7 Konfigurierung von Produktionszentren
7.1 Flexible Fertigungssysteme
Entscheidungsprobleme
Art und Anzahl der P rodukte, die in dem FFS ge fertigt werden sollen
Art der Produkte
Produktionsmengen
Struktur der Bearbeitungsprozesse (Arbeitspl¨ane)
Mix der Bearbeitungsprozesse
Komponentenbezogene Entscheidungsvariablen
Art und Anzahl der einzusetzenden Maschinen
Art und Anzahl der Be-/Entladestationen Spannpl¨atze)
Art und Kapazit¨at der Transportsysteme f¨ur Werkst¨ucke und Werkzeuge
Art und Anzahl der Pufferpl¨atze und der Lager systeme
Art und Kapazit¨at des Werkzeugversorgungssystems
Art und Anzahl der ben¨otigten Paletten und Vorrichtungen
Strukturbezogene Entscheidungsvariablen
Layout des FFS
Aufbau und Str uktur des Planungs- und Steuerungssystems
Anzahl und Qualifikation des Be die nungspersonals
Entscheidungsproblem: Konfigurierung eines FFS
Finde die kosteng¨unstigste Anzahl von Maschinen, Transportfahrzeugen und Paletten
unter Ber¨ucksichtigung eine r gew¨unschten Produktionsmenge pro Periode
FFS als ges chlossenes Warteschlangennetzwerk
1
b
1
3
b
3
4
b
4
2
b
2
p
1
p
2
p
3
p
4
Maschinen
Transportsystem
29
FFS-Leistungskenngr¨oßen
X
max
e
=
S
e
b
e
Produktionsrate der Engpaßstation
e = arg max
m
p
m
· b
m
S
m
Index der Engpaßstation
X
m
=
p
m
p
e
·X
max
e
m = 1, 2, ..., M
U
m
=
b
m
·X
m
S
m
m = 1, 2, ..., M
Beispiel
Daten
m S
m
b
m
p
m
w
m
Station 1 1 1 90.00 0.5 45.000
Station 2 2 1 295.67 0.1 29.567
Station 3
3 1 193.33 0.4 77.332
Transport 4 1 5.90 1.0 5.900
Beispiel
Ergebnisse (statische Analyse)
m X
m
U
m
Station 1 1 0.006466 58.19%
Station 2
2 0.001293 38.23%
Station 3 3 0.005172 100.00%
Transport 4 0.012931 7.63%
Beispiel
Ergebnisse (exakte Auswertung des CQN-Modells ur 4 Paletten)
m X
m
U
m
Station 1 1 0.005881 52.93%
Station 2 2 0.001176 34.77%
Station 3
3 0.004704 90.95%
Transport 4 0.011761 6.94%
Produktionsrate
als Funktion der Anzahl Paletten
30
0.009
0.010
0.011
0.012
0.013
Produktionsrate des Transportsystems
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Anzahl Paletten im FFS
maximale Produktionsrate bei unbegrenzter Anzahl Paletten
Auslastungen
als Funktion der Anzahl Paletten
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Auslastungen
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Anzahl Paletten im FFS
Station 1
Station 2
Station 3
Transport
7.2 Produktionsinseln
Materialfluß bei Werkstattproduktion
Drehen
Fräsen
Bohren
Stanzen
B
A
31
Materialfluß bei Inselproduktion
Insel 1
Insel 3
Insel 2
Insel 4
A
B
Inselproduktion
Vorteile
kurze Transportwege und -ze iten, ger inger Tra nsportkapazit¨atsbedarf
geringe Umr¨ustzeiten;
niedrige Losgr¨en, geringe Lagerbest¨a nde, kurze Durchlaufzeiten;
hohe Flexibilit¨at
einfache Produktionssteuerung
Motivation
geringes Inves titio nsvolumen
Inselproduktion
Planungsschritte
1. Identifizierung von Erzeugnisfamilien
2. Auswahl der Arbeitssysteme
3. Planungs- und Steuerungssystems
4. Auswahl, Schulung und Motivation der Mitarbeiter
Inselproduktion
Beispiel - Arbeitspl¨ane
Erzeugnis
Drehen Bohren Fr¨asen Entgraten Waschen
1 X X X
2 X X X
3 X X
4 X X
32
Inselproduktion
Beispiel - Alternativen
Verzicht auf die Komplettbearbeitung und Bildung von drei Produk tionsinseln:
1. {Drehen, Bohren}−{Produkte 1 und 3},
2. {Fase n}−{Produkte 1 und 2},
3. {Entgraten, Waschen}−{Produkte 2 und 4};
Komplettbearbeitung und Ins tallation eine r zus¨atzlichen Fasmaschine:
1. {Drehen, Bohren, Fasen}−{Produkte 1 und 3},
2. {Fase n, Entgraten, Waschen}−{Produkte 2 und 4}.
Maschinen-Erzeugnis-Matrix
E1 E2 E3 E4 E5 E6
M1 1 1
M2 1 1
M3 1 1
M4
1 1 1
M5 1 1 1
Maschinen-Erzeugnis-Matrix
nach Sortierun g der Zeilen
E1 E2 E3 E4 E5 E6 Zeilenwert
M5 1 1 1 37
M3 1 1 36
M4 1 1 1 26
M2
1 1 24
M1 1 1 10
Maschinen-Erzeugnis-Matrix
nach Sortierun g der Zeilen und Spalten
E1 E4 E6 E3 E2 E5
M5 1 1 1
M3 1 1
M4
1 1 1
M2 1 1
M1 1 1
Spaltenwert 24 2 4 16 7 6 5
33