MicroBatchFlow - Entwicklung von Fließkonzepten in der Montage variantenreicher Kleinserien unter Berücksichtigung technisch-wirtschaftlicher Aspekte

Problemstellung

Die starke Erweiterung der Produktspektren im Zuge der Mass-Customization in Kombination mit dem stagnierenden Nachfragewachstum in den Märkten der Industrienationen führt zu sinkenden Produktionsvolumen je angebotener Variante und starken Schwankungen des Typ-Mengen-Mix. Folglich werden flexible Produktionsprozesse benötigt, die in der Lage sind, die Kundenaufträge trotz hoher Variabilität und kleiner Serien effizient zu erfüllen. Der Zwang zur Steigerung der Effizienz der Produktionsprozesse und damit der Wettbewerbsfähigkeit wird im Zuge der Globalisierung durch den zunehmenden Wettbewerbsdruck weiter verstärkt. Ein Ansatzpunkt zur Effizienzsteigerung unter den Gesichtspunkten schlanker Produktionssysteme ist die konsequente flussorientierte Produktion. Insbesondere die Produktion in getakteten Fließlinien setzt jedoch ein möglichst homogenes Produktspektrum voraus, für die die Austaktung der Linie, also die Zuordnung von Arbeitsvorgängen zu Arbeitsstationen der Linie, mittels Verfahren des Operations Research vorgenommen werden kann.

In der Montage von Kleinserien variantenreicher Produkte können die Verfahren zur Austaktung, die für die Großserie entwickelt wurden, nicht verwendet werden. Die hohe Anzahl individueller Produkte und deren Varianten führen zu komplexen Produktionsprozessen und steigenden Anforderungen in der Organisation der Produktion, da sich die Montageaufgaben häufig unterscheiden. Die Folge ist eine aufwändige Austaktung der Fließlinie,  da für jedes Produkt eine spezifische Zuordnung von AVO und Stationen gewählt, die Linie entsprechend häufig umgerüstet und die Materialbereitstellung daran angepasst werden muss. Dieser hohe Aufwand bei der Austaktung und im operativen Betrieb von Fließlinien kann in den meisten Fällen nicht durch die Vorteile der Flussorientierung gerechtfertigt werden. In der Konsequenz werden die Produkte häufig mengenteilig, in einer verrichtungs¬orientierten Produktion hergestellt, da hier keine Detailplanung zur Verteilung der Arbeitsinhalte notwendig ist, auf Schwankungen im Typ-Mengen-Mix leichter reagiert werden und die Kapazitätsplanung auftragsbezogen auf aggregierter Ebene erfolgen kann.

Zielsetzung

Ziel des Forschungsvorhabens MicroBatchFlow ist die Entwicklung eines Verfahrens, das im Umfeld der variantenreichen Kleinserienmontage die Konzeption von Fließkonzepten ermöglicht. Als ein Fließkonzept wird im Rahmen des Forschungsvorhabens die Kombination aus der Auswahl der auf der Linie zu montierenden Produkte, der Gestaltung der Fließlinie und deren operative Steuerung bezeichnet.

Vorgehensweise

Das Forschungsvorhaben gliedert sich in sieben Arbeitspakete in denen drei Teilsystematiken entwickelt und im letzten Arbeitspaket zusammengeführt werden. Die Arbeitspakete 1 und 2 haben die Erarbeitung eines Ansatzes zum Ziel, der aus der Gesamtheit der zu montierenden Produkte solche auswählt, die aufgrund der Produkt- wie Prozessdaten hinreichend ähnlich sind, um gemeinsam auf einer Fließlinie montiert zu werden, ohne dass Rüstaufwände in der Linie anfallen. Die Arbeitspakete 3 und 4 bauen auf diesen Ergebnissen auf und untersuchen, wie für die so identifizierten Produktgruppen geeignete Linienaustaktungen erstellt werden können. Im letzten Schritt wird in den Arbeitspaketen 5 und 6 eine Teilsystematik entwickelt, die unter Berücksichtigung der bestimmten Produktgruppen den jeweiligen Linienaustaktungen und den daraus resultierenden Rüstaufwänden, eine geeignete Produktionsreihenfolge der unterschiedlichen Produktgruppen bestimmt. Im letzten Arbeitspaket 7 werden diese Teilsystematiken zusammengefasst und in einen Demonstrator überführt.

Gefördert durch

  • Forschungsvereinigung Gesellschaft für Verkehrsbetriebswirtschaft und Logistik e.V. - GVB, Wiesenweg 2, 93352 Rohr