Konzeptionierung der Integration eines Workflow-Management-Systems in eine flexible fertigungstechnische Anlage

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

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Masterarbeit untersucht die Integration eines Workflow-Management-Systems (WMS) in eine flexible Fertigungsanlage, um die Einführung neuer Produkte und Varianten zu beschleunigen und kostengünstiger zu gestalten. Das WMS soll die auftragsbezogene Reihung und die Konfiguration der Produktionsressourcen ermöglichen.

• Modellierung einer flexiblen Fertigungsanlage gemäß DIN EN 62264
• Konzeption und Implementierung eines WMS basierend auf DIN EN 62264
• Optimierung der Flexibilität bei der Produkteinführung durch Entkopplung des Workflows von der Steuerungssoftware
• Ressourcenverwaltung und Fehlerbehandlung im flexiblen Fertigungssystem
• Prototypische Implementierung mit GE Proficy Workflow und OPC-Schnittstelle

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik ein, beschreibt das Problemfeld der steigenden Kosten und Risiken bei der Einführung neuer Produkte in der Fertigungsindustrie und begründet die Notwendigkeit eines Workflow-Management-Systems zur Steigerung der Flexibilität. Es werden die Ziele der Arbeit und deren Struktur umrissen. Der Stand der Technik, das flexible Fertigungssystem des Instituts für Automatisierungstechnik (IFAT) und vorherige Arbeiten zum Thema werden kurz erläutert.

2 Beschreibung der Norm DIN EN 62264: Dieses Kapitel befasst sich detailliert mit der Norm DIN EN 62264, welche die Integration von Unternehmensführungs- und Leitsystemen beschreibt. Es wird der Aufbau der Norm in fünf Teile erläutert, wobei der Schwerpunkt auf den Objektmodellen (Equipment, Material, Personnel), den Operations Management Informationen (OD, OR, OM-Informationen) und dem Workflow-Konzept liegt. Die Kapitel erläutern die verschiedenen Modelle und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis.

3 Modellierung des Anwendungsszenarios nach DIN EN 62264: Dieses Kapitel wendet die in Kapitel 2 beschriebenen Modelle und Konzepte auf das konkrete Anwendungsszenario der Fahrzeugproduktion am IFAT-System an. Es beinhaltet eine detaillierte Beschreibung der Fahrzeugmontage und eine UML-basierte Modellierung des flexiblen Fertigungssystems mittels der Objektmodelle der Norm. Die verschiedenen Workflows werden mit Hilfe der Business Process Model and Notation (BPMN) dargestellt.

4 Prototypische Implementierung des Workflow-Management-Systems: Dieses Kapitel beschreibt die prototypische Implementierung des Workflow-Management-Systems mit der Software GE Proficy Workflow. Es erläutert das Implementierungskonzept, die Definition der Schnittstelle zur Anlagensteuerung über OPC und die detaillierte Implementierung der verschiedenen Workflows (Scheduling, Dispatching, Sequencing und Basic Process Segment Workflows). Die Kapitel beleuchten die Herausforderungen und Lösungen bei der Integration in das bestehende System.

Schlüsselwörter

Workflow-Management-System (WMS), DIN EN 62264, Flexible Fertigungsanlage, Objektmodellierung, Operations Management Information, BPMN, GE Proficy Workflow, OPC-Schnittstelle, Produktionsoptimierung, Produkteinführung.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Masterarbeit: Workflow-Management-System in einer flexiblen Fertigungsanlage

Was ist der Gegenstand dieser Masterarbeit?

Diese Masterarbeit untersucht die Integration eines Workflow-Management-Systems (WMS) in eine flexible Fertigungsanlage, um die Einführung neuer Produkte und Varianten zu beschleunigen und kostengünstiger zu gestalten. Der Fokus liegt auf der Modellierung der Anlage gemäß DIN EN 62264 und der Implementierung eines WMS basierend auf dieser Norm.

Welche Norm spielt eine zentrale Rolle in der Arbeit?

Die DIN EN 62264 ist die zentrale Norm. Sie beschreibt die Integration von Unternehmensführungs- und Leitsystemen und liefert die Grundlage für die Objektmodellierung (Equipment, Material, Personnel), die Operations Management Informationen (OD, OR, OM-Informationen) und das Workflow-Konzept in der Arbeit.

Wie wird die flexible Fertigungsanlage modelliert?

Die flexible Fertigungsanlage wird gemäß DIN EN 62264 modelliert. Dies beinhaltet die Erstellung eines Objektmodells (inkl. Personnel-, Equipment- und Materialmodell) und die Definition der Operations Management Informationen. Die verschiedenen Workflows werden mit Hilfe der Business Process Model and Notation (BPMN) dargestellt.

Welches Anwendungsszenario wird betrachtet?

Das Anwendungsszenario ist die Fahrzeugmontage in einem flexiblen Fertigungssystem am Institut für Automatisierungstechnik (IFAT). Die Arbeit modelliert dieses System detailliert anhand der DIN EN 62264 und implementiert ein WMS für die Optimierung der Prozesse.

Welche Software wird für die Implementierung des WMS verwendet?

Die prototypische Implementierung des WMS erfolgt mit der Software GE Proficy Workflow. Die Schnittstelle zur Anlagensteuerung wird über OPC realisiert.

Welche Workflows werden implementiert?

Die Implementierung umfasst verschiedene Workflows: Scheduling Workflow, Dispatching Workflow, Sequencing Workflow und Basic Process Segment Workflows. Diese werden detailliert beschrieben und in das Gesamtsystem integriert.

Welche Ziele werden mit der Integration des WMS verfolgt?

Die Integration des WMS zielt darauf ab, die Flexibilität bei der Produkteinführung zu erhöhen, die Kosten zu senken und die auftragsbezogene Reihung und Konfiguration der Produktionsressourcen zu ermöglichen. Die Entkopplung des Workflows von der Steuerungssoftware spielt dabei eine wichtige Rolle.

Welche Herausforderungen werden in der Arbeit adressiert?

Die Arbeit adressiert Herausforderungen wie die Modellierung komplexer Systeme nach DIN EN 62264, die Implementierung der Workflows in GE Proficy Workflow, die Integration über die OPC-Schnittstelle und die Ressourcenverwaltung und Fehlerbehandlung im flexiblen Fertigungssystem.

Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit am besten?

Schlüsselwörter sind: Workflow-Management-System (WMS), DIN EN 62264, Flexible Fertigungsanlage, Objektmodellierung, Operations Management Information, BPMN, GE Proficy Workflow, OPC-Schnittstelle, Produktionsoptimierung, Produkteinführung.