Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und

Vorlesung
Grundlagen der computergestützten
Produktion und Logistik
W1332
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
W. Dangelmaier
Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik Inhalt
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Einführung: Worum geht es hier?
Produktion
System
Modell
Modellierung von Gegenständen
Strukturmodelle (Gebildestruktur)
Verhaltensmodelle (Prozessstruktur)
Planung von Produktionssystemen
Digitale Fabrik
Wirtschaftlichkeitsrechnung
Glossar
Prüfungen
1
3. System
Definition System
Ein System ist ein aus mehreren Teilen zusammengesetztes Ganzes.
Ein System ist eine Gesamtheit von Elementen, die in struktureller und funktioneller
Hinsicht auf bestimmte Weise untereinander verbunden sind. Demnach kann ein
System durch seine Funktion und durch seine Struktur gekennzeichnet werden.
Systembegriff
Ein System ist durch 3 Kategorien von Begriffen beschreibbar:
 Elemente/Subsysteme
 Eigenschaften
 Beziehungen zwischen den Elementen
Wichtige Teile, die nicht Teil des Systems sind, werden als Umgebung
beschrieben. Die Nahtstelle zwischen System und Umgebung heißt
Systemgrenze.
3. System
Elemente/Subsysteme
Elemente/Subsysteme sind irgendwelche reale oder gedachte Dinge, z. B.:
 Berge, Flüsse, Seen
 Gebäude, Fahrzeuge, Straßen, Menschen
 Teile des menschlichen Körpers (Augen, Ohren,...)
 Zahlen, Variablen
 Geometrische Figuren, Ziffern, mathematische Symbole
Elemente werden auf der jeweiligen Diskursebene nicht mehr weiter unterteilt.
2
3. System
Eigenschaften
Eigenschaften werden durch qualitative und/oder quantitative Parameter
ausgedrückt, z. B.:
 Farbe, Form, und Abmessungen eines Gegenstands (Elementes)
 Fähigkeiten eines Menschen
 Radius, Umfang und Fläche eines Kreises
Es werden nur die auf der jeweiligen Diskursebene relevanten Eigenschaften
betrachtet.
3. System
Beziehungen zwischen den Elementen
Die Beziehungen stellen eine Ordnung unter den Elementen und Ihren
Eigenschaften dar; sie können ebenfalls qualitativ oder quantitativ beschrieben
werden, z. B.:
 Statische oder dynamische Lagebeziehungen
 Logische Verknüpfungen
 Warenaustausch & Devisenfluss zwischen verschiedenen Ländern
Umgebung
Die Umgebung umfasst alles, was außerhalb eines bestimmten Systems liegt; er
werden zweckmäßigerweise nur solche Elemente der Umgebung betrachtet, die
relevante Beziehungen zum System aufweisen.
Systemgrenze
Die Nahtstelle zwischen System und Umgebung ist die Systemgrenze.
Systemgrenzen brauchen nicht mit irgendwelchen vorgegebenen Abgrenzungen
physischer, geometrischer, organisatorischer oder juristischer Natur sein. Ihre
Wahl hängt immer vom Zweck der Untersuchung ab.
3
3. System
Systemstruktur
Das abstrakte Gerüst der Elemente und ihrer Beziehungen untereinander
bezeichnet man als die Struktur eines Systems.
Beispiel: Fabrik
Rahmenfertigung
Zwischenlager
Rohmateriallager
Gabelfertigung
Lackiererei
Räderfertigung
Entmontage
Fertiglager
Die Fabrik ist das zu betrachtende System.
Elemente sind die verschiedenen Abteilungen.
Beziehungen entsprechen dem Materialfluss der Abteilungen, deren Kapazität
Eigenschaften der Elemente sind.
Lieferanten und Kunden sind nicht Teil des Systems, sie gehören zur Umgebung.
3. System
Relationen
Eine Relation zwischen zwei Subsystemen eines realen Systems kann funktioneller
und raum-zeitlicher Art sein.
Gegeben seien zwei Subsysteme vom Rang R-1, die als S(R1) und S(R1) bezeichnet
(2)
(1)
seien. Diese Systeme haben die Subfunktionen
1
;
2
Der Outputvektor des Subsystems S(1) besteht aus den Outputs
1
,
,…,
;
Während der Inputvektor des Subsystems S(2) aus den folgenden Inputs besteht:
2
,
,…,
;
Eine funktionelle Relation zwischen
ein p und ein q
und
liegt dann vor, wenn für mindestens
Gilt, wenn also mindestens ein Output des Subsystems
.
mindestens einem Input des Subsystems
identisch ist mit
4
3. System
Man kann nun eine Matrix aufstellen, bei der die Zeilen den
und die Spalten den
zugeordnet sind, und festlegen, dass die Elemente dieser Matrix die Werte 0
oder 1 annehmen.
y1 y1 y1
x1 x2 x3
S((1R)1)
S((R2 )1)
y4 y5
x4 x5
1
0

0

0
0
0 0 0 0
1 0 0 0
0 0 0 0

0 0 1 0
0 0 0 0
3. System
Gebilde- und Prozessstruktur
Bei der Konkretisierung eines Systems in Raum und Zeit kann zwischen
ortsabhängigen und zeitabhängigen Relationen unterschieden werden.
Die räumliche Anordnung der Subsysteme ergibt die Gebildestruktur des Systems. Die
Zeitabhängigkeit der Subfunktionen sowie die zeitabhängigen Relationen hingegen
konstituieren die Prozessstruktur des Systems.
S( R )
S((1R)1)
S((R2 )1)
S((R3 )1)
S((R4 )1)
S((R5 )1)
S((R6 )1)
0
0 
 0 K 12 K 13 K 14

K
 21 0 K 23 0 K 25 K 26 
 0
0
0
0
0 K 36 


0
0
0
0 K 46 
 0
 0
0
0
0
0
0 


0
0 K 64 K 65 0 
 0
K … Kopplung
5
3. System
Klassifizierung: Statische/dynamische Systeme
Statische Systeme sind dadurch gekennzeichnet, dass Elemente, Beziehungen
und alle charakterisierenden Größen zeitlich konstant sind.
Bei dynamischen Systemen ist eine Reihe weiterer Differenzierungen möglich
(determinierter Ablauf, zeitlich variabler Ablauf, zeitlich variables Verhalten, zeitlich
variable Struktur):
 Art und Intensität der Beziehungen zwischen Systemen oder im Inneren des
Systems können sich ändern
 Eigenschaften von Elementen sind veränderlich
 Änderungen der Struktur können auftreten
3. System
Klassifizierung: Input/Output – Systeme
Eine weitere Art von Systemen kann dadurch charakterisiert werden, das die
Beziehungen in einem Fluss von Material, Energie oder Information bestehen.
Die Elemente sind dann durch einen Input und Output entsprechender Größen
charakterisiert, weshalb man von Input/Output-Systemen spricht.
Gegebenenfalls kann man hier Elemente dadurch untergliedern, das man sie in
permanente und temporäre Elemente gliedert.
6
3. System
Klassifizierung: Geschlossene/Offene Systeme
Systeme, die nur Beziehungen innerhalb der Systemgrenzen enthalten, nennt man
geschlossene Systeme.
Solche, die auch Beziehungen zur Umwelt aufweisen, werden als offene
Systeme bezeichnet.
Unternehmen sind immer offene Systeme. Was wäre ein geschlossenes System?
Klassifizierung: Komplexität
Ein System wird wesentlich charakterisiert durch den Grad der Komplexität. Die
Komplexität wird bestimmt durch die Zahl der Elemente und ihrer Parameter sowie
durch die Vielfalt und Variabilität der gegenseitigen Beziehungen.
Mit steigendem Grad der Komplexität nimmt die Schwierigkeit der Beschreibung
eines Systems zu; äußerst komplexe Systeme sind überhaupt nicht mehr
vollständig beschreibbar.
3. System
•
Klassifizierung: Komplexität
• Gerüst:
Absolut statische Struktur; feste, zeitlich invariable Elemente und
Beziehungen; der Aufbau eines solchen Gerüsts ist meist ein erster Schritt im
Hinblick auf eine systematische Durchdringung eines Sachverhalts; z. B.
Straßennetz
• Uhrwerk:
Einfachste dynamische Struktur mit genau vorhersehbaren
Bewegungsabläufen; zu den „Uhrwerken“ werden auch dynamische Systeme
im Gleichgewicht gerechnet, sofern das ruhende Gleichgewicht als Spezialfall
einer Bewegung aufgefasst wird; z. B. Waage, Dieselmotor
• Regler/Thermostat:
Einfache dynamische Struktur, die mit vorhersagbaren Bewegungsabläufen
permanent von außen her vorgegebene Gleichgewichtszustände anzustreben
versucht; z. B. drehzahlgeregelte Maschine
7
3. System
•
Klassifizierung: Komplexität
• Zelle: Offene Systeme, mit sich selbsterhaltender Struktur; Entwicklung eines
Eigenlebens; z. B. Amöben, Viren
• Pflanze: Arbeitsteilige, gegenseitig aufeinander angewiesene Zellen;
schwache Empfänglichkeit für äußere Reize
• Tier: Organismen mit stark ausgeprägter Mobilität; Sinnesaufnahme (Augen,
Ohren, Nervensystem und Hirn); Formung und Mutierung eines Umweltbildes
durch Filterung der Umwelteindrücke
• Mensch: Selbstbewusstsein; überdenkt Umwelteindrücke; Fähigkeit, Symbole
und Sprache zu benutzen; Zeitbewusstsein
• Menschliche Organisation/Gesellschaft: System des Zusammenspiels von
verschiedenen Individualfunktionen; Beziehungen zwischen Individuum durch
Kommunikation; z. B. Unternehmen, Volkswirtschaft
• Transzendentes System: Noch nicht bekannt; mit dem heutigen
menschlichen Intellekt nicht zu erfassende Systeme
3. System
Hierarchie
Die Systemdefinition enthält per se keine Zuordnung, ob etwas als System,
Subsystem oder als Element zu betrachten ist. Es ist zulässig, ein Element heraus
zu greifen, und in weitere Bestandteile aufzugliedern, die dann als Sub-/
Untersystem bezeichnet werden.
Der umgekehrte Schritt lässt Übersysteme entstehen, die ein System nur noch
als „Black-Box“ sehen.
Man kann ein System also als Ganzes oder detailliert betrachten.
Fahrradfabrik
Übersystem: Gesamtes Unternehmen
Untersystem: Hochregallager
8
3. System
Hierarchie: Untersystem
Greift man ein Element aus einem System heraus, zerlegt es in Bestandteile
niedrigerer Ordnung, und betrachtet auch deren gegenseitigen Beziehungen,
so entsteht ein Untersystem.
Alle dem ursprünglichen Element zugeordneten Beziehungen werden zu äußeren
Beziehungen des Untersystems zu seiner Umwelt.
Die Systemgrenze entspricht dem Umfang des ausgewählten Elementes.
Hierarchie: Übersystem
Man kann aber auch in umgekehrter Richtung ein System als Teil eines
übergeordneten Gebildes, eines Übersystems, betrachten.
Das ursprüngliche System wird dann selber zu einem Element des Übersystems.
Bei diesem Wechsel der Betrachtungsweise werden innere Beziehungen des
ursprünglichen Systems vernachlässigt, und das System wird nur noch als
Ganzes wahrgenommen.
3. System
Subsysteme
Die Subsysteme eines Systems lassen sich ebenso wie dieses selbst durch ihre
Funktion kennzeichnen; die Funktion eines Subsystems wird als Subfunktion
bezeichnet. Die Art der Subsysteme wird also durch die Subfunktion und, soweit dies
erforderlich ist, wiederum durch deren Struktur bestimmt. Hat ein System den Rang R,
so gilt für die Subsysteme dieses Systems der Rang R-1.
Hierarchie
Ein System vom Rang R-1 ist Element im System vom Rang R, während dieses
wiederum Element im System vom Rang R+1 ist.
9
3. System
Funktion eines Systems
Ein System S habe die Eingänge , , … , und die Ausgänge , , … , . Die
Eingänge des Systems können zu einem Input-Vektor
, ,…,
Und die Ausgänge zu einem Output-Vektor
, ,…,
Zusammengefasst werden.
Die Funktion eines Systems besteht nun „in der Überführung bestimmter
Eingangsgrößen in bestimmte Ausgangsgrößen“, die Funktion eines Systems S ist also
durch die Transformation des Vektors x in den Vektor y definiert:
T nennt man den Transformations-Operator; er gibt die Regel an, nach der der Vektor
in den Vektor überführt wird.
3. System
Dieser Definition liegt der allgemeine mathematische Funktionsbegriff zugrunde: Eine
mathematische Funktion ist eine eindeutige Abbildung aus einer Menge X in eine
Menge Y; sie besteht in der Vorschrift, die jedem Element ∈ genau ein Element
∈ zuordnet. X nennt man den Definitionsbereich, Y den Wertebereich der
Funktion; allgemein kann man auch vom Funktionsbereich sprechen. Der
Definitionsbereich der Systemfunktion ist durch den Input-Vektor, ihr Wertebereich
durch den Output-Vektor gegeben.
10
3. System
Systemgliederung nach Aspekten
Überall dort, wo Verknüpfungen zwischen den Subsystemen existieren, sind die
Querbeziehungen aufzuzeigen, um trotz der Aufgliederung die
Zusammenhänge des Gesamtsystems sichtbar zu machen.
Dabei können verschiedene Aspekte unterschieden werden: Die
Aspektbetrachtung Teilsysteme konzentriert sich auf einzelne Merkmale.
Bei einer solchen Gliederung nach Aspekten können Überschneidungen
vorkommen, Elemente also in mehreren Teilsystemen auftauchen.
Beispiel: Energiefluss, Materialfluss, Informationsfluss, Personenfluss, …
3. System
Sub-/Untersystem
Wir wählen ein Gliederungskriterium
 das partitionierend wirkt (abgegrenzte Untersysteme!)
 lokale Zusammenhänge schafft.
Jedes Element nur in einem einzigen Untersystem.
Teilsystem/Aspekt
Wir wählen ein Gliederungskriterium
 das überall gilt (Zusammenhang!)
 sich von anderen Gliederungskriterien gut separieren lässt.
Jedes Element kann in allen Teilsystemen auftreten.
11
3. System
Beispiel 1
R = {(1, 1), (2,2)} und S = {(1, 1), (2, 2), (1, 2)} seien Relationen auf A = {1, 2}. Gebe
die Vereinigung und den Durchschnitt von R und S, sowie das Komplement von R in
an. Ist eine Relation eine Teilmenge der anderen?
Lösung: ∪
1, 1 , 2, 2 , 1, 2 , ∩
1, 1 , 2, 2 , Komplement
\R
1, 2 , 2, 1 und ⊆ .
Beispiel 2
Wenn R die Relation „m kann eingebaut werden in i“ zwischen einer Menge M von
Schaltungen und einer Menge I von Fahrrädern ist, was sagt
dann aus?
Lösung: R gibt an, welche Schaltung in welches Fahrrad eingebaut werden kann.
3. System
Beispiel 3: Montage von Tischen
B
1712
2712
A
Tisch


3712

4712

5712
5711
4711
3711
2711
1711
Tischplatte
nacheindeutig/vorvollständig
Bei Nacheindeutigkeit hat jeder Tisch
eine Relation zu genau einer
Tischplatte. Vorvollständigkeit liegt vor,
wenn alle Tische Bestandteil einer
Relation sind.

12
3. System
Beispiel 3: Montage von Tischen
B
1712
6711
5711
4711
3711

2712
A Tisch
2711
1711
Tischplatte

3712
injektiv
Bei Voreindeutigkeit hat eine
Tischplatte eine Beziehung zu jeweils
nur einem Tisch.

4712

5712

3. System
Beispiel 3: Montage von Tischen
B
1712
2712
A
Tisch
3712
4712
5711
4711
3711
2711
1711
Tischplatte




5712

6712

surjektiv
Zusätzlich zu den Anforderungen einer
Funktion (vorvollständig,
nacheindeutig) sorgt die
Nachvollständigkeit dafür, dass jede
Tischplatte in mindestens einer
Beziehung vertreten ist.
13
3. System
Beispiel 3: Montage von Tischen
B
1712
Tisch
5711
4711
3711

2712
A
2711
1711
Tischplatte

3712

4712

5712
bijektiv
Nachvollständigkeit und
Voreindeutigkeit führen zur
vollständigen Abdeckung der
Tischplatte und dazu, dass jedes
Element in nur einer Beziehung auftritt.

3. System
Beispiel 3: Montage von Tischen
B
1711
A
Tischplatte
2711
3711
4711
5711
5712
4712
3712
2712
1712
Tisch



invers
Die Umkehrung der Relation erhält
exakt dieselben, jetzt umgekehrt
geordneten Paare. Die Relation könnte
jetzt als Teileverwendung der
Tischplatten interpretiert werden.


14
3. System
Beispiel 4: Relatives Produkt
Das relative Produkt von Relationen R und S wird mit Hilfe des Symbols „ ∘ “
bezeichnet, und wie folgt definiert:
;
→∃
∧
•
•
Die Relation „Schwägerin sein von“ ist das relative Produkt der Relation „Ehefrau
sein von“ und der Relation „Bruder sein von“, denn für jedes x und y gilt: x ist die
Schwägerin von y  es gibt ein solches z, dass x die Ehefrau von z ist und z der
Bruder von y ist. Die Relation „Onkel sein von“ ist das relative Produkt der
Relationen „Bruder sein von“ und „Elternteil sein von“, denn der Onkel ist der
Bruder eines Elternteils.
In einzelnen Fällen kann S gleich R sein. Wenn zum Beispiel R die Relation „Kind
sein von“ ist, dann ist das relative Produkt ∘ die Relation „Enkel oder Enkelin
sein von“, denn für jedes x und y gilt: x ist ein Enkel oder eine Enkelin von y  es
gibt ein solches z, dass x ein Kind von z ist und z ein Kind von y ist.
3. System
•
Die Relation „Fahrradbauteil sein von“ ist das relative Produkt der Relation
„Vorderradbauteil sein von“ und der Relation „Vorderrad sein von“, denn für jedes x
und y gilt: x ist ein Bauteil von Fahrrad y  es gibt ein solches Vorderrad z, dass x
Bauteil von Vorderrad z und Vorderrad z ist Bauteil von Fahrrad y.
Aus diesen Beispielen ist sofort zu ersehen, dass das relative Produkt von Relationen
nicht kommutativ ist: Die Ehefrau des Bruders ist jemand anderes als der Bruder der
Ehefrau; der Bruder der Mutter ist jemand anderes als die Mutter des Bruders.
15
3. System
Beispiel 5: Assoziativität
Für das relative Produkt von Relationen gilt das Assoziativitätsgesetz:
∘ ;
; ; .
Nach diesem Theorem ist der Onkel der Ehefrau gleich dem Bruder der
Schwiegermutter des Ehemanns, denn der Onkel ist der Bruder der Mutter und die
Schwiegermutter des Ehemanns ist die Mutter der Ehefrau.
3. System
Beispiel 6: Welcher Tisch kann mit welchem Furnier geliefert werden?
Tischplatte
R
4712
1711
Tisch
47121
47122

2711

3711

4711

5711

Furnier
S
4712
Tisch47121
platte
47122
Eiche
Buche


Teak




16
3. System
Furnier
∘
Tisch
Eiche
Buche
1711


Teak
2711


3711


4711


5711


3. System
Beispiel 7: Verkettung von Relationen
a) Gesucht ist die Verkettung ∘ der Relationen
R = {(Nirwana, Sputnik), (Footstrong, Futur)} und
S = {(Sputnik, Leder), (Futur, Leder), (Futur, Vinyl)}
∘ = {(Nirwana, Leder), (Footstrong, Leder), (Footstrong, Vinyl)}
b) Gesucht ist die Verkettung der Relationen
R = {(Merkel, Berlin), (Obama, Washington), (Paus, Paderborn)}
S = {(Berlin, Kanzler), (Washington, Präsident), (Paderborn, Bürgermeister)}
∘ = {(Merkel, Kanzler), (Obama, Präsident), (Paus, Bürgermeister)}
c) Die Sandplatz haben folgende Familienverhältnisse:
R = {(Max, Anna), (Max, Hans), (Siegfried, Max)} sei die Relation „v ist Vater von k“ auf
der Menge {Max, Siegfried, Anna, Hans}. Wie viele Kinder hat Max? In welchem
Verhältnis steht Max zu Siegfried?
Lösung: Max hat 2 Kinder. Max ist der Sohn von Siegfried.
17
3. System
Beispiel 8: Produktdatenbank
Die Fa. Cyberbikes betreibt einen Fahrrad-Spezialversand. Wir bereiten den Aufbau
der Produktdatenbank der Cyberbikes vor. Dazu stellen wird die Relationen in Form
von Tabellen dar. Die einzelnen n-Tupel einer Relation sind dabei die Zeilen einer
Tabelle. (Beispiel: Die Produkte der Cyberbikes). Die Spalten gehören zu gewissen
Attributen (wie „Produkt“, „Preis“, usw.).
Rp
P. Nr.
Produkt
Preis
Hersteller-Nr.
1
Nirwana
990
1
2
Footstrong
590
2
3
Cosmos
2150
2
4
Plusquamperfekt
95
3
Die Zeilen (1, Nirwana, 990, 1), ... sind Elemente der Produktmenge N  CHAR (15) 
N  N. Analog enthält die Relation RH = {(Sandplatz, Kalkburg), ...}  N  CHAR (15)
 CHAR(15) nähere Informationen zu den Herstellern.
3. System
RH
Hersteller-Nr.
Name
Ort
1
Sandplat
Kalkburg
2
Prophete
Rheda
3
Nixe
Ludwigsburg
Die beiden Relationen RP und RH bilden eine einfache Datenbank. Wenn wir auch
Abfragen durchführen wollen, führt das zur relationalen Algebra:
• Die Bedingung wählt alle Zeilen aus, für die die Bedingung erfüllt ist. Beispiel:
Wählen wir aus RH alle Zeilen aus, deren Attribut Name den Wert „Prophete“ hat:
Name=Prophete (RH) = {(2, Prophete, Rheda)}.
• Die , ,… -Bedingung wählt die Spalten , ,… aus.
Beispiel: Projizieren wir RH auf die Spalten mit den Attributen Name und Ort:
Name, Ort (RH)= {(Sandplatz, Kalkburg), (Prophete, Rheda), (Nixe, Ludwigsburg)}.
18
3. System
•
Die
,
-Bedingung „verkettet“ die Relationen
und
bezüglich der
gemeinsamen Attributwerte (von
) und (von ). Die Zeilen der neuen
Relation entstehen durch Aneinanderreihung von je einer Zeile der ersten und der
zweiten Relation, deren Attributwerte von und übereinstimmen. Beispiel: Die
Relationen
und
können bezüglich des gemeinsamen Attributs HerstellerNr. verkettet werden.
RP (Hersteller-Nr., Hersteller-Nr.] RH
P. Nr.
Produkt
Preis
Hersteller-Nr.
Name
Ort
1
Nirwana
990
1
Sandplatz
Kalkburg
2
Footstrong
590
2
Prophete
Rheda
3
Cosmos
2150
2
Prophete
Rheda
4
Plusquamperfekt
95
3
Nixe
Ludwigsburg
3. System
Die Anfrage „Preis aller von Prophete hergestellten Produkte“ könnte damit wie folgt
formuliert werden:
Produkt, Preis (Name=Prophete (Rp[Hersteller-Nr., Hersteller-Nr.] RH)),
Schritt 1: Verkettung Rp[Hersteller-Nr., Hersteller-Nr.] RH)):
R1 = RP (Hersteller-Nr., Hersteller-Nr.] RH
P. Nr.
Produkt
Preis
Hersteller-Nr.
Name
Ort
1
Nirwana
990
1
Sandplatz
Kalkburg
2
Footstrong
590
2
Prophete
Rheda
3
Cosmos
2150
2
Prophete
Rheda
4
Plusquamperfekt
95
3
Nixe
Ludwigsburg
19
3. System
Schritt 2: Auswahl der Zeilen mit „Name = Prophete“:
R2 = Name=Prophete R1
P. Nr.
Produkt
Preis
Hersteller-Nr.
Name
Ort
2
Footstrong
590
2
Prophete
Rheda
3
Cosmos
2150
2
Prophete
Rheda
Schritt 3: Projektion auf die Spalten Produkt und Preis
R3 = Produkt, Preis R2
Produkt
Preis
Footstrong
590
Cosmos
2150
Ergebnis ist die geforderte Preisinformation.
3. System
Beispiel Presswerk
Auftrag:
Ein Auftrag der Fertigungssteuerung an das Presswerk,
bestimmte Teile zu bestimmten Mengen und Terminen zu fertigen.
Teil:
Ein Teil ist ein nicht zerlegbarer Gegenstand aus einem Stoff.
Arbeitsgang:
Ein Arbeitsgang ist eine Teilverrichtung auf einer Maschine.
Pressenstraße:
Die Pressen sind im Presswerk in Pressenstraßen gruppiert. Eine
Pressenstraße umfasst 8 Pressen. Die Kopfpresse hat ca. 2.000
to Presskraft und ist eine Ziehpresse, mit der die Kontur eines
Karosserieteils gezogen wird.
Die nachfolgenden Pressen haben zwischen 800 to und 1.500 to
Presskraft und dienen zum endgültigen Beschneiden des Bleches.
Da das Presswerk insgesamt 5 Straßen umfasst, stehen im
Presswerk 40 Pressen.
20
3. System
Kostenstelle:
Eine Kostenstelle ist ein autonomes Gebilde hinsichtlich der
Betriebsmittel- und Personalkapazität. Sie umfasst jeweils eine
Pressenstraße.
Rüstkapazität:
Die Rüstkapazität steht für das gesamte Presswerk zur
Verfügung.
Fertigungssteuerung:
Die Fertigungssteuerung erfolgt im Presswerk durch dezentrale
Werkverteiler.
Transport:
Die Anlieferung der geschnittenen Platinen erfolgt per Kran. Der
Abtransport der fertigen Teile wird von Traktoren in Behältern
erledigt.
3. System
Begriff:
Beispiel:
Systemgrenzen:
Zum Materialeinkauf:
Zur Fertigungssteuerung:
Zum Lager:
usw.
Bereitstellung des Materials
Übermittlung der Aufträge
Anlieferung der fertigen Teile
Umwelt:
Einkauf
Energieversorgung
Direktion
Aspekt Produktionsversion
Aspekt Energie
Aspekt Information
Übersystem:
System:
Untersystem:
Gesamtes Automobilwerk bzw. Produktion
Presswerk
z. B. 1 Presse / Leitstand der FST
Hierarchie:
Hierarchie der Funktionen / Objekte
21
3. System
Begriff:
Beispiel:
Element:
Aufträge: Element von Auftragsbestand
Pressen, Bedienungsperson usw.
Element von Produktionssystem
Globale / Detaillierte
Betrachtung:
Global:
Detail:
Teilsystem (Aspekte):
Aspekt Produktion: Teilsysteme sind die
Fertigungseinrichtungen, die Fördersysteme, das Personal
und die Aufträge
Komplexität:
Höchste bekannte Stufe
Black Box:
Annahme:
Input:
Output:
Presswerk als Ganzes mit Input und Output
z. B. 1 Presse mit 4 Mann Bedienung
Produktionssystem sei Black Box
Aufträge, Material, Energie
Fertige Teile, Abfall
3. System
Zusammenfassung
Das Systemkonzept erlaubt ein komplexes Gebilde in logisch geordneter Art und
Weise aufzugliedern und dabei einzelne Teile für eine detaillierte Untersuchung
heraus zu greifen, ohne dabei den Gesamtzusammenhang aus den Augen zu
verlieren.
Diese Technik kann einmal bei der Analyse existierender Systeme angewendet
werden, das heißt bei der deskriptiven Betrachtung.
Dieselbe Technik lässt sich auch anwenden bei der konstruktiven, gestaltenden
Arbeit an Systemen.
22
3. System
Aufgabe 1:
Beschreiben Sie die Mensa der Universität Paderborn als System.
Aufgabe 2:
Auf welcher Stufe der Komplexität steht Ihr PC?
Aufgabe 3:
Gliedern Sie
 diesen Hörsaal
 die Stadt Paderborn
 Ihren Laptop
in Subsysteme und Teilsysteme.
Zeigen Sie die Hierarchie Ihrer Gliederung, Elemente, Umsysteme, Beziehungen
zwischen den Elementen.
3. System
Aufgabe 4:
a. Definieren Sie ein System und nennen Sie die 3 Kategorien, durch die ein System
beschreibbar ist.
b. Beschreiben Sie ein System „Fahrradfabrik“ beispielhaft anhand der 3 Kategorien
und grenzen Sie das System von der Umwelt ab. Verwenden Sie die
Untersysteme Verwaltung, Wareneingang, Produktion und Versand.
c. Erstellen Sie eine Systemhierarchie für die oben genannte Fahrradfabrik.
Erweitern Sie das System um die Untersysteme: Einkauf, Verkauf, Konstruktion,
Gebäudereinigung, Teilefertigung, Vormontage, Montage und Auslieferlager.
Erläutern Sie Ihre Lösung.
23