Leistungsanalyse von Montagesystemen mit stochastischen Bearbeitungszeiten (eBook)

Michael Manitz (Autor)

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2019 | 1. Aufl. 2005
XXIV, 284 Seiten
Springer Fachmedien Wiesbaden (Verlag)
978-3-658-24246-6 (ISBN)

Infos

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.

Inhalt

Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 8
Abbildungsverzeichnis 12
Tabellenverzeichnis 16
Symbolverzeichnis 18
Abkürzungsverzeichnis 23
A Gegenstand und Gang der Arbeit 25
B Montagesysteme 29
B.1 Beschreibung der untersuchten Montagesysteme 32
B.1.1 Konvergierender, asynchroner Materialfluß 33
B.1.2 Blockierung nach Bearbeitung und unabhängige Bestückung 36
B.1.3 Stochastische Bearbeitungszeiten 41
B.1.4 Operationszeitabhängige Maschinenausfälle 59
B.2 Leistungsanalyse 69
B.3 Konfigurationsentscheidungen 72
C Die Modellierung von Montagesystemen 88
C.1 Warteschlangennetzwerke 88
C.2 Dekomposition von Warteschlangennetzen 92
C.3 Approximation der warteschlangenbezogenenZustandswahrscheinlichkeiten 99
C.4 Stand der Forschung bei der Analyse von Montagesystemen 106
C.4.1 Markow-Modelle 107
C.4.2 Dekompositionsansätze für Fließproduktionslinien 110
C.4.3 Ansätze für einfache Montagesysteme 113
C.4.4 Dekompositionsansätze für komplexe Montagesysteme 115
D Die Abschätzung der Produktionsrate eines Montagesystems mit einem Dekompositionsansatz — Das Verfahren ALRMGEN 118
D.1 Systeme mit jeweils höchstens zwei Zulieferstationen 121
D.1.1 Approximation der Ankunfts- und Bearbeitungsraten sowie der Variationskoeffizienten 121
D.1.1.1 Die virtuelle Bearbeitungszeit 121
D.1.1.1.1 Erwartungswert und Varianz der virtuellen Bearbeitungszeit 125
D.1.1.1.2 Die Berechnung der zeitpunktbezogenen Blockierwahrscheinlichkeiten 130
D.1.1.1.3 Die Berechnung der virtuellen Bearbeitungsrate 132
D.1.1.1.4 Die Berechnung des Variationskoeffizienten der virtuellen Bearbeitungszeit 134
D.1.1.2 Die virtuelle Zwischenankunftszeit 139
D.1.1.2.1 Erwartungswert und Varianz der virtuellen Zwischenankunftszeit 144
D.1.1.2.2 Die Berechnung der zeitpunktbezogenen Leerwahrscheinlichkeiten 148
D.1.1.2.3 Die Berechnung der virtuellen Ankunftsrate 150
D.1.1.2.4 Die Berechnung des Variationskoeffizienten der virtuellen Zwischenankunftszeit 151
D.1.2 Das Verfahren ALRMGEN-2 153
D.1.3 Rechenergebnisse 167
D.1.4 Spezialfälle und Vergleiche: Systeme mit linearem Materialfluß (Fließproduktionslinien) 204
D.1.4.1 Das Verfahren von Buzacott, Liu und Shanthikumar 205
D.1.4.2 Das Verfahren von Bürger 207
D.2 Systeme ohne Obergrenze für die Anzahl an Zulieferstationen 218
D.2.1 Approximation der Ankunfts- und Bearbeitungsraten sowie der Variationskoeffizienten 219
D.2.1.1 Die virtuelle Bearbeitungszeit 219
D.2.1.1.1 Erwartungswert und Varianz der virtuellen Bearbeitungszeit 219
D.2.1.1.2 Die Berechnung der zeitpunktbezogenen gemeinsamen Leerwahrscheinlichkeit 222
D.2.1.1.3 Die Beschreibung der Wahrscheinlichkeitsverteilung des Maximums von Zwischenankunftszeiten 223
D.2.1.1.4 Die Berechnung der virtuellen Bearbeitungsrate 227
D.2.1.1.5 Die Berechnung des Variationskoeffizienten der virtuellen Bearbeitungszeit 228
D.2.1.2 Die virtuelle Zwischenankunftszeit 232
D.2.1.2.1 Erwartungswert und Varianz der virtuellen Zwischenankunftszeit 232
D.2.1.2.2 Die Berechnung der virtuellen Ankunftsrate 234
D.2.1.2.3 Die Berechnung des Variationskoeffizienten der virtuellen Zwischenankunftszeit 236
D.2.2 Das Verfahren ALRMGEN-J 239
D.2.3 Rechenergebnisse 244
D.2.4 Spezialfälle und Vergleiche: Systeme mit exponentialverteilten Bearbeitungszeiten 252
D.2.4.1 Das Verfahren von Helber 254
D.2.4.2 Das Verfahren von Jeong und Kim 264
E Die Erweiterung des Verfahrens ALRMGEN um die Berücksichtigung der Werkstückqualität — Das Verfahren ALRMSGEN 271
E.1 Die virtuelle Zwischenankunftszeit bei Werkstückverlusten 275
E.2 Das Verfahren ALRMSGEN 278
E.3 Rechentests 280
F Schlußbetrachtung und Ausblick 289
Literaturverzeichnis 291

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.3.2019
• Reihe/Serie: Edition KWV
• Reihe/Serie: Edition KWV
• Zusatzinfo: XXIV, 284 S. 1 Abb.
• Verlagsort: Wiesbaden
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Logistik / Produktion
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Unternehmensführung / Management
• Schlagworte: Automobilindustrie • Flexible Produktion • Leistungsanalyse • Montagesysteme • stochastische Effekte
• ISBN-10: 3-658-24246-9 / 3658242469
• ISBN-13: 978-3-658-24246-6 / 9783658242466