Fertigungsregelung flexibler Fliessfertigungen und Werkstattfertigungen zur Einhaltung von Lieferterminen (PDF)

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2017 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Anlagenbau, Note: Magna cum Laude, Universität Bremen (Fachbereich Produktionstechnik, Lehrstuhl "Planung und Steuerung produktionstechnischer und logistischer Systeme"), Sprache: Deutsch, Abstract: Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methode der Fertigungssteuerung, welche die veränderte Rolle und das verbreiterte Aufgabenspektrum in einem Cyber-Physischen Produktionssystem berücksichtigt. Die Arbeit folgt einem systematischen Ansatz, indem zunächst eine grundlegende Problemstellung spezifiziert und anschliessend die Vorteile konventioneller Methoden der Fertigungssteuerung hinsichtlich der Anwendung auf die grundlegende Problemstellung diskutiert werden. Aus den Erkenntnissen dieser Methodendiskussion sowie der Analyse produktionslogistischer Grundsätze werden Anforderungen an die zu entwickelnde Methode der autonomen Fertigungsregelung (AFR) definiert, welche die anschliessende Methodenentwicklung prägen. Die AFR wird in den Anwendungsfällen der flexiblen Fliess- und Werkstattfertigung in zwei Simulationsmodellen mit verschiedenen Parameterkonstellationen simuliert sowie mit konventionellen Methoden hinsichtlich der logistischen Leistung verglichen.
Die Ergebnisse in beiden Anwendungsfällen bestätigen die theoretischen Potentiale der Selbststeuerung und der Integration der Aufgaben der Fertigungssteuerung in einer Methode. Je nach Parameterkonstellation können bei gleicher Arbeitszeit eine höhere Termintreue bei geringeren Durchlaufzeiten oder vergleichbare Termintreue und Durchlaufzeiten bei deutlich geringerer Arbeitszeit erzielt werden.
Diese Arbeit und insbesondere die Untersuchung am Szenario einer realen Werkstattfertigung liefern quantitative Anreize, die Entwicklung zu Cyber-Physischen Produktionssystemen weiter voranzutreiben und auf dem betrieblichen Hallenboden die notwendige Infrastruktur zu schaffen.

Kontinuierlich steigende Erwartungen an die logistische Zielerreichung, insbesondere an die Termintreue, zunehmend volatile Märke und die Reduktion von Umlaufbeständen führen dazu, dass die Fertigungssteuerung seit Jahren an Bedeutung gewinnt. Doch auch der Umfang der Fertigungssteuerung ist gestiegen, sodass heute neben Auftragsfreigabe und -überwachung auch die Arbeitsverteilung, Reihenfolgebildung und der Kapazitätssteuerung zu den Aufgaben der Fertigungssteuerung zählen.
Die Entwicklung im Rahmen der "Industrie 4.0" in Richtung Cyber-Physischer Produktionssysteme (CPPS) basiert auf den Fortschritten in der Informations- und Kommunikationstechnologie und versucht diese Potentiale u. a. auch in der Fertigungssteuerung zu nutzen.