Grafische Methoden der Prozessanalyse

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1 Grafische Methoden der Prozessanalyse Design und Optimierung von Produktionssystemen von Urs B. Meyer, Simone E. Creux, Andrea K. Weber Marin 1. Auflage Hanser München 2005 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG

2 Produktinformation Seite 1 von 1 Grafische Methoden der Prozessanalyse Andrea K. Weber Marin, Urs B. Meyer, Simone E. Creux Design und Optimierung von Produktionssystemen ISBN Inhaltsverzeichnis Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel

3 Inhaltsverzeichnis E Einführung in die Prozess-Orientierte Analyse...1 E1 Prozess-Orientierte Analyse Einleitung Konzept von POA Statisches Modell Systemspezifikation Ökonomische Analyse Ökologische Analyse Dynamische Analyse Systemverhalten Prozesssimulation Maschinen- und Prozesssteuerung Vorgehen bei einer Produktionsanalyse Reale Welt im Modell Modelldefinitionen Erfassung eines Modells Projektziele von POA-Modellen Neuplanung Technische Aufdatierung Reverse Engineering Organisation des Buches E2 Abgrenzung der Prozess-Orientierten Analyse Einleitung Upper- und Lower-CASE Strukturierte Analyse Methodenbeschreibung Vergleich POA und SA Unified Modeling Language Methodenbeschreibung Vergleich POA und UML Computerunterstützung... 32

4 VIII Inhaltsverzeichnis CASE-Tool Programmierung...34 S Statische Analyse...35 S1 Statische Analyse mit dem Flussdiagramm Einleitung Flussdiagramm: Wozu? Zweck Anwendung Abgrenzung Elemente des Flussdiagramms Diagramm Prozess Fluss Flusseinteilung Regeln für Prozess und Fluss Systemabgrenzung Externe Entität Kontextdiagramm Regeln für externe Entität und Kontextdiagramm Systemstruktur und Hierarchie Systemstruktur Nummerierung der Prozesse und Diagramme Gleichgewicht von Vaterprozess und Kinddiagramm Flusshierarchie durch Verzweigung Regeln für Flussverbindungen und Hierarchie Elementspezifikation und Objektverzeichnis Elementspezifikation Objektverzeichnis Empfehlungen und Richtlinien Bestandteile eines Modells Empfehlungen für zweckmässiges Vorgehen Empfehlungen für leicht lesbare Diagramme Empfehlungen für Systemoptimierung Anwendungsbeispiel: Tankstelle...86 S2 Wertfluss-Diagramm Einleitung Wertfluss-Diagramm: Wozu?...99

5 Inhaltsverzeichnis IX Zweck Anwendung Abgrenzung Definitionen WFD-Elemente Vom Flussdiagramm zum WFD Prozess Externe Entität Wertfluss Flussarten und Flusskategorien Einteilung der Flüsse Flusskategorie: Ressourcen- und Informationsfluss Flusskategorie: Produktfluss Flusskategorie: Fiktiver Wertfluss Flusskategorie: Geldfluss Wertberechnung Vorgehen bei der Wertberechnung Prinzip der Wertberechnung Wertberechnung in der Hierarchie Flussgleichung Prozessbilanz Elementspezifikation und Berechnung Parameterdeklaration Flussspezifikation Prozessspezifikation Berechnung basierend auf Gleichungen mit Parametern Spezielle Beispiele Wertaustausch mit der Aussenwelt Beispiel der Abfallberechnung in einer Firma Anzeige von Gewinn und Verlust Investitionsrechnung Immaterielles Vermögen: Markenname Anwendungsbeispiel: Tankstelle S3 Ressourcenfluss-Diagramm Einleitung Ressourcenfluss-Diagramm: Wozu? Zweck Anwendung Abgrenzung

6 X Inhaltsverzeichnis Definitionen Konzept der Energie und Exergie RFD-Elemente Vom Flussdiagramm zum RFD Prozess Ressourcenfluss Externe Entität Flussarten und Flusskategorien Einteilung der Flüsse Flusskategorie Flussart Berechnungen in der Fluss- und Prozessspezifikation Vorgehen bei den Berechnungen Parametererhebung und -deklaration Allgemeine Flussspezifikation Allgemeine Prozessspezifikation Massenanalyse im RFD Massenbilanz Allgemeingültige Flussberechnungen Energieberechnung im RFD Energieinhalt von Ressourcenflüssen Energiebilanz Prozesswert Energieeffizienz Exergieberechnung im RFD Exergie von Ressourcenflüssen Exergiebilanz Beispiel: Exergieanalyse einer Streckspulmaschine Prozesswert Exergieeffizienz Analyse der grauen Energie Berechnung der grauen Energie Prozesswert graue Prozessenergie Beispiel: Graue Energie einer Spinnerei Anwendungsbeispiel: Tankstelle D Dynamische Analyse D1 Zustandsdiagramm Einführung Zustandsdiagramm: Wozu? Zweck...223

7 Inhaltsverzeichnis XI Anwendung Abgrenzung der Methodik Elemente des Zustandsdiagramms Diagramm Zustand Zustandsübergang Regeln und Beispiele für Zustandsdiagramme Strukturierung des Modells Zustandsstrukturierung in der Hierarchie Elementspezifikation Objektverzeichnis Vom Flussdiagramm zum Zustandsdiagramm Hierarchie von Flussdiagramm und Zustandsdiagramm Schrittweises Vorgehen Schritt 1: Ziel und Anforderungen an das Projekt festlegen Schritt 2: Flussdiagramm ergänzen Schritt 3: Prozessverhalten spezifizieren Empfehlungen und Richtlinien Empfehlungen für Zustandsdiagramme Bestandteile eines POA-Modells Anwendungsbeispiel: Tankstelle D2 Simulationsmodell Einleitung Simulationsmodell: Wozu? Zweck Anwendung Abgrenzung Von Flussdiagramm zu Programmcode Schrittweises Vorgehen Schritt 1: Zweck und Anforderungen des Projekts spezifizieren Schritt 2: Systemstruktur mit Flussdiagramm festlegen Schritt 3: Prozessverhalten mit Zustandsdiagramm modellieren Schritt 4: Benutzeroberfläche erstellen Schritt 5: Jedes Programmmodul codieren Schritt 6: Systemverhalten testen Unterschiede im Codieren von Simulationsmodell und Echtzeitsteuerung Vergleich Simulationsmodell und Echtzeitsteuerung Codieren eines Simulationsmodells Weitere Schritte mit dem Simulationsmodell

8 XII Inhaltsverzeichnis 2.5 Einsatz marktgängiger Simulationswerkzeuge Zusammenhang POA und Werkzeuge für diskrete Simulation Evaluation marktgängiger Simulationswerkzeuge Anwendungsbeispiel: Tankstelle mit Simulationsprogramm Anwendungsbeispiel: Tankstelle Statisches und dynamisches Modell der Tankstelle Benutzeroberfläche Programmcodierung D3 Echtzeitsteuerung Einleitung POA bei Echtzeitsteuerung: Wozu? Zweck Anwendung Abgrenzung Definitionen Betriebszustände von Produktionsmaschinen Produktive und nicht-produktive Zustände Überwachen des Systemzustands Fehlerbehandlung Systemsicht in der Zustandsdomäne Zweck System mit diskreten Parametern System mit kontinuierlichen und diskreten Parametern System mit kontinuierlichen Parametern Programmdesign und Codierung Codierung Programmdesign Programmcodierung Speicherprogrammierte Steuerung eines Heizlüfters Systemstruktur Systemverhalten Risikoanalyse Programmiersprachen für SPS Anwendungsbeispiel: Tankstelle Steuerung der Zapfsäule Programmcodierung...338

9 Inhaltsverzeichnis XIII F Fallstudien F1 Systemanalyse eines Dienstleistungsbetriebes Betrieb einer Bar kennen lernen Modell erstellen Zu untersuchendes System Bar spezifizieren Detaillierung der Diagramme Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA F2 Ökonomische Analyse einer Weberei mit integrierter Veredlung Modell einer textilen Produktion Firma und Produkt Vorgehen beim Erstellen des Modells Wertfluss-Diagramme von WebEdel Kontextdiagramm WFD Ebene 1: Produziere Gewebe WFD der tieferen Ebenen Fiktiver Wertfluss für Kostenabwälzung Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA F3 Exergieanalyse in der Backwarenindustrie Energieanalyse der Croissant-Linie Ressourcenfluss-Diagramm der Croissant-Linie Kontextdiagramm Ressourcenfluss-Diagramm Produktionsebene Massenberechnung der Croissants Energieberechnung der Ressourcenflüsse RFD der zweiten Ebene und Produktionslayout Exergieanalyse des Backprozesses Zweck der Exergiebilanz Exergieberechnung der Croissants Exergieberechnung der Energieflüsse Exergetische Effizienz des Backprozesses Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA F4 Konzept und Steuerung einer Entmagnetisierlinie für Fernsehbildröhren Entmagnetisieren von Bildröhren Neukonzeption einer Entmagnetisierlinie Systemgestaltung der neuen Produktionslinie

10 XIV Inhaltsverzeichnis 4.4 Prozesssteuerung für die Bearbeitung der Masken Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA F5 Simulation einer Hochleistungsweberei Neues Produktionssetup für eine Weberei Modell einer Weberei Schritt 1: Kontextdiagramm Schritt 2: Flussdiagramm erste und zweite Ebene Schritt 3: Zustandsdiagramm Schritt 4: Zustandsspezifikation und Zustandsliste Simulationsmodell für Arbeitsorganisation Programmdesign Benutzeroberfläche Initialisierung Online-Anzeige Resultate der Simulation der M Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA F6 Reengineering einer Standseilbahn System einer Standseilbahn Technische Aufdatierung des Transportsystems Fluss- und Zustandsdiagramme Flussdiagramm des Transportsystems Zustandsdiagramm des Antriebs Systemhierarchie Transportsimulation Fernsteuerung Benutzeroberfläche Programmcode Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA A Anhang A.1 Abkürzungen A.2 Glossar A.3 Literaturverzeichnis...447