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Kompaktmontage: Rationellere Konzepte für die variantenreiche Serienmontage

24.11.1999 - (idw) Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Es muß nicht immer mehr Technik sein, die den Menschen ablöst, um Fertigungsabläufe produktiver zu gestalten. Oft reichen schon gut durchdachte Materialfluß- und Logistikkonzepte.

Unternehmen, die Produkte in Deutschland montieren sind einem hohen Innovations-, Zeit- und Preisdruck ausgesetzt. Der Markt verlangt vermehrt nach individuellen Lösungen, so daß Produkte häufig nur in geringen bis mittleren Stückzahlen produziert werden können. Gleichzeitig locken Billiglohnländer mit niedrigen Lohnkosten und versprechen eine kostengünstige manuelle Montage. Um in diesem Spannungsfeld Montageumfänge in Deutschland konkurrenzfähig anbieten zu können, sind beständige Anstrengungen zur Verbesserung der Prozesse sowohl in organisatorischer als auch in technischer Hinsicht notwendig. Eine Erhöhung des Automatisierungsgrades in der Montage stößt durch die Komplexität der Montagevorgänge und die Varianten- und Stückzahlproblematik schnell an Grenzen. Es bedarf deshalb anderer, intelligenter Wege um die Produktivität zu steigern.
Im Rahmen des am Fraunhofer IPA durchgeführten Verbundprojekts ªKompaktmontage´ wurden neuartige Konzepte für die Optimierung der Montage für variantenreiche Serienprodukte entwickelt und bei mehreren Unternehmen exemplarisch umgesetzt. Die gefundenen Lösungen ermöglichen eine Steigerung der Produktivität und helfen den Unternehmen, trotz hoher Lohnkosten wettbewerbsfähig zu montieren. Sechs Klein- und Mittelständische Unternehmen aus Baden-Württemberg mit montageintensiver Produktion waren an dem Verbundprojekt beteiligt. Es begann im Januar 1998, endet im Dezember 1999 und wurde vom baden-württembergischen Wirtschaftsministerium innerhalb der ªZukunftsoffensive junge Generation´ gefördert. Die Ergebnisse werden am 9. Dezember 1999 auf der Tagung ªKompaktmontage´ am Fraunhofer IPA präsentiert.
Kernansatzpunkte der Forschungsarbeiten waren Maßnahmen zur Verbesserung von Logistik und Materialfluß im Umfeld der Arbeitsplätze und die Reduktion sekundärer Montagezeiten. Logistikprozesse wurden so verändert, daß sich die Arbeitsplätze hinsichtlich Greifwegen optimal gestaltet ließen. In standardisierten und abgestimmten Behältergrößen bringt nun ein Logistiker die Bauteile bedarfsgerecht und in regelmäßigen, definierten Zeitintervallen zu den Arbeitsplätzen. Dort geht so weniger Raum für die Bereitstellung von Teilen verloren, was ein kompakteres Montagelayout erlaubt. Durch die verkürzten Greifwege ließen sich die Nebenzeiten für die Handhabung der Einzelteile deutlich reduzieren. Auch die starren Arbeitsplatzbeschränkungen wurden in der Kompaktanordnung aufgehoben. Die Mitarbeiter bewegen sich auf kurzen Wegen von Station zu Station und montieren an mehreren Arbeitsplätzen mit sich überschneidenden Arbeitsinhalten. So läßt sich die Anzahl der an der Linie eingesetzten Mitarbeiter flexibel an den Bedarf anpassen, wobei der gesamte Montageinhalt gleichmäßig auf die eingesetzten Mitarbeiter verteilt ist. Vorrichtungen für die Teilebereitstellung helfen, sekundäre Montagezeiten ganz erheblich zu reduzieren. Ziel ist es dabei, die Teile vereinzelt, in der richtigen Orientierung und möglichst nah am Verbauort bereitzustellen. Sie können so vom Monteur ªblind´ und sehr schnell gegriffen werden.
Für verschiedene Teileklassen haben die Fraunhofer-Wissenschaftler gemeinsam mit den Unternehmen Konzepte entwickelt, die diese Anforderungen an die Bereitstellung möglichst gut erfüllen. Dabei achteten sie insbesondere darauf, die Kosten für die Teilebereitstellung gering zu halten und die Systeme so flexibel zu gestalten, daß sie sich für die Zuführung ähnlicher Teile eignen und leicht umrüstbar sind. Das läßt sich beispielsweise durch einen einfachen Aufbau erreichen, der für Bewegungen die Schwerkraft nutzt - mit nur einem Dreh- oder Linearantrieb oder ganz ohne angetriebene Teile. Weiter hilft die sparsame Verwendung von Sensorik, wobei die Werker die Funktionsüberwachung übernehmen, der Einsatz standardisierter Komponenten und der Verzicht auf alle Komponenten, die für die Erfüllung der Funktion nicht unbedingt notwendig sind. Alle Lösungen können leicht auf ähnliche Problemstellungen bei der manuellen Montage in anderen Unternehmen übertragen werden.
Die Ergebnisse zeigen, daß durch eine verbesserte Bereitstellung von Einzelteilen und Materiallogistik im Umfeld der Arbeitsplätze sowie einen reduzierten Transportaufwand die Produktivität in manuellen Montagelinien um 20 - 50 Prozent gesteigert werden kann, selbst ohne Automatisierung der eigentlichen Montagevorgänge. Voraussetzung für wirtschaftliche Rationalisierungsmaßnahmen sind allerdings einfach aufgebaute und damit kostengünstige Bereitstellungssysteme, die an die jeweils speziellen Anforderungen der Montagelinie angepaßt sind.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart
Dipl.-Ing. Thomas Alber
Telefon 0711/970-1606, Telefax 0711/970-1170, e-mail tha@ipa.fhg.de
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