Neben einem kurzen Abriss der theoretischen Grundlagen erläutert diese Arbeit die Konzeption und Implementierung eines Workflow-Management-Systems (WMS) anhand einer flexiblen Fertigungsanlage. Die Konzeption besteht aus der Modellierung der Ressourcen und Prozesse und der nachfolgenden Erstellung der Workflows. Hierauf folgt eine prototypische Implementierung, wobei besonders auf die typischen Probleme und Fallstricke eingegangen wird. Im Fazit der Arbeit wird dargestellt, dass das anfangs aufgestellte Ziel, neue Produkte und Varianten schneller und kostengünstiger einzuführen, mithilfe eines WMS erreicht werden kann.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Problemumfeld
1.2 Stand der Technik
1.3 Ziele und Aufgaben
1.4 Struktur der Arbeit
2. Beschreibung der Norm DIN EN 62264
2.1 Inhaltlicher Aufbau
2.2 Objektmodellierung der Ressourcen und Prozesse
2.2.1 Role-based Equipment Model
2.2.2 Material Model
2.2.3 Personnel Model
2.2.4 Process Segment Information
2.3 Operations Management Information
2.3.1 Operations Definition Information
2.3.2 Operations Schedule Information
2.3.3 Operations Performance Information
2.3.4 Operations Capability Information
2.4 Workflows
3. Modellierung des Anwendungsszenarios nach DIN EN 62264
3.1 Beschreibung der Fahrzeugmontage
3.2 Objektmodellierung des flexiblen Fertigungssystems
3.2.1 Personnel Model
3.2.2 Role-based Equipment Model
3.2.3 Material Model
3.2.4 Process Segment Information
3.3 Operations Management Information
3.3.1 Operations Definition Information
3.3.2 Operations Schedule Information
3.3.3 Operations Performance Information
3.4 Workflow
3.4.1 Struktur des Workflows
3.4.2 Scheduling Workflow
3.4.3 Dispatching Workflow
3.4.4 Sequencing Workflows
3.4.5 Basic Process Segment Workflows
4. Prototypische Implementierung des Workflow-Management-Systems
4.1 Implementierungskonzept
4.2 Definition der Schnittstelle zur Anlagensteuerung
4.3 Implementierung der Workflows
4.3.1 Scheduling Workflow
4.3.2 Dispatching Workflow
4.3.3 Sequencing Workflow
4.3.4 Basic Process Segment Workflows
5. Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Masterarbeit zielt darauf ab, die Flexibilität von Fertigungssystemen durch die Integration eines Workflow-Management-Systems (WMS) gemäß der Norm DIN EN 62264 zu erhöhen, um Anpasungskosten bei Produktneueinführungen oder Variantenänderungen zu senken.
- Konzeption und Modellierung eines WMS nach DIN EN 62264
- Einsatz und Modellierung der BPMN-Methodik für Fertigungsprozesse
- Prototypische Implementierung mittels GE Proficy Workflow
- Entkopplung von Workflow-Logik und Anlagensteuerung
- Integration über OPC-Schnittstellen an einer Fahrzeugmontageanlage
Auszug aus dem Buch
1.1 Problemumfeld
In Zeiten der Globalisierung und der immer kürzer werdenden Produkt- und Innovationszyklen ist zur Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit die Reduktion von Kosten, Risiken und Fehlern erforderlich. Vor diesem Hintergrund zeichnet sich in der Fertigungsindustrie eine zunehmende Flexibilisierung sowie Modularisierung der Fertigungsanlagen und -prozesse ab, um den Anpassungsaufwand beispielsweise bei der Einführung neuer Produkte und Produktvarianten zu verringern [1, p. 1].
Die Einführung eines Workflow-Management-Systems (WMS) gemäß DIN EN 62264 ermöglicht eine Modellierung der vorhandenen Produktionsressourcen sowie der für das operative Management erforderlichen Informationen und ergänzt diese um ein mehrstufiges Ablaufschema zur Ausführung des technischen Prozesses. Die strikte Trennung der Workflow-Modellierung von der Steuerungssoftware der Anlage erhöht den Wiederverwendungsanteil beider Bestandteile, was zu einer Erhöhung der Flexibilität führt.
Anhand der Fahrzeugproduktion auf der flexiblen Fertigungsanlage des Instituts für Automatisierungstechnik (IFAT) soll verdeutlicht werden, dass die Einführung eines Workflow-Management-Systems zur Flexibilisierung des Fertigungsprozesses bei der Einführung neuer Produkte und Produktvarianten sowie bei Änderungen im Produktionsprozess beiträgt.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Beschreibt das Problemumfeld kürzerer Produktzyklen und führt die Zielsetzung ein, durch ein WMS nach DIN EN 62264 die Flexibilität in der Fertigung zu steigern.
2. Beschreibung der Norm DIN EN 62264: Erläutert den inhaltlichen Aufbau der Norm sowie die relevanten Objektmodelle und das Kommunikationsmodell für die Integration von Leitsystemen.
3. Modellierung des Anwendungsszenarios nach DIN EN 62264: Wendet die theoretischen Modelle auf ein konkretes Beispiel der Fahrzeugmontage an und führt BPMN zur Workflow-Darstellung ein.
4. Prototypische Implementierung des Workflow-Management-Systems: Beschreibt die praktische Umsetzung mit GE Proficy Workflow sowie die Anbindung des Systems an die reale Anlagensteuerung mittels OPC.
5. Fazit und Ausblick: Führt die Ergebnisse zusammen und bewertet den erreichten Fortschritt bei der Flexibilisierung der Fertigungssysteme.
Schlüsselwörter
Workflow-Management-System, DIN EN 62264, ISA-95, Flexible Fertigung, Fertigungstechnik, BPMN, Anlagentechnik, Automatisierung, Modellierung, Prozessmanagement, Systemintegration, OPC, Ressourcenverwaltung, Fertigungssteuerung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Integration eines Workflow-Management-Systems (WMS) in eine flexible fertigungstechnische Anlage, um diese effizienter an neue Produktanforderungen anzupassen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die Norm DIN EN 62264, die Modellierung von Produktionsressourcen, die Abbildung von Workflows mittels BPMN und die praktische Implementierung von Software zur Anlagensteuerung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist die Steigerung der Flexibilität in der Fertigung bei gleichzeitigem reduzierten Anpassungsaufwand und niedrigeren Kosten bei Produktänderungen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf der theoretischen Analyse und Anwendung der DIN EN 62264 (inkl. Objektmodellierung) sowie einer prototypischen Implementierung unter Verwendung von BPMN und GE Proficy Workflow.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Fundierung der Norm, die Modellierung eines konkreten Anwendungsszenarios (Fahrzeugmontage) und die anschließende technische Implementierung am System.
Welche Schlagworte charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Workflow-Management-System, DIN EN 62264, Automatisierungstechnik, BPMN, Prozesssegmentierung und Anlagenschnittstellen.
Warum wird die Norm DIN EN 62264 zur Modellierung herangezogen?
Sie ermöglicht eine durchgängige vertikale Integration von der Unternehmensführungsebene bis hin zur Fertigungsebene, was für ein einheitliches Prozessmanagement essenziell ist.
Wie wurde die Schnittstelle zwischen WMS und der realen Anlage gelöst?
Die Anbindung erfolgt über eine OPC-Schnittstelle, wobei auf der zentralen SPS der Anlage zusätzliche Schnittstellenvariablen angelegt wurden, um den Austausch mit dem Workflow-System zu ermöglichen.
- Quote paper
- Florian Doleschal (Author), 2007, Konzeptionierung der Integration eines Workflow-Management-Systems in eine flexible fertigungstechnische Anlage, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1288557
