Table Of ContentFORSCHUNGSBERICHT DES LANDES NORDRHEIN-WESTF ALEN
Nr. 2948/Fachgruppe Maschinenbau/Verfahrenstechnik
Herausgegeben yom Minister fUr Wissenschaft und Forschung
o. Prof. Dr. -Ing. Dipl. -Wirtsch. -lng. Walter Eversheim
Dr. -Ing. Werner Fischer
Dr. -Ing. Michael Steudel
Laboratorium fUr Werkzeugmaschinen und Betriebslehre
der Rhein. -Westf. Techn. Hochschule Aachen
Lehrstuhl fUr Produktionssystematik
Modulare Systemvarianten
zur automatischen Arbeitsplanerstellung
Westdeutscher Verlag 1980
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Eversheim, Walter:
Modulare Systemvarianten zur automatischen Ar
beitsplanerstellung / Walter Eversheim ;
Werner Fischer j Michael Steudel. - Opladen
Westdeutscher Verlag, 1980.
(Forschungsberichte des Landes Nordrhein
Westfalen ; Nr. 2948 : Fachgruppe Maschi
nenbau, Verfahrenstechnik)
ISBN 978-3-531-02948-1 ISBN 978-3-322-88619-4 (eBook)
DOl 10.1007/978-3-322-88619-4
NE: Fischer, Werner:; Steudel, Michael:
© 1980 by Westdeutscher Verlag GmbH, Opladen
Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag
ISBN 978-3-531-02948-1
III
Gl i ederung Seite:
1. Ei nl eitung 1
2. Kennzeichnung der Arbeitsplanerstellung 5
2.1 E.inordnung in die technische Auftragsabwicklung 5
2.2 Funktionale Gliederung des Planungsprozesses 9
3. Analyse bestehender Systementwicklungen 16
3.1 Arbeitsplanerstellung auf der Grundlage verwalteter 17
Arbeitsplane
3.2 Programmsysteme zur Arbeitsplanerstellung 19
3.2.1 Moglichkeiten der WerkstUckbeschreibung 20
3.2.3 Systemabgrenzung nach WerkstUckgruppen und Verfahren 28
3.3 Datei- und Datenhandhabungssystene im Rahmen der 31
Arbeitsplanerstellung
4. Ermittlung des Planungsumfangs 35
4.1 Analyse des funktionsabhangigen Planungsaufwandes 36
4.2 Abgrenzung werkstUckgebunden planbarer Teilegruppen 41
4.2.1 Analyse von Teileklassen 42
4.2.2 Auswahl geeigneter WerkstUckgruppen 49
4.3 Bestimmung geeigneter Fertigungsverfahren fUr ver 57
fahrensbezogene Ermittlungsstrategien
4.3.1 Verfahrensbezogene Haufigkeitsanalyse 59
4.3.2 Bewertung verfahrensbezogener Ermittlungsprozesse 63
4.4 Zusammenstellung anwendungsbezogener Planungsschwer- 65
punkte
IV
Seite:
5. Abgrenzung von Planungsmoduln hinsichtlich Umfang 67
und Struktur
5.1 Ermittlung der Beschreibungsmerkmale fUr einen Modul 67
5.1.1 Darstellung der Struktur und des Planungsinhaltes 67
5.1.2 Einordnung in den Planungsablauf 72
5.1.3 Systematisierung der Anwendungsbreite 76
5.1.4 Informationsverarbeitung innerhalb der Programm 82
bausteine
5.2 Abgrenzung von Planungsmoduln 87
5.2.1 Ausgangsteilbestimmung 88
5.2.2 Ermittlung der Arbeitsvorgangsfolge 91
5.2.3 Bestimmung der Arbeitsvorgangsdaten 99
6. Bildung von Systemvarianten zur 112
automatischen Arbeitsplanerstellung
6.1 EinfluBkriterien fUr die Systemauslegung 112
6.2 Entwicklung der Systemmatrix 114
6.3 VerknUpfung von Moduln zur Systemvariante 123
7. Auswahl der optimal en Systemvariante 127
7.1 EinfluB der Systemkosten auf den AuswahlprozeB 128
7.2 Ermittlung des Eignungsgrades fUr eine automatische 136
Arbeitsplanerstellung
7.2.1 Entwicklung einer gewichteten Zielhierarchie 137
7.2.2 Festlegung eines Bewertungsschemas 140
7.2.3 Erfassung und Auswertung der Zielkriterien 143
v
Seite:
7.3 Ermittlung des Automatisierungskonzeptes 146
7.3.1 Abgrenzung der Anwendungsbreite 148
7.3.2 Festlegung des Planungsinhaltes 1~
7.3.3 Bestimmung der optimalen Programmbausteine 1~
je Planungstatigkeit
7.3.4 Erfassung detaillierter betrieblicher Daten 168
durch einen Fragenkatalog
8. Modularsystem zur automatischen Arbeitsplanerstellung 170
8.1 Anforderungen an das Programmsystem 170
8.2 Alternative programmtechnische Losungsmoglichkeiten 172
8.3 Aufbau des Programmsystems 175
8.3.1 Kombination von Planungsmoduln 175
8.3.2 Datenhandhabung 176
8.3.3 Systemaufbau 178
8.4 Schnittstelle zur Arbeitsplanerstellung 181
auf der Basis verwalteter Arbeitsplane
9. Fallbeispiel· 187
9.1 Ermittlung des Eignungsgrades 187
9.2. Bildung der betriebsspezifischen Systemvariante 189
9.3 Programmtechnische Realisierung angewahlter 193
Programmbausteine
10. Zusammenfassung 208
11. Literatur 210
1. Einleitung
Die fortschreitende Automatisierung in den Produktionsbereichen hat einen
standig wachsenden 1nformationsbedarf und erhohte Anforderungen an die Ge
nauigkeit der Fertigungsunterlagen zur Folge. 1m Rahmen der Auftragsabwick
lung fUhrt dies haufig zu einem EngpaB in der Arbeitsplanung. Daher muB in
Zukunft angestrebt werden, die in den vorgelagerten Planungsbereichen vor-.
handenen Rationalisierungsreserven auszuschopfen. Ziel ist es, neben einer
Steigerung der Planungsqualitat gleichzeitig die verursachten Kosten zu
senken und die Durchlaufzeit zu verkUrzen.
Die in der Arbeitsplanung durchgefUhrten Planungsaufgaben lassen sich groBten
teils auf einfache Datenermittlungs- und ~andhabungstatigkeiten sowie auf die
Verarbeitung algorithmischer Zusammenhange zurUckfUhren. Da ein erheblicher
Anteil derartiger Planungstatigkeiten aufgrund wiederholt auftretender ahn
licher Probleme zur Routine werden, kann eine wesentliche Entlastung des Pla
ners durch den Einsatz der EDVA erzielt werden. Die Automatisierung der Pla
nungsaufgaben bietet zudem den Vorteil einer schnellen und exakten Verarbei
tung groBer Datenmengen und komplexer Algorithmen und somit der Erhohung
von Planungsqualitat und -schnelligkeit /1/.
Eine der wichtigsten und haufig umfangreichsten Aufgaben der ~rbeitsplanung ist
die Erstellung des Arbeitsplanes ausgehend von Zeichnung und StUckliste (Bild 1).
Voraussetzung fUr den Einsatz automatisierter Planungssysteme ist eine ent
sprechend leistungsfahige Anwendersoftware, deren Entwicklung jedoch haufig
die Kapazitat einzelner Unternehmen, insbesondere im Bereich der Einzel- und
Kleinserienfertigung, weit Ubersteigt. Aus diesem Grund wurden von der Bundes
regierung im Rahmen des 2. und 3. DV-Programms allein fUr den Werkzeugma
schinenbau bis zum Jahre 1978 ca. 2,5 Mio. DM bereitgestellt, urn geeignete
Anwenderprogramme fUr den Einsatz in der Arbeitsvorbereitung zu entwickeln.
Trotz dieser gUnstigen Voraussetzungen wurden die bisher entwickelten Pro
grarnne nicht in dem zu erwartenden MaB von den industriellen Unternehmen Uber
nommen. Ein wesentlicher Grund hierfUr liegt, wie eine Umfrage in einigen
- fUr die jeweilige Branche typischen - Unternehmen zeigte, vor allem in dem
nach Meinung der Unternehmen verhaltnismaBig hohen Aufwand, der sich bei der
- 2 -
A B C D E F Unternehmen
23323 2453 1801 11899 2291 10670 Gesamtaufwand
in Stunden
111 19 58 95 18 15 Anzahl der betei
ligten Mitarbeiler
100
-o · ~ :~:. Allgemeine Htigkeiten
" 10..
80 - .!. .""" .. ~; ----- Materialplanung
Methodenplanung
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St ocklistenaull6sung
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IIilIIIIIII!!II Plan ungsvorbereitu n9
Bild 1: Verteilung der haufigsten Tatigkeiten in den Arbeitsplanungs
bereichen von sechs Unternehmen /2/
SystemeinfUhrung ergibt. Dies ist neben den in der Regel relativ umfang
reichen komplexen Strukturen der angebotenen Software auf den Anpassungsauf
wand dieser Programmsysteme, sowohl an ihren optimalen, betrieblichen Ein
satzbereich als auch an die im Unternehmen bereits existierenden Programme
und Dateien zurUckzufUhren /3/.
Aus diesen GrUnden muB eine Systemstruktur fUr die automatische Arbeitsplan
erstellung angestrebt werden, die aufgrund eines modularen Aufbaus und viel
faltiger Kombinationsmoglichkeiten sowohl auf Teilprobleme zugeschnitten
als auch umfassende Losungen zulaBt. 1m Rahmen dieses Projektes sollen des
halb die notwendigen Grundlagen einschlieBlich der Programmkonzeption zur
Bildung modularer Systemvarianten fUr die automatische Arbeitsplanerstellung
geschaffen werden (Bild 2).
Ausgangspunkt ist eine Strukturierung des Planungsablaufes zur Arbeitsplan
erstellung in die Funktionen bzw. Teilfunktionen, die allgemeingUltig bei
allen Ermittlungsvorgangen erfUllt werden mUssen, sowie eine Analyse der der-
- 3 -
Funktionale Gliederung Analyse von
der Arbeltsplanerstellung P rog ra rr. ms y ste me n
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Bild 2: Aufgabenschwerpunkte zur Bildung modularer Systemvarianten zur
automatischen Arbeitsplanerstellung
- 4 -
zeit vorhandenen Systementwicklungen. Die Abgrenzung der Planungsmoduln
wird, unter BerUcksichtigung des funktionsabhangigen Planungsaufwandes,
auf der Basis einer Analyse von WerkstUckgruppen und Fertigungsverfahren vor
genommen. Diese Programmbausteine bilden die Grundlage fUr die Konzeption
einer modularen Systemstruktur, die die Bildung firmenspezifisch zugeschnit
tener Systemvarianten zulaBt. Zur Bestimmung der fur ein Unternehmen opti
malen Systemvariante werden deshalb Kriterien erarbeitet, die eine den
jeweiligen betrieblichen Bedingungen entsprechende Kombination der Planungs
moduln ermoglichen.
Auf dieser Grundlage erfolgt der Aufbau eines Modularsystems zur automati
schen Arbeitsplanerstellung,dessen Realisierungsmoglichkeit abschlieBend
anhand eines Fallbeispiels nachgewiesen wird.
- 5 -
2. Kennzeichnung der Arbeitsplanerstellung
1m ersten Schritt dieses Projektes soll die Stellung der Arbeitsplanerstellung
im Unternehmen beschrieben und der Planungsablauf innerhalb der Arbeitsplan
erstellung untersucht werden.
2.1 Einordnung in die technische Auftragsabwicklung
Die Stellung der Arbeitsplanerstellung im betrieblichen Planungsablauf ver
deutlicht Bild 3.
Unternehmensbereiche der
TECHNISCHEN AUFTRAGSABWICKLUNG
ROckrneldung
Konstruktion
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Koo\lruklions· .J[m1ugnl,
aurtraq
~
lLJ
Anforderungslistt
Bild 3: Stellung der Arbeitsvorbereitung innerhalb der technischen
Auftragsabwicklung /4/.
Die Arbeitsvorbereitung gliedert sich in die Arbeitsplanung und die Arbeits
steuerung.
