Konzept eines Cyber-Physischen Logistiksystems in einer schlanken Produktion am Beispiel einer Reihenfertigung mit Kanban

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
• 1.1 Potential der Informations- und Kommunikationstechnologie in der Intralogistik
• 1.1.1 Einfluss und Potential von eingebetteten Computersystemen in der heutigen Zeit
• 1.1.2 Vorteile und Grenzen der schlanken Produktion
• 1.1.3 Verbindung von CPS und schlanker Produktion zu CPLS
• 1.2 Fachkonzept für ein CPLS als Ziel der Arbeit
• 1.2.1 Status Quo in der Literatur
• 1.2.2 Ziel und Abgrenzung der Arbeit
• 1.3 Sechs Bestandteile der Arbeit
• 2 Grundlagen
• 2.1 CPS: Vernetzte, eingebettete Systeme
• 2.1.1 Historische Entwicklung von CPS
• 2.1.2 Definition und Abgrenzung von artverwandten Begriffen
• 2.1.3 Definition und Bestandteile eines CPS
• 2.1.4 Zusammenfassung der bestehenden Erkenntnisse zu CPS
• 2.2 CPLS: Ein CPS in der Logistik
• 2.2.1 Vorgehen zur Definition eines CPLS
• 2.2.2 Definition der Logistik und dessen Entwicklung
• 2.2.3 Bestehende Definitionen für ein CPLS
• 2.2.4 Zusammenführung der Logistik- und CPS-Definition in einem CPLS
• 2.3 Design von CP(L)S: Bestehende Vorgehensmodelle und Architekturen
• 2.3.1 Bestehende Vorgehensmodelle für die Entwicklung von CP(L)S
• 2.3.2 Bestehende Referenzarchitekturen für den Aufbau von CP(L)S
• 2.3.3 Bestehende Modellierungsnotationen für die Beschreibung von CP(L)S
• 2.3.4 Zusammenfassung des Status Quo zur Entwicklung von CP(L)S
• 2.4 Schlanke Produktion: Das Produktionssystem von Toyota
• 2.4.1 Historische Entwicklung der schlanken Produktion
• 2.4.2 Methoden und Prinzipien der schlanken Produktion
• 2.4.3 Zusammenfassung der schlanken Produktion
• 2.5 Kanban: Die Produktionssteuerung der schlanken Produktion
• 2.5.1 Stellenwert und Aufgaben von Kanban in der schlanken Produktion
• 2.5.2 Funktionsweise des Kanban-Systems
• 2.5.3 Unterschiedliche Arten von Kanban-Systemen
• 2.5.4 Abgrenzung von eKanban und CPLS
• 2.5.5 Zusammenfassung des Kanban-Systems
• 3 Anforderungen an ein CPLS und das Vorgehensmodell
• 3.1 Festlegung von ALEM-P als verwendetes Vorgehensmodell
• 3.2 Ziele und Schwachstellen der schlanken Produktion
• 3.2.1 Ziele der schlanken Produktion und deren Zusammenhänge
• 3.2.2 Heutige Schwachstellen der schlanken Produktion
• 3.3 Bestandteile und Designanforderungen an ein CPLS
• 3.3.1 Notwendige Elemente eines CPLS
• 3.3.2 Anforderungen an das Design von CPLS
• 3.4 Lastenheft für ein CPLS in einer schlanken Produktion
• 3.4.1 Übergeordnete Aufgabenbeschreibung eines CPLS
• 3.4.2 Anwendungsfälle für ein CPLS
• 3.4.3 Funktionale und nicht-funktionale Anforderungen an das CPLS
• 4 Konzept für ein CPLS in der schlanken Produktion
• 4.1 Schritt 1: Vertiefen der Ziele
• 4.2 Schritt 2: Festlegen der Struktur
• 4.3 Schritt 3: Zuordnen der Fähigkeiten je Objekt
• 4.4 Schritt 4: Beschreiben des Prozesses
• 4.4.1 Zielsetzung des Schrittes und Erläuterung des Vorgehens
• 4.4.2 Beschreibung der Ergebnisse
• 4.4.3 Zusammenfassung des Prozesses
• 4.5 Schritt 5: Identifizieren der zu treffenden Entscheidungen
• 4.5.1 Zielsetzung des Schrittes und Erläuterung des Vorgehens
• 4.5.2 Beschreibung der Ergebnisse
• 4.5.3 Zusammenfassung der zu treffenden Entscheidungen
• 4.6 Schritt 6: Bestimmen der notwendigen Informationen
• 4.6.1 Zielsetzung des Schrittes und Erläuterung des Vorgehens
• 4.6.2 Beschreibung der Ergebnisse
• 4.6.3 Zusammenfassung der benötigten Informationen
• 4.7 Schritt 7: Beschreiben der Kommunikation
• 4.7.1 Zielsetzung des Schrittes und Erläuterung des Vorgehens
• 4.7.2 Beschreibung der Ergebnisse
• 4.7.3 Zusammenfassung der Kommunikation im CPLS
• 5 Übertragung des CPLS auf ein Beispielunternehmen
• 5.1 Beschreibung der Ist-Situation
• 5.2 Übertragung des Konzeptes auf das Beispielunternehmen
• 6 Fazit
• 6.1 Zusammenfassung der Arbeit
• 6.2 Kritische Betrachtung der Ergebnisse und des Vorgehens
• 6.3 Ausblick und weiterer Forschungsbedarf für CPLS

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Masterarbeit entwickelt ein Fachkonzept für ein Cyber-Physisches Logistiksystem (CPLS) in schlanker Produktion, speziell für ein Kanban-System in der Reihenfertigung. Das Ziel ist, die Stärken der schlanken Produktion zu erhalten und gleichzeitig deren Schwächen, insbesondere im Umgang mit schwankenden Nachfragen, zu adressieren. Das Konzept soll die Eignung eines CPLS zur Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten von Kanban untersuchen.

• Definition und Abgrenzung eines CPLS
• Anforderungen an ein CPLS in einer schlanken Produktion
• Entwicklung eines fachlichen Modells für ein CPLS mit UML
• Übertragung des Konzeptes auf ein reales Unternehmen
• Herausforderungen bei der Implementierung eines CPLS

Zusammenfassung der Kapitel

Kapitel 2 liefert grundlegende Informationen zu Cyber-Physischen Systemen (CPS), definiert ein CPLS, und gibt einen Überblick über bestehende Vorgehensmodelle, Architekturen und Modellierungsmethoden. Es werden außerdem die Prinzipien der schlanken Produktion und des Kanban-Systems erläutert. Kapitel 3 beschreibt das Vorgehensmodell (ALEM-P) zur Konzepterstellung und legt die Anforderungen an das CPLS fest, ausgehend von den Zielen und Schwachstellen der schlanken Produktion. Kapitel 4 entwickelt das CPLS-Konzept, wobei die einzelnen Schritte von ALEM-P (Zieldefinition, Struktur, Fähigkeiten, Prozesse, Entscheidungen, Informationen, Kommunikation) detailliert beschrieben werden. Kapitel 5 zeigt anhand eines Beispielunternehmens die Herausforderungen bei der Implementierung des Konzeptes.

Schlüsselwörter

Cyber-Physisches Logistiksystem (CPLS), Cyber-Physisches System (CPS), Schlanke Produktion, Lean Production, Kanban, Reihenfertigung, ALEM-P, UML, Modellgetriebene Architektur, Autonome Logistik, Industrie 4.0.