Fabrikplanung

Das Produktions- und Logistiksys-tem von Werkstattfertigungen muss aufgrund verschiedenartiger Produkte, schwankender Losgrößen und stark vernetzter Materialflussstrukturen hohe Anforderungen erfüllen. Diese werden oftmals noch dadurch erhöht, dass in den voneinander abhängigen und rückgekoppelten Produktionsschritten ein komplexes dynamisches Verhalten auftreten kann. Eine solche Systemdynamik kann die Produktionsleistung negativ beeinflussen. Der vorliegende Beitrag betrachtet Größen und Einflussfaktoren des dynamischen Verhaltens einer Werkstattfertigung. Hierbei wird der Stellenwert der Gestaltungsphase als das Festlegen langfristiger Rahmenbedingungen unterstrichen. Anschließend wird ein Ansatz vorgestellt, mit dem untersucht werden soll, ob die Systemdynamik bereits in der Planungsphase positiv beeinflusst werden kann.

Unternehmen sind einer Vielzahl äußerer Einflüsse ausgesetzt, die zu einem turbulenten Umfeld führen. Beispiele dieser Faktoren umfassen verkürzte Produktlebenszyklen, zunehmenden Kostendruck durch Globalisierung oder steigende Variantenanzahl. Um ihre Fabriken zukunftsrobust aufzustellen, verfolgen Unternehmen häufig das Ziel einer wandlungsfähigen Produktion. Um ein Wandlungspotenzial im Bedarfsfall vollständig abrufen zu können, ist eine Betrachtung der Potenziale ausführender Mitarbeiter erforderlich. In diesem Beitrag wird eine Methodik vorgestellt, mit der die Mitarbeiterkompetenzen auf die Anforderungen der Wandlungsfähigkeit abgestimmt werden können.

„Gentelligenz“ ist ein Neologismus und beschreibt im folgenden Zusammenhang die Eigenschaft von Bauteilen, Informationen zu übermitteln und zu verarbeiten (Intelligenz) sowie an nachfolgende Bauteil-Generationen zu vererben (Genetik). Im Gegensatz zu vorhandenen Technologien ermöglicht das Konzept der gentelligenten Technologie (GI-Technologie) die Speicherung von Informationen ohne eine physische Trennung von Bauteil und Information. Durch die Verwendung dieser Technologie können Informationen in Echtzeit gespeichert, verarbeitet und ausgelesen werden. Der vorliegende Beitrag zeigt die Potenziale auf, die im Rahmen der Montagesteuerung und Fabrikstrukturierung durch den Einsatz gentelligenter Bauteile erschlossen werden können.

Der Artikel beschreibt einen Ansatz zur Integration der Energieeffizienz in Fabrikplanungsprozesse. Der Betrachtungsraum zielt weniger auf die bauliche Hülle, sondern auf die energieeffiziente Gestaltung von Fertigungsprozessen und -anlagen. Der Ansatz hat eine allgemeine Gültigkeit, wird im vorliegenden Beispiel jedoch auf die Automobilindustrie bezogen. Wesentliche Inhalte des Ansatzes zielen dabei auf eine Lebenszyklusbetrachtung von Produktionsanlagen ab.

Die Produktionsplanung der Mercedes Car Group steht durch kürzere Entwicklungszeiten und Modell-offensiven ständig vor steigenden Her-ausforderungen. Damit die Fahrzeugentwicklung schon früh die Anforderungen der späteren Serienproduktion berücksichtigen kann, wurde bereits vor rund fünf Jahren begonnen, neue Ansätze zu verfolgen. Hierbei entstand die Digitale Fabrik aus der Zielsetzung, zukünftig keine Produktionsanlage in Betrieb zu nehmen, ohne dass vorab Produkt, Produktionsprozess und Produktionsanlage digital abgesichert wurden. Heute werden die Endmontagelinien bereits durchgängig über einen integrierten Workflow zwischen Montage-, Logistik- und Fabrikplanung geplant.

Die Aufgaben zur Neuplanung kompletter Fabrikanlagen oder zur Optimierung komplexer Produktions- und Logistiksysteme werden von den Auftraggebern häufig an Planungsbüros und spezialisierte Unternehmensberatungen vergeben. Diese haben sich im Verlauf vieler Jahre und entsprechend vieler Projekte ein enormes Know-how zur effizienten und zielgerichteten Analyse und Umsetzung der Kundenanforderungen in praktikable Lösungen erarbeitet. Häufig geht dies einher mit der Entwicklung eigener Vorgehensmodelle sowie zugehörigen Methoden und Werkzeugen zur Durchführung und effektiven Bearbeitung der Projektthemen. Darüber hinaus ist es das Ziel sich mit Vorgehensmodellen, Methoden und Werkzeugen eine spezifische eigene Identität mit eindeutigem Wiedererkennungswert zu schaffen. Dieser Beitrag beschreibt ein Vorgehensmodell sowie zugeordnete Methoden und Werkzeuge vor dem Hintergrund ausgewählter Praxisbeispiele aus der Sicht der GPS Planfabrik.

Produktionsbetriebe werden seit Jahren von Deutschland ins kostengünstigere Ausland verlagert. Der Trend zur Verlagerung insbesondere der personalintensiven Montage hält weiter an. Mit welchen Methoden und welchen Montagesystemen lässt sich weiterhin wirtschaftlich in Deutschland produzieren? Diese Fragestellung wird für typische handliche Produkte betrachtet, die auf einem Tisch produziert werden. Die dabei anzutreffenden unterschiedlichen Montagesysteme unterscheiden sich stark im Investitionsbedarf und in ihrer Stückzahlleistung. Ausgewählt werden die Montagesysteme vor allem auf Basis der prognostizierten Stückzahlen. Da die Verkaufszahlen kaum mehr prognostiziert werden können, ist es erforderlich die Systeme so flexibel auszulegen, dass während der laufenden Produktion, wenn die Verkaufszahlen in der nahen Zukunft gut abschätzbar sind, die Produkte von einem Montagesystem auf ein wirtschaftlicheres wechseln können. Die Montagesysteme sind dazu nicht nur flexibel, ...

In den meisten Unternehmen wurde bereits ein Bedarf für Flexibilität in der Produktion identifiziert, aber die Bestimmung des optimalen Maßes an Flexibilität ist immer noch eine große Herausforderung. Modelle, welche Unsicherheiten in der Bewertung berücksichtigen, sind sehr zeitaufwändig und benötigen aufgrund der Komplexität der Aufgabe eine unterstützende Software, welche jedoch oft nur für spezifische Probleme anwendbar ist. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt der Siemens AG und dem Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften wurde eine Methode zur Bewertung von Flexibilität in der Produktion entwickelt, welche durch die Software PLANTCALC™ umgesetzt wird.

Der Beitrag stellt eine digitale Planungsumgebung zur integrierten Fabrik- und Logistikplanung vor. Im Mittelpunkt der Arbeiten steht die Verschmelzung von Methoden für die kurz- und mittelfristige Fabrik-, Produktions- und Arbeitsplanung in einem mittelständischen Unternehmen. Ziel ist die deutliche Verkürzung der Planungsprozesse bei gleichzeitiger Reduktion des Gesamtaufwands auf Basis eines aktuellen, digitalen Fabrikmodells. Daten aus der Produktion und aus dem Auftragswesen fließen zeitnah in verteilte Prognosemodelle ein. Sowohl Ist-Daten als auch Prognoseergebnisse werden über die Fabrikebenen Produktion, Segment, Zelle und Maschine in einem „Fabrik-Cockpit“ problemorientiert visualisiert und Handlungsoptionen proaktiv vorgeschlagen. Durch die starke Beschleunigung der Planungsprozesse verlieren die gestalterischen Prozesse ihren Projektcharakter und werden zum Tagesgeschäft.

Mit den derzeit zur Verfügung stehenden Informationstechnologien wie Barcodes und Transpondern erschließen produzierende Unternehmen bereits heute enorme logistische Potenziale. Allerdings ist mit diesen Technologien die Bereitstellung der Bauteil- und Prozessinformationen entlang der Wertschöpfungskette weder lückenlos noch in Echtzeit möglich. Zukünftig soll ein Bauteil selbst Informationen speichern können, ohne dass zusätzliche Informationsträger benötigt werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Produktionsplanung und –steuerung, aber auch die Strukturierung und die Ausplanung von Fabriken können davon profitieren.