SCALP : een lay-out ontwerpprogramma voor PC

Citation for published version (APA):Renders, P. J. J., & Lintermans, C. P. M. (1989). SCALP : een lay-out ontwerpprogramma voor PC. (THEindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Vakgroep Produktietechnologie : WPB; Vol. WPA0702). TechnischeUniversiteit Eindhoven.

Document status and date:Gepubliceerd: 01/01/1989

Document Version:Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can beimportant differences between the submitted version and the official published version of record. Peopleinterested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit theDOI to the publisher's website.• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and pagenumbers.Link to publication

General rightsCopyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright ownersand it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

• Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain • You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, pleasefollow below link for the End User Agreement:www.tue.nl/taverne

Take down policyIf you believe that this document breaches copyright please contact us at:openaccess@tue.nlproviding details and we will investigate your claim.

Download date: 15. Mar. 2021

SCALP,

een lay-out ontwerpprogramma voor PC.

P . J . J. RendersC.P.M. Lintermans

WPA rapportnr: 702

april 1989

- 1 -

SCALP, een lay-out ontwerpprogramma voor PC.

Inleiding

Binnen de vakgroep Produktietechnologie en -Automatisering van de Fa­culteit der Werktuigbouwkunde aan de Technische Universiteit te Eind­hoven wordt onderzoek verricht naar de mogelijke inzet van de computerbij het ontwerpen van een (fabrieks) lay-out.Hoewel in het verIeden reeds vele programma's voor het ontwerpen vaneen lay-out zijn geschreven, worden zij in de praktijk niet of maarweinig toegepast. De redenen die daaraan ten grondslag liggen hebbengeleid tot de ontwikkeling van een nieuw programma SCALP (Sophistica­ted Computer Aided Lay-out Planning). Bij de ontwikkeling van dit pro­gramma is tevens uitgegaan van een werkwijze die bekend staat als deSLP-methode (Systematische Lay-out Planning) van R. Muther [1,2] .Ditprogramma, dat geschreven is voor een Personal Computer (MS-DOS), isbehulpzaam bij aIle stappen van de SLP-methode (fig. 1).

De werkwijze voor de ontwikkeling van SCALP was als voIgt:- Het verrichten van een onderzoek naar de in het verleden ontwik­

kelde software ten behoeve van de lay-out planning, waarbij devolgende vragen centraal stonden:

- Op welke wijze wordt het lay-out planningsvraagstuk gede­finieerd?

- Welke oplossingsmethoden worden er gebruikt?- Naar welke overige kenmerken kunnen de programma's worden

ingedeeld?- Wat zijn de voor- en nadelen van de reeds ontwikkelde softwa­

re-pakketten en aan welke eisen dient een programma tevoldoen om optimaal te kunnen functioneren?

Het ontwikkelen van het programma SCALP, uitgaande van het resul­taat uit dit onderzoek en de ervaringen opgedaan bij de in hetverleden (manueel) uitgevoerde lay-out projekten.

Indeling lay-out planningssoftware

Om enig inzicht te geven in de opbouw van SCALP zal in het nu volgendeeen beknopte weergave worden gegeven van die aspecten uit het onderzoek[3] die bij het definitieve ontwerp van het programma een rol hebbengespeeld. Deze aspecten zijn:

- Definitie lay-out planningsprobleem- Oplossingsmethoden lay-out planningsprobleem- Oppervlakken bedrijfsmiddelen- Wegmeting

Definitie lay-out planningsprobleem

Uit de literatuur bleek dat aan de meeste van de tot nu toe ontwikkeldelay-out planningsprogramma's het kwadratisch ordeningsprobleem [4,5,6]ten grondslag ligt. Mathematisch kan dit als voIgt worden omschreven:

Minimaliseer de doelfunctie F, waarbij F gelijk is aan:

nF = r

i=l

nr

j=lh *ij

sij

- 2 -

De betekenis van F is mede afhankelijk van de invulling van h. In demeeste gevallen zal F een maat zijn voor de transportkosten, onderaanname dat deze evenredig zijn met de transportfrequenties en dedaarbij af te leggen afstanden.

Verder is:

n = het aantal bedrijfsmiddelen.h = een gewichtsfactor die het belang van de onderlinge nabijheid vanij de bedrijfsmiddelen i en j aangeeft. Hoe groter dit getal, des te

groter is ook het genoemde belang. Bij de meeste programma's wordtvoor dit getal gekozen de in een bepaalde tijd gemeten transport­frequentie tussen de bedrijfsmiddelen i en j.

s de afstand tussen de bedrijfsmiddelen i en j.ij

Nu kunnen aan deze definitie van de doelfunctie F nog wel enige verfij­ningen worden toegevoegd, maar deze zijn niet voldoende om het plan­ningsprobleem volgens SLP, dat moet worden gezien als een multi-crite­rium probleem volledig te omvatten, aangezien hierbij ook investerings­kosten, goede arbeidsomstandigheden, functionele gerichtheid etc. aande orde dienen te komen. Dit heeft geleid tot de conclusie dat een goedprogramma de mogelijkheid dient te bieden om bij het ontwerpen van eenlay-out niet alleen rekening te houden met de materiaalstromen, maartevens ook met de relaties van andere aard tussen de bedrijfsmiddelen.

Ten behoeve van het programma SCALP is dan ook een nieuwe doelfunctiegedefinieerd, waarbij wordt uitgegaan van een Van-Naar matrix (VN) eneen Relatiediagram (Rel), die via twee constanten aan elkaar gekoppeldzijn. Deze koppelingsconstanten maken het mogelijk om twee, normaal losvan elkaar staande grootheden in een wiskundige definiering van dedoelfunctie Fonder te brengen die dan als volgt is omschreven:

n nF = t t

i=l j=lh * sij ij

met: h = VN *ij kop

VNij

VNtotaal

+ Rel *kop

Relij

Reltotaal

n nVN = t t VN

totaal i=l j=l ij

n nRel = t t ABS (Rel )

totaal i=l j=l ij

Hierbij is:

n =s =ij

VN =kop

Rel =kop

het aantal bedrijfsmiddelende afstand tussen de bedrijfsmiddelen i en j

koppelingsconstante van de Van-Naar matrix

koppelingsconstante van het Relatiediagram

- 3 -

VN = de (transport)frequentie tussen de bedrijfsmiddelen i en jij

ReI = de relatie tussen de bedrijfsmiddelen i en jij

Aangezien nu in deze definitie zowel de transportfrequenties als derelaties worden omgezet in dimensieloze grootheden, wordt het mogelijkom deze, ondanks hun eigen specifieke karakter, bij elkaar op tetellen. Door gebruik te maken van deze, door de planner zelf qua groot­te te bepalen koppelingsconstanten is het tevens mogelijk om bij debepaling van de lay-out aan een van be ide grootheden meer belang tehechten dan aan de andere.

Oplossingsmethoden lay-out planningsprogramma's

Wanneer de lay-out planningsprogramma's gesorteerd worden naar hunoplossingsmethoden, ontstaat een indeling zoals weergegeven in figuur 2[7,8,9,10]. Hierbij is onderscheid gemaakt in twee hoofdgroepen, deanalytische methoden, waarbij het werkelijke optimum wordt bepaald [10]en de heuristische methoden, waarmee weliswaar slechts een suboptimumkan worden bepaald, maar die hiervoor aanzienlijk minder rekentijdvragen [4]. Bij deze laatste groep kan verder een onderscheid wordengemaakt in een benadering volgens de opbouwmethode, ook weI de con­structieve methode genoemd (fig. 3) enerzijds en volgens de wisse1­methode, ook we1 de iteratief verbeterende methode genoemd (fig. 4)anderzijds. Op welke wijze deze methoden worden gebruikt binnen hetprogramma SCALP wordt nog nader ingegaan.

De opperv1akken van de bedriifsmidde1en

Zoa1s in figuur 2 is weergegeven, maken de verschi11ende programma'stevens onderscheid in een moge1ijkheid van het a1 dan niet werken metbedrijfsmidde1en met onge1ijke opperv1akken. De programma's, diehiertoe niet in staat z~Jn, werken meestal met een driehoeks- ofvierkantsraster, waarbij de bedrijfsmidde1en op de hoekpunten wordengep1aatst [11]. Wil men echter realistische lay-outs ontwerpen, dan ishet noodzakelijk dat het te gebruiken programma tevens in staat is ombedrijfsmiddelen met onge1ijke opperv1akken te verwerken. Een vee1gebruikte methode bij derge1ijke programma's is het opdelen van debedrijfsmiddelen in een aanta1 eenheidsv1akjes [9].

Bij de opbouwmethode worden deze eenheidsvlakjes een voor een in de teontwerpen lay-out gep1aatst, waarbij getracht wordt het bedrijfsmidde1zo homogeen mogelijk te houden. Een be1angrijk nadee1 van deze werk­wijze is het feit dat dit in ve1e geva1len 1eidt tot onregelmatige,niet ree1e vormen. Daarom zijn er ook technieken ontwikke1d, waarbij debedrijfsmidde1en niet in eenheidsv1akjes worden opgesplitst, maar a1seen gehee1 in de lay-out worden geplaatst [9,12]. Ondanks het nadee1,dat hierdoor "gaten" in het ontwerp kunnen ontstaan, geeft dit tochbetere (lees: reelere) resultaten.

Bij de wisselmethode brengt de mogelijkheid om met verschi11endeoppervlakken te werken beperkingen met zich mee ten aanzien van deuitvoerbaarheid van de verwisse1ingen. Zo zul1en bedrijfsmidde1en, diever van elkaar liggen en waarvan de opperv1akken sterk verschi11en,niet zonder problemen kunnen worden verwisse1d. Het verwisse1en gebeurtdan ook hoofdzakelijk op basis van de volgende twee principes:

- 4 -

- het verwisselen van twee (groepen) bedrijfsmiddelen met dezelfdetotale oppervlakte.

- het verwisselen van naast elkaar gelegen (groepen) bedrijfsmidde­len.

De wegmeting

Zoals figuur 2 tevens laat zien Z1Jn er tens lotte drie manieren, waaropde afstand tussen de bedrijfsmiddelen kan worden gemeten en weI:

- Euclidisch, waarbij de afstand tussen de middelpunten van debedrijfsmiddelen langs een rechte lijn wordt bepaald (fig. 5).Deze manier van meten is in de praktijk weinig realistisch,aangezien het transport meestal niet langs een rechte lijn plaats­vindt, vanwege de hinder die kan worden ondervonden van obstakels,zoals machines e.d.

- Rechthoekig, waarbij de afstand tussen de middelpunten van debedrijfsmiddelen niet via de kortste weg wordt gemeten, maar viatwee loodlijnen (fig. 6). De zo gevonden waarden zijn veelalrealistischer omdat de aldus gemeten weg meer overeenkomst ver­toont met de in werkelijkheid gevolgde transportweg.

- Langs de transportweg, waarbij de afstand tussen de middelpuntenvan de bedrijfsmiddelen bepaald wordt door de weg die het produktwerkelijk aflegt. Hoewel deze manier van wegmeting logischerwijzede meest realistische is, brengt deze in de praktijk toch groteproblemen met zich mee, onder andere omdat de transportwegengedurende het planningsproces voortdurend worden aangepast.

Kenmerken van SCALP

Uitgaande van de bevindingen die in het voorgaande Z1Jn behandeld, ishet programma SCALP ontwikkeld. Vanwege de beperkte inzetbaarheid vande analytische methode, vooral veroorzaakt door extreem lange reken­tijden bij een wat groter aantal bedrijfsmiddelen, is hierbij gekozenvoor een heuristische werkwijze, waarmee op een systematische wijze eenoplossing wordt gegenereerd. Hierdoor worden weliswaar niet aIleoplossingen onderzocht, hetgeen inhoudt dat er geen garantie bestaatdat de gevonden oplossing de werkelijk optimale is, maar er is op dezewijze weI aanzienlijk minder rekentijd nodig, wat het ontwerpenvan de lay-out met behulp van een computer aantrekkelijk maakt enhoudt.Met deze heuristische werkwijze kan binnen SCALP, na invoering van derelevante gegevens, de koppelingsconstanten en de gewenste wegmeting,gekozen worden voor een opbouwmethode. Uit de ingevoerde gegevensgenereert SCALP dan een "ideale" lay-out met gelijke oppervlakkenzonder verdere randvoorwaarden. Op verzoek kan deze oplossing met eenwisselmethode verder worden geoptimaliseerd, hetgeen in de meestegevallen zal leiden tot kleine verfijningen.SCALP maakt het daarna mogelijk om de werkelijke oppervlakken van debedrijfsmiddelen in te voeren, waarna vanuit de "ideale" oplossinginteractief een reele lay-out kan worden ontworpen. Centraal hierbijstaat dat de planner de beslissingen neemt en aan de computer slechtseen adviserende taak is toebedeeld.

Tot nu toe is de globale opbouw van het lay-out planningsprogrammaSCALP beschreven. Nadat het eisenpakket is geformuleerd zullen deprogrammeertechnische kenmerken en de gebruikersmogelijkheden wordenbehandeld.

naar de voor- en nadelen van deis naar voren gekomen dat eenfunctioneren tenminste aan de

- 5 -

Eisenpakket voor SCALP

Uit het voorgaande en uit een onderzoekbestaande lay-out plannningssoftwareprogramma als SCALP om optimaal tevolgende eisen dient te voldoen:

- De verzamelde data moet op eenvoudige wijze kunnen worden inge­voerd, veranderd en opgeslagen.De gebruikersvriendelijkheid van het programma dient te wordengegarandeerd. Dit is bijvoorbeeld te bereiken door de toepassingvan een menustructuur, zodat de planner niet over specifiekeprogrammeerkennis hoeft te beschikken.Naast de materiaalstromen moeten ook relaties tussen de bedrijfs­middelen in de besluitvorming meegenomen kunnen worden.Er dienen snel meerdere alternatieven (lay-outs) te kunnen wordenontwikkeld, die later met elkaar te vergelijken moeten zijn,bijvoorbeeld door het toepassen van een waardeanalyse.De kwaliteit van de gevonden alternatieven moet goed zijn metbetrekking tot de doelfunctie F.Het programma moet interactief zijn, dat wil zeggen dat de compu­ter slechts wordt ingezet ter ondersteuning van de planner engeenszins als zijn vervanger. De planner moet derhalve bij iederestap de mogelijkheid hebben om in de besluitvorming in te grijpen.Deze werkwijze maakt tevens de toepassing van het programma bij dezogenaamde omstellingsplanning (het aanpassen van een bestaandelay-out) mogelijk.Ook complexe situaties moeten te onderzoeken zijn.De computer moet indien mogelijk behulpzaam zijn bij aIle stappen,zoals deze genomen worden bij het werken met de SLP-methode.Het software-pakket moet geschikt zijn voor gebruik op een Perso­nal Computer (PC), waarbij het resultaat eenvoudig moet kunnenworden afgedrukt met een plotter of een printer.

Programmeer-technische kenmerken

Bij het ontwerpen van het programma is gebruik gemaakt van functioneledecompositie [13,14], hetgeen wil zeggen dat er wordt uitgegaan van dehoofdfunctie van het programma, die steeds verder wordt opgesplitst indeelfuncties (fig. 7). Binnen het programma SCALP is derhalve sprakevan een top-down benadering.

Als programmeertaal is gekozen voor Modula-2 omdat hiermee een modu­laire opbouw van het programma mogelijk is, die nauw aansluit op degebruikte functionele decompositie. Voor iedere kleinste deelfunctie iseen aparte procedure geschreven, die zoveel mogelijk onafhankelijk isvan de rest van het programma. Dit geeft, ondanks de lengte van hetprogramma, een uitermate overzichtelijk geheel. Het programma isopgebouwd rond de module "SCALP" waarin de menustructuur is opgenomenen waar vandaan de procedures worden aangeroepen, die zijn onderge­bracht in zes modules (fig. 7).

In de data-structuur is getracht het aantal globale variabelen te be­perken, zodat de procedures elkaar zo min mogelijk beinvloeden. Tel­lers, hulpvariabelen e.d. zijn dus altijd lokaal gedefinieerd. Voor defile-structuur geldt, dat voor ieder van de zes modules, een file kanworden aangemaakt, die aIle globale variabelen bevat, die binnen dedesbetreffende module worden gebruikt. Er is voor deze opbouw gekozenen niet voor het gebruik van een grote file met daarin aIle globale va­riabelen, omdat de functionele cohesie [14] tussen de modules laag is.

- 6 -

Het is deze programmeer-technische opzet, die het gebruikersvriende­lijke aspect van SCALP moet waarborgen.

Het programma SCALP

SCALP is een volledig menu-gestuurd programma, dat voldoet aan allepunten, zoals die zijn verwoord in het eerder geformuleerde eisenpakketDe werkwijze, die bij het gebruik van SCALP dient te worden gevolgd,bestaat uit zes stappen (fig. 8), die in het hoofdmenu van hetprogramma zijn terug te vinden (fig. 7). Wanneer deze werkwijze wordtvergeleken met de SLP-methode van Muther [1,2] dan sluit SCALP hiernauw op aan. De zes stappen uit het hoofdmenu zullen nu nader wordentoegelicht.

Produkt-Quantiteit analyse

In dit deel van het programma kunnen de door de planner verzameldegegevens ten aanzien van de produkten en de daarmee verbonden quanti­teiten worden verwerkt. Zo kunnen deze gegevens door de computer wordengesorteerd, waarna hiervan een tabel kan worden gemaakt (fig. 9).Verder biedt het programma de mogelijkheid om een Produkt-Quantiteitgrafiek (fig. 10) en een Volume-Diversiteit grafiek (fig. 11) tetekenen.

Alqemene geqevens

In dit deel van het programma worden de gegevens verwerkt, die bij hetontwerpen van de lay-out als uitgangspunt dienen, te weten: de be­drijfsmiddelen (fig. 12), de van-naar matrix (fig. 13) en het relatie­diagram (fig. 14). Het programma biedt de mogelijkheid om deze gegevensop verschillende manieren op het scherm af te beelden of op papier uitte printen.

Ideale lay-out zonder randvoorwaarden

In dit deel van het programma berekent de computer de optimale liggingvan de bedrijfsmiddelen ten opzichte van elkaar, waarbij deze op eenvierkantsraster worden geplaatst. Hierbij worden noch de oppervlakkenvan de bedrijfsmiddelen, noch enige andere randvoorwaarden beschouwd.De plaatsing gebeurt op basis van de van-naar matrix en het relatie­diagram, die via twee constanten aan elkaar gekoppeld zijn. De defi­nitie van de hierbij gebruikte doelfunctie F is reeds behandeld (ziedefinitie lay-out planningsprobleem).

Bij de berekening van de ideale lay-out wordt gebruik gemaakt van eenopbouwroutine, die een resultaat levert, dat desgewenst, middels eenwisselroutine, verder kan worden geoptimaliseerd. Op deze wijze wordengoede resultaten verkregen, terwijl de rekentijden beperkt blijven(maximaal enkele minuten). Bij de detaillering van de beide routinesstonden deze twee punten (goede resultaten bij lage rekentijden) steedscentraal, hetgeen leidde tot de keuze van de volgende kenmerken:

- 7 -

voor de opbouwroutine:- Het bedrijfsmiddel met de grootste specifieke transport-hoeveel­

heid en relaties wordt als eerste geplaatst.- De routine werkt serieel, hetgeen wil zeggen dat de bepaling van

de plaatsingsvolgorde onafhankelijk is van de plaatsingsprocedurezelf.

- De bedrijfsmiddelen worden zo geplaatst, dat de toename van F voorde lay-outkern minimaal is.

voor de wisselroutine:- De selectie van de te verwisselen bedrijfsmiddelen geschiedt naar

indexnummer (lees: coordinaten) van de plaatsen waar deze zichbevinden.

- Iedere verbeterende verwisseling wordt doorgevoerd.- Er wordt een vast aantal verwisselingen onderzocht, te weten voor

aIle coordinatenparen binnen de lay-out.

De zo door de computer berekende lay-out kan zowel op het scherm wordenafgebeeld als op papier worden uitgeprint, waarbij tevens de transport­frequenties en/of de relaties, door middel van verbindingslijnen tussende bedrijfsmiddelen, kunnen worden weergegeven (fig. 15).

Om de werking van de opbouw- en de wisselroutine te verifieren, is eenvoorbeeld van vijf bedrijfsmiddelen met de hand nagerekend, waarna hetverkregen resultaat is vergeleken met de door de computer berekendelay-out [3]. Hierbij bleek dat de routines correct functioneren.

Bepaling van de benodigde oppervlakte

In dit deel van het programma kan, via de methode van Nestler [9], debenodigde oppervlakte van het terre in of het gebouw, waarin de be­drijfsmiddelen moeten worden geplaatst, worden berekend. Dit gebeurtvolgens de formule:

Fm = (Lm + toeslag op Lm ) * (Bm + toeslag op Bm )iii i i

nFf = t Fm

i=l i

o = Ff + ( Fo + Ft + Fe )

Hierbij is:

Fm = benodigde oppervlakte voor een machine, inclusief toeslageni voor bediening, veiligheid en onderhoud

Lm = afmeting van de machine, gemeten aan de bedieningskanti

Bm = afmeting van de machine loodrecht op de bedieningskanti

Ff = benodigde totale oppervlakte exclusief externe toeslagenn = het aantal machineso = totaal benodigde oppervlakte inclusief externe toeslagenFo = externe toeslag t.b.v. tussenopslagFt = externe toeslag t.b.v. transportFe = extra externe toeslag

- 8 -

In de literatuur [9] worden voor de diverse toeslagen de onderstaandewaarden aanbevolen. Het programma biedt de mogelijkheid om hiervan afte wijken.

toeslag op Lm = 0,8 m.toeslag op Bm = 1,4 m.Fo = 0,4 • FfFt = 0,4 • FfFe = 0,2 * Ff

Het resultaat van de berekening wordt weergegeven in een tabel, zoalste zien is in figuur 16.

Interactief reele lay-out ontwerpen

Uitgaande van het in de vorige twee stappen verkregen inzicht, kan deplanner nu de werkelijke lay-out stap voor stap ontwerpen, waarbij deafmetingen van de bedrijfsmiddelen nu weI worden meegenomen. Hetkenmerkende van de hierbij te volgen werkwijze is, dat aan de computerslechts een adviserende taak is toebedeeld, terwijl de uiteindelijkebeslissingen aan de planner worden overgelaten.

De werkwijze luidt als voIgt:De computer doet op basis van de grootste specifieke transporthoe­veelheid en relaties een voorstel ten aanzien van het (volgende) teplaatsen bedrijfsmiddel. Indien de planner echter eerst een andere wilplaatsen, dan kan date Vervolgens verschijnt het terre in in beeld,waarna het bedrijfsmiddel over het scherm kan worden bewogen. Hierbijkan de computer gevraagd worden wat de doelfunctie F is, die hoort bijde plaats, waar het bedrijfsmiddel zich op dat moment bevindt. Dezedoelfunctie wordt dan als voIgt berekend:

F =

Hierbij is:

mr

i=l

mr

j=lh •ij

sij

i,j =m =h,s =

de nummers v/d reeds geplaatste bedrijfsmiddelenhet aantal reeds geplaatste bedrijfsmiddelenzie definitie doelfunctie F

Door nu het bedrijfsmiddel over het scherm te bewegen en hierbij steedsde doelfunctie F te berekenen, kan de optimale plaats worden bepaald.Hieronder wordt de plaats verstaan, waar F minimaal is en waarbijtevens aan aIle randvoorwaarden wordt voldaan. Wanneer de planner dezeheeft gevonden, dan kan het volgende bedrijfsmiddel in de lay-outworden gezet, hetgeen wordt herhaald totdat ze allemaal geplaatst zijn.

De zo ontwikkelde alternatieven kunnen zowel opafgebeeld als op papier worden uitgeprint (fig. 17),portfrequenties en/of de relaties, door middel vantussen de bedrijfsmiddelen, kunnen worden weergegeven

het scherm wordenwaarbij de trans­verbindingslijnen(fig. 18).

- 9 -

Waardeanalyse

Als laatste stap kunnen de ontwikkelde alternatieven met elkaar wordenvergeleken door middel van een waardeanalyse [15]. Hierbij wordt eenaantal criteria met bijbehorende weegfactoren opgesteld, waarna aan dealternatieven voor ieder van deze criteria een score wordt toegekend.Vervolgens wordt voor ieder alternatief de totale gewogen score bepaaldvolgens de formule:

TGW =i

Hierbij is:

nr

j=lSij

* WFj

TGW = totale gewogen score voor alternatief ii

n = aantal criteriaS = score voor alternatief i met betrekking tot criterium jij

WF = weegfaktor voor criterium jj

Het alternatief, waarbij de totale gewogen score het grootst is, vol­doet het beste aan de gestelde criteria. Het resultaat van de bereke­ning wordt weergegeven in een tabel (fig. 19).

Test van SCALP

Het programma SCALP is vergeleken met enige eerdere manueel uitgevoer­de lay-out onderzoeken. De resultaten waren goed en kwamen in grotemate overeen met de manueel gevonden resultaten. Verder is hierbijvastgesteld dat aan de doelstellingen (zie eisenpakket) is voldaan.Hierbij dient met name te worden gewezen op de interactiviteit van hetprogramma en de snelheid, waarmee alternatieven kunnen worden ontwik­keld. Op dit moment vindt nader onderzoek plaats naar de practischebruikbaarheid van SCALP.

Anal,n .n""l••la"hl""o"

- 10 -

P-G .n.1,,.

Ano"n ,I.bhllu

Slroc,,­rn/or

"".,li.-lU.di,'I1""

llul"t.-Sl ....",n/o'

llul"tr-Rrhlhdh9fl"

AIt,,,,,.li.,.I.y-out<

onlwl~kfl.n

[YlhlOlhrn

$Plrkli.

Opbouw

Figuur 1.

Analuti!lch

Heuri!lti!lch

De SLP methode van Muther in schemavorm

GoliJke opp. ----r- Euclidisch meten

l- Rochthoekig meten

1GeliJke opp. ----r- Euclidisch meten

L- Rechthoekig meten

Ongelijke opp. 1£uclid1sch meten

Rechthoekig meten

Lengs trensportweg

1Gelijke opp. L

On,ol"ko .pp. 1Wissel Euclidisch meten

Rechthoekig meten

Euclidisch meten

Rechthoekig mete"

lengs trensportweg

Figuur 2. Indeling van lay-out planningssoftware

OPIOlIIl!lETHo~r

Von-nur .atrl..n/.r

R.hll.~h,r••lnvDPl"f'n

PI ..,. ~.I

" ••n<rrijhl.

t:~~tl~;~t~~waft df' hy-out

....""., M'

.t',.n~. ,.,la.'..n l!N

PlIO" III IJtI0' I. ~•• It:~~a~: J~~~~:;.

~.m

<J"~Dn'~"I' ••n?

n..

L::I';; :~t;:1II.n

- 11 -

iii $I IJ.lII1HODE

Van-nau ... lriM.n/Df

Rthtitl a".a...ft '''' h,-outtn",""

J.

H.nlhur I.vn,lu.lln,

...t::lh:; :~t::1

Il,n

.te

iii.... It Z.... I,..,

~iguur 3. De opbouwmethode inschemavorm

Figuur 4. De wisselmethode inschemavorm

~iguur 5. Euclidische wegmeting

,..1J

(x.,y.)

V(x. -x . ) 2+ (y. _y . ) 21 J 1 J

(Xi'Yi)

(x; ,y.JJ

S .. = ABS (x. -x.) + ABS (y. -y .)1J 1 J 1 J

Figuur 6. Rechthoekige wegmeting

- 12 -

SCf.lLP

Produkt-Ouantttett analyse

Gegevens

Produkten

InvoerenVeranderenVend j deren

I ten produktc= Alle produkten

List

Quantltelten ••

Algemene gegevens ..Ideale lay-out zonder randvoorwaarden •.Bepaling van de benodigde oppervlekte ..Interactief re~le ley-out ontwerpen ••Waardeanalyse ..

Reken ..Display ..Pr tnt ..Plot ..Disk ..

Figuur 7. Het principe van functionele decom­positie. Aile functies waar twee punt­jes achter staan dienen nog verderte worden opgesplitst

Figuur 8. De bij SCALP te volgenwerkwijze in schemavorm

,

S.C .•• L.P.

p-e ana"..

Alg....n. '0':

,-,('n-nur ""triM... hhfdi,gu...

1~0.1P hy-oul%Dndttr

r~ndVOO,.willlrd.n

Il.t:~~~!;~. oldopPt.olokl.

Inltr.cli.1...... Ioy-oul

onhltrPf'n

1I....rana"..

(

- 13 -

- --------_._--_.-_._--• • • PRODUKT-OUnNTITEIT TABEl • • •

Produl<t Quantiteit ~~ Q cum '"Q cum % P

-1- Kolommen 2'10.0 '1'1.0 'I't .0 12.52. II gym-g 120.0 22.0 65.1 25.03. Pll'lBtwerk 80.0 1'1.7 80.7 37.S'I . VnklUerken 50.0 9.2 89.9 50.05. SAmenge9telda kolommRn 25.0 '1.6 9't.5 62.S6. SAmeng09telde I1gger5 15.0 2.n 97.2 7S.07. Wlndverbenden 10.0 1.8 99.1 87.SB. Anker!! 5.0 0.9 100.0 100.0

Figuur 9. De Produkt-Quantiteit tabel

'-u ([t9ll21

2.4

1.2

4

***N CRArt[)( *I f

•'-u

Figuur 10. De Produkt-Quantiteit grafiek

q CUll Y.

In

88

68

28

28 61 88 I", CUll Y.

f f f VOLIIIlHIUDSlUll GRAn[)( f f *

Figuur 11. De Volume-Diversiteit grafiek

- 14 -

BEDRIJFSNIDDElEN lABEL

Bedrijf!lmiddel:

1. pleet!lchaar2. klint bank3. %Ilagmachlne... boormachineS. l!lnijtafel6. pon!lmachine7. redia!llboorB. le!l!ltraatS. pljp!lnijm2lchine

Figuur 12. De bedrijfsmiddelen tabel

• • • UAN-NnAR tlnIRIX ......

-1- 2. 3. 'to 5. 6. 7. B. 9.

-1- plaat!!lchnat" - 2't3 21 78

-_.

2. kantbank 62 - 125 56

3. %Ilegmechine - 260 10 7't

'to boormechine 7 - 120---I---.

5. !!Inijtefel 3 - a'i 110

- -- --t--- --f- --f- -_.

6. pon!!lmechine 27 - 186 35

- ._- -- --t- -_. --7. rediselboor -

- --- ----B. le!!l!!ltn'll!t 21 -9. pijp!!lniJmechine -

Figuur 13. De Van-Naar matrix(voor verklaring van de cijfers zie Muther [4,5])

.. .. .. P£un I ED J(~GR"'II .. .. ..

_ ..- -1- 2. 3. 'to 5. 6. 7. B. 9.

---,---- t- --1- pl1lllt!!lct1!'lar - 1 3

C? kantbank E - 't

3. zallgml!chinl!l - 1

'to boormllchinl!l A - 3

5. snijtafl!ll - 2 2

6. pon!!lmachine I - 2

7. radiaalboor 0 E I -B. la99traat 0 -9. piJP!3nijmachinl!l X -

Figuur 14. Het Relatiediagram(voor verklaring van symbolen en cijfers zie Muther [4, 5J)

- 15 -

LAY-OUI ZOHDER U.K. IlII UAH-HAAR MAIRIX I RELATIEDIACRA"

Figuur 15. Een ideale lay-out zonder randvoorwaarden

• • • BEPALING U/O BENOOIGDE OPPERULAKTE • • •Fm - (lm + O.B) • (Bm + 1. 'I) lm: Bm: Fm:

1- plsst!!lchsBr '1.2 1.5 1'L52. kantbenk 5.1 1.3 15.93. z8Bcm8chlne 3.5 2.1 15.1't . boormltchlne 2.1 2.0 9.95. !!InlJtsfel B.1 't.0 'iB .16. pon!lmschine 2.1 2.'i 11.07. f"lIdls81boor 2.'t 2.'1 12.2B. ls!!I!ltnlst 12.B 1.3 36.79. plJp!!lnlJmschlns 6.3 1.1 17.B

o - Ff+ (Fo+Ft+Fe) . Ff + Ff • (0.'t0 + 0.'10 + 0.20) - 362.1

Figuur 16. De berekening van de benodigde oppervlakte

- 16 -

Figuur 17. Een alternatief van een reele lay-outmet vermelding van de doelfunctie F

RULE LAy·un IlLl UAH-ItAAR IIImlX DI RnAI1DIACRAM

Figuur 18. Een reele lay-out met een grafische weergavevan de Van-Naar matrix en het Relatiediagram

• • • ALLE SCORES U/D ALTERNATIEUEN EN CRITERIA • • •

Alternatier: 1. 2. 3.

Cr1.terium: IIIf: SlI3S SIGS 51135

1- Inve5tering5bedrag B B16't 61'tB 312't

2. TerugverdientiJd 7 71'tS 5135 "I12B

3. BoullltiJd 5 2110 5125 "1120

'to Routing 6 311B 6136 BlliB

S. lIIerkom5tand1gheden 3 't 112 611B 7121

6. Ei5en t.Il.V. milieu 2 21 't 'tl B 711 'i

Totale Score: 157 170 155

Figuur 19. Het resultaat van een waardeanalyse(Totale score = TGW;)

- 17 -

Literatuur,

[1] Muther, R.,Systematic layout planningFourth printingIndustrial education international ltd.London, 1963

[2] Muther, R., Hales, L.,Systematic planning of industrial facilities - SPIFManagement & industrial research publicationsKansas City, 1979

[3] Lintermans, C.P.M.,Onderzoek naar de inzet van de computer bij SLP, resulterend in deontwikkeling van het programma SCALPrapportnummer: WPA 0.532Technische Universiteit EindhovenEindhoven, 1988

[4] Burkard, R.E.,Heuristische Verfahren zur Losung quadratischerZuordnungsproblemeZeitschrift fur Operations Research, Band 19, 1975,bIz. 183-193

[5] Dangelmaier, W.,Algorithmen und Verfahren zur Erstellung innerbetrieblicherAnordnungsplane,IPA-IAO Forschung und Praxis, Band 89Springer-VerlagBerlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1986

[6] Dolezalek, C.M., Warnecke, H.J.,Planung von FabriksanlagenZweite, neubearbeitete und erweiterte Auflage unter Mitwirkung vonW. DangelmaierSpringer-VerlagBerlin, Heidelberg, New York, 1981

[7]

[8]

Baur, K.,Verfahren furFabrikplanung,wt-ZeitschriftbIz. 23-28

Baur, K.,Verfahren furFabrikplanung,wt-ZeitschriftbIz. 233-239

die raumliche Zuordnung von Betriebsmittel in dererster Teilfur industrielle Fertigung 61, 1971,

die raumliche Zuordnung von Betriebsmittel in derzweiter Teilfur industrielle Fertigung 61, 1971,

[9] Kettner, H., Schmidt, J., Greim H-R.,Leitfaden der systematischen FabrikplanungCarl Hanser VerlagMunchen, Wien, 1984

- 18 -

[10] Niedereichholz, C.,Innerbetriebliche Materialflussplanung,S. Toche-Mittler VerlagDarmstadt, 1979

[11] Schnabel, B.,Ein praxisgerechtes Verfahren zur Betriebsmittelanordnung in einerFertigungsstatte fur ein neuentwickeltes ProduktVDI-Zeitschrift, Band 118 (1976) Nr. 2,bIz. 51-59

[12] Minten, B.,MODULAP - Modularprogramm fur die Layout-Planung zum Optimierendes MaterialflussesVDI-Zeitschrift 117 (1975), Nr. 22 - November,bIz. 1041-1049

[13] Vliet, v. J.C.,Software engineeringH.E. Stenfert Kroese B.V.Leiden/Amsterdam, 1984

[14] Ziegler, C.A.,Programming system methodologiesPrentice-Hall software seriesPrentice-Hall International, Inc.London, 1983

[15] Kepner, C.H., Tregoe, B.B.,The new rational managerKepner Tregoe Inc. 1979