Das Verfahren von Jeong und Kim264
E Die Erweiterung des Verfahrens ALRMGEN um die Berücksichtigung der Werkstückqualität — Das Verfahren ALRMSGEN271
E.1 Die virtuelle Zwischenankunftszeit bei Werkstückverlusten275
E.2 Das Verfahren ALRMSGEN278
E.3 Rechentests280
F Schlußbetrachtung und Ausblick289
Literaturverzeichnis291

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