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Wirtschaftliche Fließmontage von Einzelstück- oder Kleinstserienvarianten

Wirtschaftliche Fließmontage von Einzelstück- oder Kleinstserienvarianten
Wirtschaftliche Fließmontage von Einzelstück- oder Kleinstserienvarianten

Vom Taylorismus zum Toyotismus: Ganzheitlichkeit statt Arbeitsteilung. Was bedeutet diese aus Japan importierte Produktionsstrategie (1) für die Montage von Produkten hoher Komplexität und Variantenbildung, die als Einzel- oder Kleinstserien zu montieren und ev. zu prüfen sind?

Autoren: Prof. B. Lotter, Oberderdingen E. Lotter, Erlangen

Die Produktkomplexität und die zu beherrschende Vielzahl an Produktvarianten führen zur Bereitstellung einer großen Anzahl von Einzelteilen, Vorrichtungen und Werkzeugen.
Ein Lösungsansatz, derartige Aufgaben als klassische Einzelplatzmontage zu organisieren, beinhaltet folgende Nachteile:
– Bereitstellung einer Vielzahl von Einzelteilen und Werkzeuge auf engstem Raum. Die Folge hieraus ist, dass die Bereitstellung unübersichtlich wird. Die Greifwege und der Suchaufwand wird groß und der Wirkungsgrad nach einer Primär-Sekundär-Analyse schlecht, da der Anteil an wertschöpfender Tätigkeit gering ist. (2)
n Ein Lösungsansatz, die Aufgabe als Fließmontage zu lösen, ist dadurch gekennzeichnet, dass die hierzu notwendige Aufteilung des Arbeitsinhaltes in der Reihenfolge des Montageablaufes zu unterschiedlichen Arbeitszuteilungen der einzelnen Plätze führt.
Ein kontinuierlicher Materialfluss wird unmöglich, Puffer und Wartezeiten entstehen und die Wirtschaftlichkeit sinkt.
Wirtschaftlicher Lösungsansatz
Ein wirtschaftlicher Lösungsansatz findet sich bei der EinzeIstückfließmontage (one piece-flow-Montage) oder Kleinstserienfließmontage (one-set-flow-Montage).
Der Aufbau erfolgt in Form von Montagezellen. Ein bis max. zwei Mitarbeiter/innen montieren ein Einzelprodukt oder eine Kleinstserie (ca. 4 bis 8 Stück). Im Bild 1 sind Grundelemente und beispielhaft die hieraus mögliche Zellengestaltung zu sehen. Als Grundelemente (Abb. A) kommen die von der Firma LP-Montagetechnik GmbH in Erlangen entwickelten Kugelrollenbahnen zum Einsatz, einmal in Viertelkreisanordnung und einmal als Linearstrecke. Die Spurbreite beträgt 400 bzw. 600 mm. Aus zwei Viertelkreiselementen kann eine Zelle als Einzelplatz (Abb. B) gebildet werden. Für komplexere Produkte können aus den Grundelementen Zellen in U-Form erstellt werden (Abb. D und E).
Vorteile dieser Zellenbauweise sind:
– Ein bzw. zwei Mitarbeiter/innen montieren ein Produkt bzw. eine Kleinstserie fertig und haben dabei die volle Qualitätsverantwortung für Ihre Arbeit.
– Die Einzelteilebereitstellung erfolgt an der Außenkontur der Grundelemente. Die Anordnung in der Reihenfolge der Montagevorgänge, zu den jeweils günstigsten Greifwegen ist durch die vorhandene Länge der Bereitstellung möglich. Bei der Einzelplatzgestaltung und einer Spurbreite von 400 mm beträgt die nutzbare Länge 1 350 mm, bei einer Spurbreite von 600 mm ergeben sich 1 650 mm Nutzlänge. Diese Werte verlängern sich bei den U-Formen jeweils um die Länge der Linearstrecken.
– Es wird zwischen variantenneutralen und in variantenabhängigen Einzelteilen unterschieden. Durch die vorhandene große Bereitstellungslänge können für eine Vielzahl von Ausführungsvarianten die hierzu notwendigen Varianteneinzelteile vorgehalten werden. Was für die Einzelteilebereitstellung gilt, hat auch für die Bereitstellung von Werkzeugen und Vorrichtungen Gültigkeit.
– Werkstückträger:
Auf den Kugelrollenbahnen werden die eingesetzten Werkstückträger zu der jeweils zur Teilebereitstellung optimalen Position verschoben. Für die Zellengestaltung nach Abb. B können kreisrunde oder Segmentwerkstückträger zum Einsatz kommen. Für die Zellenausführungen nach Abb. C, D und E kommen nur kreisrunde Werkstückträger zum Einsatz. Der Durchmesser ist von der Spurbreite abhängig und beträgt 400 bzw. 600 mm. Der große Vorteil der kreisrunden Werkstückträger liegt in seiner Drehbarkeit. Damit können, ohne das Basisteil zu handhaben, Senkrecht- und Seitenvorgänge (an allen 4 Seiten) durch einfaches Drehen des Werkstückträgers durchgeführt werden.
– Montageablauf:
Mit dem Werkstückträger durchläuft das Produkt die gesamte Bahn. Am Bahnende wird das fertig montierte Produkt ausgeladen und der Werkstückträger in seine Ausgangsposition zurückgeschoben. Sind die Arbeitsgänge auf zwei Mitarbeiter/innen verteilt, muss mit zwei Werkstückträgern gearbeitet werden. Zum reibungslosen Rücklauf des leeren Werkstückträgers ist (siehe Abb. C und D) zwischen den beiden Arbeitsplätzen eine Park-Ausweichstation für den Werkstückträger integriert.
– Produktgröße:
Die zu montierende Produktgröße ist vom Durchmesser des Werkstückträgers abhängig. So können bei einem Werkstückträger Ø 400 mm Produkte mit einem Flächenmaß von ca. 250 x 300 mm, bei einem Werkstückträger Ø 600 mm ca. 400 x 400 mm montiert werden.
– Kleinstserie:
In Abhängigkeit der Produktgröße und des Durchmessers des Werkstückträgers können 4 bis 8 Aufnahmen auf dem Werkstückträger platziert werden. Damit wird verrichtungsweiser Montageablauf (2) sichergestellt. D. h. jeder Einzelmontagevorgang wird so oft hintereinander wie Aufnahmen vorhanden sind, durchgeführt. Um optimale Greifbedingungen zu erhalten , werden die Einzelteile auf einer Drehscheibe angeordnet dynamisch bereitgestellt. Das jeweilige gerade notwendige Einzelteil wird durch Drehen der Scheibe in die optimale Greifposition gebracht. In den Arbeitspositionen wird der Werkstückträger von einer Dreheinheit mit Friktionsschluss aufgenommen und in Stop-and-go-Funktion kreisförmig bewegt. Bild 2 zeigt beispielhaft eine Ausführung. Diese Montagetechnik kann auf alle beispielhaft in Bild 1 gezeigten Ausführungen übertragen werden.
Die aufgezeigte manuelle Montagetechnik „one-piece-flow“ zur Einzel- und/oder „one-set-flow“ zur Kleinstserien-Montage ist durch die Vermeidung von nicht wertschöpfendem Aufwand bei geringem Investitionsbedarf extrem wirtschaftlich. Von Bedeutung ist ferner der hohe reale Wiederverwendungswert des Montagesystems.
Literaturnachweis:
(1) Sekin, K.; Produzieren ohne Verschwendung, MI Verlag, Landsberg 1994
(2) Lotter,B., Schilling,W.; Manuelle Montage, VDI Verlag, Düsseldorf 1994
LP-Montagetechnik GmbHTel. 09131/481299, Fax 09131/758326
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