Beitrag zur Planung und Optimierung von Fließmontagesystemen unter Berücksichtigung sich ändernder Anforderungen, insbesondere an Prozesszuverlässigkeit, Produktqualität und Flexibilität

Al Khateeb, Ayman GND

In the Mixed-Model-Production different variants can be manufactured on the same flow system in random order and with insignificant setup times (batch size of one). The differentiation of products can be delayed until their assembling and then be executed by starting from a basic model. However, as an interface between costumers and the manufacturing, flow assembly systems should compensate internal (processing time fluctuations, machine breakdowns) and external factors (order fluctuations, changes in sales). Alongside economic effectiveness characteristics such as adherence to delivery dates, flexibility and quality are to be observed. Therefore aspects like redundancy, buffering and the integration of quality stations gain importance for the planning phase of such systems. A literature survey shows that there are mainly deficits of the configuration methods of rework-loops and of planning methods in order to cope with over- and under-capacities.Therefore, a new method for the configuration of rework-loops is developed, in which the cycle time is not calculated based on the annual volume, but on the cycle time of the flow lines associated with them. This method can also be used in the planning of converging and diverging structures.To increase the flexibility, the parallel structure is thoroughly investigated by considering external and internal factors. Subsequently, a review of key criteria is carried out to be used to compare the parallel structure with a serial structure.Due to the resulting improvements in the parallel elastic structure, further development of this structure is achieved. As a result, it is proposed to connect the parallel stations through common buffers. By means of the new method, the buffers are better utilized. Consequently, the overall utilization degree and throughput increase, while the buffer sizes reduce significantly.To develop the solution statements and to carry out the investigations in this work, both the analytical approach and simulation are used.

In der Variantenfließfertigung können unterschiedliche Produktvarianten in einem Fließsystem in beliebiger Reihenfolge und mit unerheblichen Umrüstzeiten (Losgröße eins) hergestellt werden. Die Differenzierung von Produkten lässt sich bis zur Montage hinauszögern und dort ausgehend von einem Basiserzeugnis realisieren. Als Schnittstelle zwischen Endkunden und Fertigung sollten die Fließmontagesysteme jedoch interne (Bearbeitungszeitschwankungen, Störungen) und externe Einflussgrößen (Auftragsschwankungen, Absatzveränderungen) kompensieren. Neben der Wirtschaftlichkeit müssen Kenngrößen wie z.B. Termintreue, Flexibilität und Qualität beachtet werden. So gewinnen bei der Planung solcher Systeme Gesichtspunkte wie z.B. Redundanz, Pufferung und die Integration von Qualitätsstationen an Bedeutung. Eine Literaturrecherche verdeutlicht, dass es vor allem Defizite bei der Konfiguration von Nachbearbeitungsschleifen und in Planungsmaßnahmen zur Bewältigung von Über- und Unterkapazitäten gibt.Entwickelt wird daher eine neue Methode zur Konfiguration von Nachbearbeitungsschleifen, mittels welcher die Taktzeit nicht basierend auf der Jahresstückzahl berechnet wird, sondern anhand der Taktzeit der mit ihnen verbundenen Fließlinien. Diese Methode lässt sich auch bei der Planung konvergierender und divergierender Strukturen verwenden.Zur Erhöhung der Flexibilität wird unter Betrachtung der externen und internen Einflussgrößen die parallele Struktur untersucht. Anschließend wird eine Bewertung von wesentlichen Kriterien für den Vergleich von parallelen mit seriellen Strukturen durchgeführt.Aufgrund der sich ergebenden Verbesserungen der parallelen elastischen Struktur, wird eine weitere Entwicklung dieser Struktur erzielt. Im Ergebnis wird vorgeschlagen, die parallelen Stationen durch gemeinsame Puffer zu verbinden. Mithilfe dieser neuen Methode werden die Puffer besser ausgenutzt. Demzufolge erhöht sich der Gesamtnutzungsgrad bzw. Durchsatz und zugleich reduzieren sich die Puffergrößen erheblich.Zur Entwicklung der Lösungsansätze und zur Durchführung der Untersuchungen werden in dieser Arbeit sowohl analytischer Ansatz als auch Simulation benutzt.

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Al Khateeb, Ayman: Beitrag zur Planung und Optimierung von Fließmontagesystemen unter Berücksichtigung sich ändernder Anforderungen, insbesondere an Prozesszuverlässigkeit, Produktqualität und Flexibilität. 2014.

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