Please use this persistent identifier to cite or link to this item: doi:10.24405/519
Title: Wissensbasierte Planung und Bearbeitung von Montagesystemen in der Luftfahrtindustrie
Other Titles: Knowledge-based planning and evaluation of assembly systems in aviation industry
Authors: Weidner, Robert 
Language: de
Subject (DDC): Ingenieurwissenschaften
Subject: Produktionsplanung
Montagesystemplanung
Stochastische Simulation
Multikriterielle Beurteilung
Vollständige Systemplanung
Issue Date: 2014
Publisher: Universitätsbibliothek der HSU/UniBwH
Document Type: Thesis
Publisher Place: Hamburg
Abstract: 
Die Entwicklung von Produktionssystemen stellt eine komplexe und mit Unsicherheiten behaftete Aufgabe dar, die durch eine Vielzahl unternehmensinterner und -externer Faktoren beeinflusst wird. Diesen Planungsprozess gilt es, durch adäquate Methoden und Werkzeuge zu unterstützen. Zur Unterstützung von Teilaktivitäten im Bereich der Planung und Beurteilung von Produktionssystemen finden sich im Stand der Technik und Forschung unterschiedliche Ansätze. Schwachstellen dieser Ansätze sind insbesondere die Entwicklung von Montagesystemen nach dem Top-down Ansatz, eine uneinheitliche Planungs- und Beurteilungsgrundlage, eine mangelnde Berücksichtigung stochastischer und dynamischer Aspekte sowie eine geringe Automatisierung routinemäßiger Schritte. Ein wesentliches Charakteristikum dieser Ansätze ist die Betrachtung von Montagesystemen im Rahmen der Grobplanung. Da zu so frühen Entwicklungsphasen oftmals keine fundierten Informationen vorliegen, ist stets eine grobe Bewertung, die in der Regel mit ausgewählten statisch berechneten Kennwerten sowie deterministischen Annahmen durchgeführt wird, möglich. Inhalt der anschließenden Feinplanung ist bei all diesen Ansätzen lediglich noch die Ausarbeitung einer favorisierten Systemlösung. Aufbauend auf dem gegenwärtigen Handlungsbedarf wurde das PEAS-Konzept (Planning and Evaluating Assembly Systems-Konzept) zur vollständigen Planung und multikriteriellen Beurteilung von Montagesystemen entwickelt. Die Nutzung von identifizierten Befähigern erfolgt mit dem Ziel, die Planungszeiten zu verkürzen, die Planungskosten zu verringern sowie die Absicherung zu erhöhen. Das Konzept stellt keine grundlegend neue Methode zur Montagesystemplanung dar, sondern dient vielmehr als ergänzendes Hilfsmittel. Der Ansatz ist durch die Verwendung eines Wissensspeichers als Planungs- und Beurteilungsgrundlage, Erstellung von Varianten für Montagesysteme auf Basis vorentwickelter Module, Betrachtung aller auf Basis des Wissensspeichers möglicher Varianten einschließlich ihrer Beurteilung, Planungsabsicherung mittels eines integrierten stochastischen Simulationsmodells zur Berücksichtigung von Unsicherheiten und anlauf- sowie serienspezifischer Effekte und durch die Automatisierung routinemäßiger Tätigkeiten gekennzeichnet. Das im Rahmen der vorliegenden Arbeit entwickelte PEAS-Konzept, welches aus den drei Bausteinen Wissensspeicher, Systemverarbeitung und Beurteilung besteht, ist auf luftfahrtspezifische Anforderungen ausgerichtet. Als Planungsgrundlage des neuen Ansatzes dient der Baustein „Wissensspeicher“, der die notwendigen Informationen zu den Montagemodulen, den Montageprozessen sowie zu den Bauteilen enthält. Mit Hilfe der „Systemverarbeitung“ werden für ein vorgegebenes Planungsproblem zum einen unter Anwendung eines kombinatorischen Ansatzes alle auf Basis des Wissensspeichers möglichen Varianten für Montagesysteme berechnet. Zum anderen werden mit einem stochastischen Simulationsmodell technische, ökonomische, soziale und ökologische Kennwerte unter Einbezug dynamischer Größen wie Lerneffekte berechnet. Im Baustein „Beurteilung“ werden die Ergebnisse für den Anwender aufbereitet und in Kennfeldern dargestellt. Diese Vorgehensweise erlaubt im nächsten Schritt eine detaillierte Szenario- und Einflussanalyse. Das PEAS-Konzept ist als modulare Planungsumgebung in MATLAB implementiert. Bedienoberflächen, die sowohl für die Eingabe der Randbedingungen als auch für die Darstellung der Ergebnisse verfügbar sind, stellen die Schnittstelle zum Anwender dar. Die Validierung des entwickelten Konzepts sowie der softwaretechnischen Umsetzung liefert erste Erkenntnisse über das Anwendungsfeld; das Werkzeug lässt sich für erste überschlägige Analysen bis hin zu detaillierten Szenario- und Einflussanalyse einsetzen. Die Leistungsfähigkeit wurde anhand von zwei exemplarischen Montageaufgaben aus dem Bereich der Strukturmontage nachgewiesen. Hierfür wurden die Ergebnisse aus Teilbereichen mit Ergebnissen aus Simulationsstudien, Laborapplikationen und dem konventionellen Planungsvorgehen verglichen.
Organization Units (connected with the publication): Fertigungstechnik 
DOI: https://doi.org/10.24405/519
URL: http://edoc.sub.uni-hamburg.de/hsu/volltexte/2014/3062/
Advisor: Wulfsberg, Jens Peter 
Grantor: HSU Hamburg
Type of thesis: Doctoral Thesis
Exam date: 2014-02-07
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