Clevere Werkzeugwechselstrategie beeinflusst Verfügbarkeit

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PTW Institut für Produktions- management, Technologie und Werkzeugmaschinen

Für komplexere Mehrmaschinenprobleme mit der Möglichkeit, mehr als einen Mitarbeiter einzusetzen, empfiehlt sich der Einsatz eines Optimierungsmodells, wie es für diese Aufgaben am PTW entwickelt wurde. Die Ergebnisse einer Bestimmung der optimalen Werkzeugwechselstrategie sind in Bild 2 dargestellt.

Optimierte Werkzeugwechselstrategien offenbaren hohe Einsparmöglichkeiten

Ausgangspunkt ist eine Anlage mit drei Maschinen mit je zwei Werkzeugen pro Maschine. Die Maschinen sind ohne Pufferbestände verkettet. Die Berechnung erfolgt hier in Arbeitstakten.

Während die Werkzeugwechselzeit im Falle der Standmengenstrategie 47 Arbeitstakte beträgt, können diese im optimierten Fall bei gleichem Mitarbeitereinsatz um 32% reduziert werden. Die so gewonnenen Arbeitstakte können für eine Erhöhung der Stückzahl genutzt werden oder in Summe Produktionsschichten eingespart werden.

Bei 250 Arbeitstagen und 4% eingesparter Kapazität entspricht dies immerhin zehn Arbeitstagen. Dieses einfache Beispiel zeigt die erheblichen Einsparpotenziale durch optimale Werkzeugwechselstrategien.

Optimierung der Standzeiten und Werkzeugwechselintervalle

Das am PTW entwickelte Modell ermöglicht die Festlegung der optimalen Wechselstrategie bei vorhandenen Werkzeugen und gibt Aufschluss über Ansatzpunkte zur Optimierung der Standzeiten und Werkzeugwechselzeiten. Des Weiteren kann es verwendet werden, um den Nutzen von technischen und organisatorischen Maßnahmen ganzheitlich zu bewerten.

Dieses Modell arbeitet mit den gegebenen Zeiten für Werkzeugwechsel und Standzeiten. Die Ergebnisse der Optimierung liefern Erkenntnisse über Verbesserungspotenziale. Kann beispielsweise durch eine minimale Veränderung der Standzeit ein wesentlich besseres neues Optimum erreicht werden, können gezielt technologische Optimierungen beim Werkzeughersteller nachgefragt werden.

Darüber hinaus kann das Modell in „umgekehrter“ Richtung angewandt werden. Mögliche Optimierungsmaßnahmen können durch Veränderungen der Parameter vorher abgebildet und auf ihre Wirtschaftlichkeit hin beurteilt werden. Veränderungen, die so bewertet werden können, sind beispielsweise die Verkürzung der Werkzeugwechselzeiten durch Schnellspannsysteme. Damit wird es auch möglich, bereits in der Planungsphase höhere Investitionen in größere Werkzeugrevolver oder -magazine zu bewerten.

* Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele ist Leiter des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt; Dipl.-Ing. Benjamin Hueske war wissenschaftlicher Mitarbeiter und Dipl.-Wirtsch.-Ing. Laura Schröder ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut

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