Montagesystem-Check erleichtert Strukturwandel

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Montagesystem-Strukturcheck prüft Potenzial und Wirtschaftlichkeit

Mit dem am IAO entwickelten Verfahren wird ein Montagesystem-Strukturcheck vorgenommen, der in zwei Stufen abzuwickeln ist: mit einem Quick-Potenzialcheck und einer Wirtschaftlichkeitsrechnung durch ein Tool mit dem Namen Monster, der sich aus der Buchstabenfolge in „Montagesystem-Ermittlung“ ableitet. Diese Instrumente benötigen für die sichere Bestimmung der wirtschaftlichsten Montagesystem-Struktur wesentlich weniger Daten als die herkömmliche Planung.

Beim Quick-Potenzialcheck in der ersten Stufe werden 30 positive und negative Potenziale für den aktuellen Planungsfall produktabhängig mit unterschiedlicher Gewichtung abgefragt und zu einem Gesamtpotenzial je Montagestruktur aufsummiert. Die Potenziale lassen sich in die vier Gruppen Produktivität, Investitionen, Qualität und Flexibilität zusammenfassen.

Abgefragt wird zum Beispiel, ob die Montagezeiten sehr kurz sind, denn bei kurzen Montagezeiten fallen bei Systemen mit vielen Arbeitsstationen die nicht wertschöpfenden Transporttätigkeiten beim Stationswechsel ins Gewicht. Generell ist bei der Abfrage der Potenziale anzugeben, ob sie im jeweiligen Fall relevant sind und als hoch, mittel oder gering eingestuft werden müssen.

Im Tool ist bereits hinterlegt, wie stark sich jedes einzelne Potenzial in den verschiedenen Systemen auswirkt. So erhalten, etwa bei einem System mit kurzen Montagezeiten, Systeme mit viel Transport ein rot gekennzeichnetes negatives Potenzial – Rot bedeutet generell Zeitverlust – und Systeme mit keinem Transport ein grün gekennzeichnetes positives Potenzial – Grün bedeutet Zeitgewinn. Am Ende der Stufe 1 erfolgt eine Vorauswahl der Systeme auf der Basis der Potenziale. Damit wird der Aufwand zur Datenerfassung der Wirtschaftlichkeitsrechnung in der Stufe 2 verringert.

Die entscheidenden Größen bei der Wirtschaftlichkeitsrechnung in Stufe 2 sind der Investitionsbedarf, die erforderliche Mitarbeiterkapazität (bei gleichen Stückzahlen je System) und die aktuellen und prognostizierten Verkaufs- und Produktionsmengen. Die erforderlichen Investitionen sind dabei relativ leicht zu ermitteln, zum Beispiel durch Anfragen bei Zulieferern. Schwieriger ist es, die manuellen Montagezeiten je System für die Herstellung eines Produkts zu bestimmen, denn die verschiedenen Montagesysteme legen unterschiedliche Arbeitsabläufe fest und erfordern damit unterschiedliche personelle Zeitbudgets, die zusätzlich vom Produkt abhängig sind.

Die Kernelemente des vom IAO entwickelten Verfahrens zur vereinfachten Montagezeitberechnung sind definierte Zeitbausteine. Sie werden berechnet, indem die Abweichungen der Montagezeiten bei den jeweiligen Montagestrukturen von der Montagezeit an einem Einzelarbeitsplatz festgestellt werden. Für jeden abweichenden Zeitanteil gibt es einen Zeitbaustein. Aufgrund dieses Bausteinsystems sind die sonst üblichen Daten für die Detailplanungen bei den jeweiligen Montagesystem-Strukturen nicht mehr erforderlich.

Je nach Montagesystem kommen die Zeitbausteine in den roten Feldern – für Zeitverlust – hinzu wie etwa die Transportzeit beim One-Piece-Flow-System. Die Zeitanteile, die grün – für Zeitgewinn – gekennzeichnet sind, werden abgezogen: zum Beispiel das Greifen des Werkzeugs, das beim One-Set-Flow-System nur einmal pro Teilesatz auf dem Werkstückträger anfällt. Nach der Eingabe der erforderlichen Daten liefert das Modell die Montagezeiten für die verschiedenen Montagesystem-Strukturen, die in einer Überblicksdarstellung vergleichend aufgeführt und für eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung herangezogen werden können.

Als Resümee kann festgehalten werden, dass sich für die Suche nach intelligenten und wirtschaftlichen Montagelösungen eine erfreuliche Perspektive eröffnet. Denn – erstens – bietet die Vielfalt von manuellen und hybriden Montagesystemen für kleinvolumige Produkte genügend Spielraum für wirtschaftliche Lösungen; und – zweitens – verringert der am IAO entwickelte Montagesystem-Strukturcheck zur Auswahl von Montagesystemen den Aufwand bei der Montagezeitberechnung und macht dadurch einen schnellen Vergleich von alternativen Montagesystem-Strukturen möglich.

Die am IAO entwickelten Tools können als wertvolle Hilfsmittel für Produktionsplaner gelten. Sie vereinfachen die Auswahl des jeweils optimalen Montagesystems, vor allem bei sich stark verändernden Stückzahlen, und tragen auf diese Weise zur Wirtschaftlichkeit der Fertigung bei. MM

Literatur

[1] Scholtz, Oliver, und Manfred Bender: Vielfalt der Montagesysteme kennen und richtig einsetzen. Maschinenmarkt 40 (2015), S. 38-41.

[2] Krüger, Alexander: Gestaltung stückzahlflexibler Montagesysteme. In: Reinhart, Gunther (Hrsg): Stückzahlflexible Montagesysteme – Lösungen für eine bedarfsgerechte Montage. München, 1999.

[3] Lotter, Bruno: Montage in der industriellen Produktion. Berlin, 2006.

[4] Konold, Peter, und Herbert Reger: Praxis der Montagetechnik. Wiesbaden, 2003.

[5] Spath, Dieter, und Oliver Scholtz: Wandlungsfähige Montage gegen Verlagerung ins Ausland. In: Beiträge der Arbeits- und Betriebsorganisation zur Beschäftigungssicherung, Schriftenreihe der Hochschulgruppe für Arbeits- und Betriebsorganisation e.V. (HAB). Wiesbaden, 2008.

[6] Bullinger, Hans-Jörg: Systematische Montageplanung – Handbuch für die Praxis. München, 1986.

[7] Refa (Hrsg.): Methodenlehre der Betriebsorganisation – Teil 4: Planung und Gestaltung komplexer Produktionssysteme. München, 1987.

[8] Slama, Stefan u.a.: Planungsleitfaden zur Auslegung hybrider Montagesysteme. In: Klaus Feldmann, Hans-Joachim Gergs, Stefan Slama u.a. (Hrsg.): Montage strategisch ausrichten. Berlin, 2004.

* Prof. Dr. Dieter Spath war viele Jahre Leiter des Fraunhofer-Institus für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO sowie des Instituts für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart; seit dem 1. Oktober 2013 ist er Vorstandsvorsitzender der Wittenstein AG. Dipl.-Ing. Oliver Scholtz, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Manfred Bender und Dipl.-Ing. Peter Rally sind wissenschaftliche Mitarbeiter am Competence Center Produktionsmanagement des IAO in 70569 Stuttgart. Weitere Informationen: Oliver Scholtz, Tel. (07 11) 9 70-20 50, oliver.scholtz@iao.fraunhofer.de

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