Grafische Methoden der Prozessanalyse

Urs B. Meyer, Simone E. Creux, Andrea K. Weber Marin

Grafische Methoden der Prozessanalyse

2005

466 Seiten

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ISBN: 9783446403741

 

Vorwort

6

Inhaltsverzeichnis

8

E Einführung in die Prozess- Orientierte Analyse

16

E1 Prozess- Orientierte Analyse

18

1.1 Einleitung

19

1.2 Konzept von POA

21

1.3 Statisches Modell

23

1.3.1 Systemspezifikation

23

1.3.2 Ökonomische Analyse

24

1.3.3 Ökologische Analyse

25

1.4 Dynamische Analyse

26

1.4.1 Systemverhalten

26

1.4.2 Prozesssimulation

27

1.4.3 Maschinen- und Prozesssteuerung

28

1.5 Vorgehen bei einer Produktionsanalyse

29

1.5.1 Reale Welt im Modell

29

1.5.2 Modelldefinitionen

30

1.5.3 Erfassung eines Modells

31

1.6 Projektziele von POA-Modellen

33

1.6.1 Neuplanung

33

1.6.2 Technische Aufdatierung

33

1.6.3 Reverse Engineering

34

1.7 Organisation des Buchs

34

E2 Abgrenzung der Prozess- Orientierten Analyse

38

2.1 Einleitung

39

2.2 Upper- und Lower-CASE

40

2.3 Strukturierte Analyse

41

2.3.1 Methodenbeschreibung

41

2.3.2 Vergleich POA und SA

42

2.4 Unified Modeling Language

44

2.4.1 Methodenbeschreibung

44

2.4.2 Vergleich POA und UML

45

2.5 Computerunterstützung

47

2.5.1 CASE-Tool

47

2.5.2 Programmierung

49

S Statische Analyse

50

S1 Statische Analyse mit dem Flussdiagramm

52

1.1 Einleitung

53

1.2 Flussdiagramm: Wozu?

54

1.2.1 Zweck

54

1.2.2 Anwendung

55

1.2.3 Abgrenzung

56

1.3 Elemente des Flussdiagramms

60

1.3.1 Diagramm

60

1.3.2 Prozess

61

1.3.3 Fluss

63

1.3.4 Flusseinteilung

69

1.3.5 Regeln für Prozess und Fluss

70

1.4 Systemabgrenzung

72

1.4.1 Externe Entität

72

1.4.2 Kontextdiagramm

73

1.4.3 Regeln für externe Entität und Kontextdiagramm

74

1.5 Systemstruktur und Hierarchie

76

1.5.1 Systemstruktur

76

1.5.2 Nummerierung der Prozesse und Diagramme

78

1.5.3 Gleichgewicht von Vaterprozess und Kinddiagramm

79

1.5.4 Flusshierarchie durch Verzweigung

81

1.5.5 Regeln für Flussverbindungen und Hierarchie

84

1.6 Elementspezifikation und Objektverzeichnis

86

1.6.1 Elementspezifikation

86

1.6.2 Objektverzeichnis

88

1.7 Empfehlungen und Richtlinien

92

1.7.1 Bestandteile eines Modells

92

1.7.2 Empfehlungen für zweckmässiges Vorgehen

93

1.7.3 Empfehlungen für leicht lesbare Diagramme

95

1.7.4 Empfehlungen für Systemoptimierung

98

1.8 Anwendungsbeispiel: Tankstelle

101

S2 Wertfluss- Diagramm

112

2.1 Einleitung

113

2.2 Wertfluss-Diagramm: Wozu?

114

2.2.1 Zweck

114

2.2.2 Anwendung

115

2.2.3 Abgrenzung

116

2.2.4 Definitionen

117

2.3 WFD-Elemente

121

2.3.1 Vom Flussdiagramm zum WFD

121

2.3.2 Prozess

121

2.3.3 Externe Entität

121

2.3.4 Wertfluss

122

2.4 Flussarten und Flusskategorien

125

2.4.1 Einteilung der Flüsse

125

2.4.2 Flusskategorie: Ressourcen- und Informationsfluss

129

2.4.3 Flusskategorie: Produktfluss

129

2.4.4 Flusskategorie: Fiktiver Wertfluss

132

2.4.5 Flusskategorie: Geldfluss

136

2.5 Wertberechnung

139

2.5.1 Vorgehen bei der Wertberechnung

139

2.5.2 Prinzip der Wertberechnung

140

2.5.3 Wertberechnung in der Hierarchie

140

2.5.4 Flussgleichung

144

2.5.5 Prozessbilanz

147

2.6 Elementspezifikation und Berechnung

149

2.6.1 Parameterdeklaration

149

2.6.2 Flussspezifikation

150

2.6.3 Prozessspezifikation

151

2.6.4 Berechnung basierend auf Gleichungen mit Parametern

154

2.7 Spezielle Beispiele

158

2.7.1 Wertaustausch mit der Aussenwelt

158

2.7.2 Beispiel der Abfallberechnung in einer Firma

159

2.7.3 Anzeige von Gewinn und Verlust

162

2.7.4 Investitionsrechnung

164

2.7.5 Immaterielles Vermögen: Markenname

166

2.8 Anwendungsbeispiel: Tankstelle

167

S3 Ressourcenfluss-Diagramm

178

3.1 Einleitung

179

3.2 Ressourcenfluss-Diagramm: Wozu?

180

3.2.1 Zweck

180

3.2.2 Anwendung

181

3.2.3 Abgrenzung

182

3.2.4 Definitionen

183

3.2.5 Konzept der Energie und Exergie

187

3.3 RFD-Elemente

189

3.3.1 Vom Flussdiagramm zum RFD

189

3.3.2 Prozess

189

3.3.3 Ressourcenfluss

190

3.3.4 Externe Entität

191

3.4 Flussarten und Flusskategorien

192

3.4.1 Einteilung der Flüsse

192

3.4.2 Flusskategorie

192

3.4.3 Flussart

193

3.5 Berechnungen in der Fluss- und Prozessspezifikation

195

3.5.1 Vorgehen bei den Berechnungen

195

3.5.2 Parametererhebung und -deklaration

196

3.5.3 Allgemeine Flussspezifikation

197

3.5.4 Allgemeine Prozessspezifikation

198

3.6 Massenanalyse im RFD

200

3.6.1 Massenbilanz

200

3.6.2 Allgemeingültige Flussberechnungen

202

3.7 Energieberechnung im RFD

207

3.7.1 Energieinhalt von Ressourcenflüssen

207

3.7.2 Energiebilanz

209

3.7.3 Prozesswert Energieeffizienz

212

3.8 Exergieberechnung im RFD

213

3.8.1 Exergie von Ressourcenflüssen

213

3.8.2 Exergiebilanz

214

3.8.3 Beispiel: Exergieanalyse einer Streckspulmaschine

215

3.8.4 Prozesswert Exergieeffizienz

220

3.9 Analyse der grauen Energie

221

3.9.1 Berechnung der grauen Energie

221

3.9.2 Prozesswert graue Prozessenergie

222

3.9.3 Beispiel: Graue Energie einer Spinnerei

224

3.10 Anwendungsbeispiel: Tankstelle

227

D Dynamische Analyse

234

D1 Zustandsdiagramm

236

1.1 Einführung

237

1.2 Zustandsdiagramm: Wozu?

238

1.2.1 Zweck

238

1.2.2 Anwendung

239

1.2.3 Abgrenzung der Methodik

240

1.3 Elemente des Zustandsdiagramms

243

1.3.1 Diagramm

243

1.3.2 Zustand

243

1.3.3 Zustandsübergang

245

1.3.4 Regeln und Beispiele für Zustandsdiagramme

248

1.4 Strukturierung des Modells

252

1.4.1 Zustandsstrukturierung in der Hierarchie

252

1.4.2 Elementspezifikation

256

1.4.3 Objektverzeichnis

257

1.5 Vom Flussdiagramm zum Zustandsdiagramm

260

1.5.1 Hierarchie von Flussdiagramm und Zustandsdiagramm

260

1.5.2 Schrittweises Vorgehen

262

1.5.3 Schritt 1: Ziel und Anforderungen an das Projekt festlegen

263

1.5.4 Schritt 2: Flussdiagramm ergänzen

263

1.5.5 Schritt 3: Prozessverhalten spezifizieren

264

1.6 Empfehlungen und Richtlinien

266

1.6.1 Empfehlungen für Zustandsdiagramme

266

1.6.2 Bestandteile eines POA-Modells

267

1.7 Anwendungsbeispiel: Tankstelle

269

D2 Simulationsmodell

274

2.1 Einleitung

275

2.2 Simulationsmodell: Wozu?

276

2.2.1 Zweck

276

2.2.2 Anwendung

276

2.2.3 Abgrenzung

278

2.3 Von Flussdiagramm zu Programmcode

280

2.3.1 Schrittweises Vorgehen

280

2.3.2 Schritt 1: Zweck und Anforderungen des Projekts spezifizieren

280

2.3.3 Schritt 2: Systemstruktur mit Flussdiagramm festlegen

281

2.3.4 Schritt 3: Prozessverhalten mit Zustandsdiagramm modellieren

283

2.3.5 Schritt 4: Benutzeroberfläche erstellen

285

2.3.6 Schritt 5: Jedes Programmmodul codieren

286

2.3.7 Schritt 6: Systemverhalten testen

288

2.4 Unterschiede im Codieren von Simulationsmodell und

289

Echtzeitsteuerung

289

2.4.1 Vergleich Simulationsmodell und Echtzeitsteuerung

289

2.4.2 Codieren eines Simulationsmodells

291

2.4.3 Weitere Schritte mit dem Simulationsmodell

293

2.5 Einsatz marktgängiger Simulationswerkzeuge

295

2.5.1 Zusammenhang POA und Werkzeuge für diskrete Simulation

295

2.5.2 Evaluation marktgängiger Simulationswerkzeuge

296

2.5.3 Anwendungsbeispiel: Tankstelle mit Simulationsprogramm

299

2.6 Anwendungsbeispiel: Tankstelle

303

2.6.1 Statisches und dynamisches Modell der Tankstelle

303

2.6.2 Benutzeroberfläche

306

2.6.3 Programmcodierung

307

D3 Echtzeitsteuerung

314

3.1 Einleitung

315

3.2 POA bei Echtzeitsteuerung: Wozu?

316

3.2.1 Zweck

316

3.2.2 Anwendung

317

3.2.3 Abgrenzung

318

3.2.4 Definitionen

320

3.3 Betriebszustände von Produktionsmaschinen

321

3.3.1 Produktive und nicht-produktive Zustände

321

3.3.2 Überwachen des Systemzustands

323

3.3.3 Fehlerbehandlung

326

3.4 Systemsicht in der Zustandsdomäne

328

3.4.1 Zweck

328

3.4.2 System mit diskreten Parametern

329

3.4.3 System mit kontinuierlichen und diskreten Parametern

332

3.4.4 System mit kontinuierlichen Parametern

334

3.5 Programmdesign und Codierung

338

3.5.1 Codierung

338

3.5.2 Programmdesign

338

3.5.3 Programmcodierung

340

3.6 Speicherprogrammierte Steuerung eines Heizlüfters

342

3.6.1 Systemstruktur

342

3.6.2 Systemverhalten

343

3.6.3 Risikoanalyse

345

3.6.4 Programmiersprachen für SPS

346

3.7 Anwendungsbeispiel: Tankstelle

349

3.7.1 Steuerung der Zapfsäule

349

3.7.2 Programmcodierung

353

F Fallstudien

356

F1 Systemanalyse eines Dienstleistungsbetriebes

358

1.1 Betrieb einer Bar kennen lernen

359

1.2 Modell erstellen

360

1.2.1 Zu untersuchendes System Bar spezifizieren

360

1.2.2 Detaillierung der Diagramme

363

1.3 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA

369

F2 Ökonomische Analyse einer Weberei mit integrierter Veredlung

372

2.1 Modell einer textilen Produktion

373

2.2 Firma und Produkt

374

2.3 Vorgehen beim Erstellen des Modells

375

2.4 Wertfluss-Diagramme von WebEdel

379

2.4.1 Kontextdiagramm

379

2.4.2 WFD Ebene 1: „Produziere Gewebe“

381

2.4.3 WFD der tieferen Ebenen

387

2.4.4 Fiktiver Wertfluss für Kostenabwälzung

392

2.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA

394

F3 Exergieanalyse in der Backwarenindustrie

396

3.1 Energieanalyse der Croissant-Linie

397

3.2 Ressourcenfluss-Diagramm der Croissant-Linie

398

3.2.1 Kontextdiagramm

398

3.2.2 Ressourcenfluss-Diagramm Produktionsebene

399

3.3 Massenberechnung der Croissants

402

3.3.1 Energieberechnung der Ressourcenflüsse

403

3.3.2 RFD der zweiten Ebene und Produktionslayout

403

3.4 Exergieanalyse des Backprozesses

408

3.4.1 Zweck der Exergiebilanz

408

3.4.2 Exergieberechnung der Croissants

409

3.4.3 Exergieberechnung der Energieflüsse

411

3.4.4 Exergetische Effizienz des Backprozesses

412

3.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA

413

F4 Konzept und Steuerung einer Entmagnetisierlinie für Fernsehbildröhren

414

4.1 Entmagnetisieren von Bildröhren

415

4.2 Neukonzeption einer Entmagnetisierlinie

416

4.3 Systemgestaltung der neuen Produktionslinie

418

4.4 Prozesssteuerung für die Bearbeitung der Masken

422

4.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA

425

F5 Simulation einer Hochleistungsweberei

426

5.1 Neues Produktionssetup für eine Weberei

427

5.2 Modell einer Weberei

428

5.2.1 Schritt 1: Kontextdiagramm

428

5.2.2 Schritt 2: Flussdiagramm erste und zweite Ebene

429

5.2.3 Schritt 3: Zustandsdiagramm

431

5.2.4 Schritt 4: Zustandsspezifikation und Zustandsliste

432

5.3 Simulationsmodell für Arbeitsorganisation

433

5.3.1 Programmdesign

433

5.3.2 Benutzeroberfläche

435

5.3.3 Initialisierung

436

5.3.4 Online-Anzeige

436

5.4 Resultate der Simulation der M8300

437

5.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA

440

F6 Reengineering einer Standseilbahn

442

6.1 System einer Standseilbahn

443

6.2 Technische Aufdatierung des Transportsystems

444

6.3 Fluss- und Zustandsdiagramme

445

6.3.1 Flussdiagramm des Transportsystems

445

6.3.2 Zustandsdiagramm des Antriebs

447

6.3.3 Systemhierarchie

450

6.4 Transportsimulation

451

6.4.1 Fernsteuerung

451

6.4.2 Benutzeroberfläche

451

6.4.3 Programmcode

453

6.5 Erkenntnisse aus der Fallstudie mit POA

455

A Anhang

458

A.1 Abkürzungen

458

A.2 Glossar

460

A.3 Literaturverzeichnis

462

Index

464

 

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