Einfache Modelle

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Beispiele

Einfache Modelle

Flow Shop

Job Shop

Verzweigungen

Kaskade

SMT-Linie

Flexible Fertigungslinie

Betriebsmittel

Cluster-Tool

Schichtpläne

Datenimport

Rüsten

Event-Handler

Bedarf

Stack

3. 1 Einfache Modelle

3. 1. 1 Fließreihe (Flow-Shop)

Modell: flowshop (DEMO)

Modell der Fließreihe

Beschreibung:
Der Maschinenpark besteht aus 2 Maschinen "M 1" und "M 2", die jeweils nur einen Job gleichzeitig bearbeiten können (Kapazitätswert = 1). Beide Maschinen sind durch ein hinreichend großes Zwischenlager ("Puffer") so gegeneinander entkoppelt, dass "M 2" nicht auf "M 1" zurückwirken kann. Alle 9 Jobs "E 1" bis "E 9" befinden sich zunächst im Eingangslager ("Eing.") und werden nach gleicher technologischer Abfolge, jedoch mit unterschiedlicher Bearbeitungszeit gefertigt:

Eing. M 1 Puffer M 2 Ausg.

Technologische Reihenfolge und Bearbeitungszeiten sind im Technologie-Baustein "T 1" enthalten. Um die unterschiedlichen Bearbeitungszeiten in einem einzigen Technologie-Baustein abbilden zu können, werden die einzelnen Jobs mit eigenen Spezifikatoren versehen. Die Wartedisziplin des Zwischenlagers wird auf FIFO (Einlagerung: Normal und Entnahme: nur 1. Auftrag) eingestellt. Die Jobs können sich daher nicht gegenseitig überholen.

Prinzipiell können Fließreihen beliebig lang sein. Da die einzelnen Arbeitsschritte im Unterschied zu Taktstraßen zeitlich nicht abgeglichen werden, sind Zwischenlager erforderlich, um Rückwirkungen nachfolgender Maschinen auf vorhergehende zu vermeiden.

Anmerkungen:
In diesem 2-Maschinen-System wird die Gesamtbearbeitungszeit wesentlich durch die Stillstandszeit von "M 2" bestimmt. Diese wiederum hängt von der Jobreihenfolge im Eingangslager ab, wovon man sich leicht durch Reihenfolgevertauschung überzeugen kann. Eine Reihenfolge, bei der die Stillstandszeit für "M 2" minimal ist, kann mit Hilfe des bekannten JOHNSON-Algorithmus' ermittelt werden:

E 9

E 3

E 5

E 1

E 2

E 4

E 7

E 8

E 6

3. 1. 2 Werkstatt (Job-Shop)

Modell: jobshop (DEMO)

Modell der Werkstatt

Beschreibung:
Dieses Fertigungssystem besteht aus insgesamt 10 Maschinen "M 1" bis "M 10". Alle 10 zu fertigenden Jobs "1" bis "10" befinden sich zunächst im Eingangslager "Eing." und werden am Ende im Ausgangslager "Ausg." abgelegt. Bis es soweit ist, muss der Job jedoch an jeder Maschine genau einmal bearbeitet worden sein. Die Bearbeitungsreihenfolge und die Bearbeitungszeit ist für die einzelnen Jobs unterschiedlich und wird in den zugehörigen Technologie-Bausteinen "T 1" bis "T 10" beschrieben. Die Bearbeitungszeit ist stückzahlabhängig und daher jeweils mit der Stückzahl (100) des betreffenden Jobs zu multiplizieren. Um Rückwirkungen soweit wie möglich auszuschalten, wechseln die Jobs nicht direkt von Maschine zu Maschine, sondern werden in einem Pufferlager (Puffer) zwischengelagert. Dessen Wartedisziplin (Einlagerung: Normal und Auslagerung: all) erlaubt das gegenseitige Überholen von Jobs.

Die Struktur dieses Fertigungssystems ist vergleichbar mit der einer Werkstatt: Es gibt eine Menge von Maschinen. Jeder Job ist anders und erfordert einen anderen Arbeitsablauf. Es gelten keinerlei Einschränkungen bezüglich der Beweglichkeit der Jobs zwischen den Stationen, d.h., ein beliebiger Job kann von jeder Maschine der Werkstatt an jede beliebige andere Maschine geschickt werden. Die Fertigungsprozesse in Werkstätten sind im Vergleich zu Fließreihen besonders komplex und unübersichtlich.

Anmerkungen:
Dieses Modell wurde von MUTH und THOMPSON in den 60-iger Jahren entwickelt. Auch hier reagiert die Gesamtfertigungsdauer (Zykluszeit) auf die Reihenfolge der Auftragseinlastung. Leider existiert kein effizienter Algorithmus zur Bestimmung der optimalen Reihenfolge, so dass alle 10! = 3.628.800 Möglichkeiten simuliert werden müssten, was jedoch wegen der dazu erforderlichen hohen Rechenzeit praktisch unmöglich ist. Das Muth-und-Thompson-Modell wird auch heute noch gern verwendet, um verschiedene Optimierungsalgorithmen miteinander zu vergleichen.