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Produktionsplanung in der Automobilindustrie > 08 Linienabtaktung > Flashcards

08 Linienabtaktung Flashcards

1
Q

Linienabtaktung

  • Planungsgegenstand
  • Input
  • Output
  • Planungshorizont
  • Planungsprobleme
A

Planungsgegenstand

  • Arbeitsvorgangs-/Stationszuordnung

Input

  • Arbeitsvorgänge
  • Bearbeitungszeiten
  • Vorrangbeziehungen

Output

  • Linienbelegungsplan

Planungshorizont

  • Monate bis Jahre

Planungsprobleme

  • Simple/General Assembly Line Balancing Problem
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2
Q

Ablauf der Endmontage

A

Presswerk

Ablaufwerk

  • Rohbau
  • Oberfläche
  • Endmontage

Aggregatewerk

  • Gießerei
  • Aggregatefertigung
  • Motorenmontage
    -> Motoren werden in der Endmontage dem Ablaufen zugesteuert
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3
Q

Fließproduktionssysteme in der Endmontage - Eigenschaften

A
  • Bewegte Objekte
  • Objektprinzip
  • einheitlicher Materialfluss
  • elastische Kopplung
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4
Q

Gegenstand der Fließbandabstimmung

A

Zuordnung der elementaren Arbeitsgänge mitsamt der zur Durchführung benötigten Produktionsfaktoren zu den Produktiveinheiten (Stationen) eines Fließproduktionssystems

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5
Q

Gegenstand der Fließbandabstimmung

Berücksichtigte Faktoren

A
  • Vorrangbeziehungen zwischen den Arbeitsgängen
  • Gegebener Taktzeit c
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6
Q

Gegenstand der Fließbandabstimmung

Erweiterungen des Modells

A

General Assembly Line Balancing Problem GALBP

  • Parallele Stationen
  • Stochastische Bearbeitungszeiten
  • Reihenfolgeabhängige Bearbeitungszeiten
  • U-förmige Anordnung der Stationen
  • Verfahrensalternativen
  • …
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7
Q

Arten von Fließproduktionssystemen abhängig von der Anzahl an Produkten

A
  • Einproduktfließproduktion
  • Mehrproduktfließproduktion
  • Mehrvariantenfließproduktion
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8
Q

Einproduktfließproduktion

A
  • Produktion eines einzelnen homogenen Produktes mit hoher Stückzahl
  • Arbeitsinhalt und somit die zu erwartende Produktionszeit sind über den gesamten Planungszeitraum konstant
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9
Q

Mehrproduktfließproduktion

A
  • Produktion verschiedener Produkte auf demselben Fließband
  • Losproduktion
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10
Q

Mehrvariantenfließproduktion

A
  • Produktion verschiedener Varianten auf demselben Fließband
  • Keine oder nur geringe Rüstvorgänge (Einzellose)
  • Unterschiede in Bearbeitungszeit können zu deutlichen Unterschieden in der Kapazitätsauslastung und damit zu einer Verringerung der Wirtschaftlichkeit führen
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11
Q

Grundmodell der Fließbandabstimmung (SALBP)

Modellierung des Produktionsablaufs: Vorranggraph

A
  • Graphische Darstellung des Produktionsablaufs
  • Zyklenfrei
  • Resultiert aus Produktkonstruktion
  • Knoten entsprechen Vorgängen; Kennzeichnung über Nummer
  • Kanten (i, j) entsprechen Vorrangbeziehungen zwischen Konten i und j
  • Die Kantenbewertung (hier über Knoten angegeben) entspricht der Bearbeitungszeit des vorgelagerten Knotens i
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12
Q

Grundmodell der Fließbandabstimmung (SALBP)

Modellarten: Unterscheidung der Modelle anhand der Zielfunktion

–> Grafik!

A

SALBP-F:
Anzahl der Stationen M gegeben | Taktzeit C gegeben

  • Zulässigkeitsproblem: Finden einer Arbeitsgang-Arbeitsplatz Zuordnung, so dass die Anzahl der Stationen und die Taktzeit eingehalten werden

SALBP-2:
Anzahl der Stationen M gegeben | Taktzeit C zu minimieren

  • Minimieren der Taktzeit unter Einhaltung der Stationszahl

SALBP-1:
Anzahl der Stationen M zu minimieren | Taktzeit C gegeben

  • Minimieren der Stationszahl unter Einhaltung der Taktzeit

SALBP-E:
Anzahl der Stationen M zu minimieren | Taktzeit C zu minimieren

  • Maximierung der Linieneffizienz: E=t_sum/(M*C)
  • Mit der Gesamtbearbeitungszeit t_sum=∑_(i=1)^N▒t_i
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13
Q

Annahmen des SALBPs (11)

A
  • Massenproduktion eines homogenen Produkts
  • Alle Arbeitsgänge werden in einer vordefinierten Art vollzogen (keine Alternativen)
  • Serieller Aufbau des Fließbands, keine Berücksichtigung von Vormontagelinien und Parallelstationen
  • Es liegt ein eindeutiger Vorranggraph vor
  • Keine Zuordnungsrestriktionen
  • Deterministische Bearbeitungszeit
  • Arbeitsschritte dürfen nicht aufgeteilt werden
  • Ein Arbeitsplatz pro Station
  • Keine Rüstzeiten
  • Identische Kostenstruktur für alle Stationen
  • Zeitorientierte Zielfunktion
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14
Q

SALB-1 - Minimierung der Anzahl an Arbeitsstationen

Zielsetzung des Modells

A
  • Betrachten eines Fließbandes mit verschiedenen Stationen und einer vorgegebenen Taktzeit
  • Verschiedene Arbeitsgänge können verschiedenen Stationen zugeordnet werden
    -> Zuordnung von Arbeitsgängen zu Stationen
  • Berücksichtigen der Vorgänger-Nachfolger-Beziehungen der Arbeitsgänge sowie der Bearbeitungszeiten der Arbeitsgänge
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15
Q

SALBP

  • Vorteile (4)
  • Nachteile (1)
A

Vorteile

  • Grundlegende Strukturierung der Entscheidungssituation
  • Einfache Handhabung, aber bereits NP-schwer
  • Ausgangs- bzw. Standardmodell als Basis für Anpassungen
  • Lösungsverfahren (zumindest in Grundzügen) übertragbar

Nachteile

  • Aufgrund Vereinfachungen nur noch (sehr) eingeschränkte Realitätsnähe
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16
Q

Erweiterungen des Grundmodells - Modellierung Produktionsablauf: Mischgraph

Idee

A

Zurückführung der Mehrvariantenproduktion auf Einproduktproduktion durch Ermittlung eines gemeinsamen Vorranggraphen, des sogenannten Mischgraphen
-> Somit Gültigkeit der Anwendungsvoraussetzungen für Verfahren des SALBPs

17
Q

Erweiterungen des Grundmodells - Modellierung Produktionsablauf: Mischgraph

Vorgehen

A

Vorgehen (Basis: Nachfrage nach vollständig spezifizierten Fahrzeugen)

  1. Zusammenfassung ähnlicher Arbeitsgänge aus variantenbezogenen Vorranggraphen zu gemeinsamen Knoten im Mischgraph
  2. Ermittlung der Bearbeitungsdauer der Knoten im Mischgraphen durch gewichtete Mittelung der variantenbezogenen Bearbeitungsdauer
18
Q

Erweiterungen des Grundmodells - Modellierung Produktionsablauf: Mischgraph

Nachteil

A

Bedarf der einzelnen Varianten nur eingeschränkt prognostizierbar

19
Q

Mixed Model Assembly Line Balancing Problem (MALBP): Zurückführen auf SALBP mit Mischgraph

Zielsetzung des Modells

A
  • Finden der minimalen Taktzeit (SALBP-2)
  • Erweiterung des SALBP-2 um die Mehrvariantenprodukion
  • Mehrvariantenproduktion wird über den produktbezogenen Mischgraph abgebildet

–> Berechnen der durchschnittlichen Bearbeitungszeiten der Arbeitsgänge an den einzelnen Stationen

20
Q

Mixed Model Assembly Line Balancing Problem (MALBP): Zurückführen auf SALBP mit Mischgraph

Bewertung

A
  • Es wird eine Durchschnittsvariante gebildet, um ein künstliches Einproduktproblem zu erzeugen
  • Unterschiedliche Kapazitätsanforderungen der einzelnen Varianten an den jeweiligen Stationen können nicht erkannt werden
  • Die abgeleiteten Lösungen führen zum Teil zu sehr schlechten Ergebnissen, die teilweise für bestimmte Varianten zu unzulässigen Lösungen führen können
21
Q

MALBP: Variantenspezifische Bearbeitungszeit

Zielsetzung des Modells

A
  • Minimieren der Stationsüberlastungen durch die verschiedenen Varianten
  • Es wird keine möglichst gleichmäßige Auslastung (wie im vorherigen Modell) angestrebt
  • Keine Berücksichtigung von Leerzeiten
  • Erhöhte Flexibilität des Modells, da Varianten mit niedrigeren Bearbeitungszeiten an einer Station nicht ausgeglichen werden müssen
22
Q

MALBP: Variantenspezifische Bearbeitungszeit

Kritik

A
  • Es werden nur Taktzeitüberschreitungen betrachtet
  • Leerzeiten werden vernachlässigt
  • Die Eintrittswahrscheinlichkeit der einzelnen Varianten wird vernachlässigt
23
Q

MALBP

Bewertung (5)

A
  • Nach wie vor eingeschränkte Realitätsnähe
  • Ermittlung der variantenspezifischen Bearbeitungszeiten an den jeweiligen Stationen aufgrund des hohen Datenvolumens kritisch
  • Ermittlung des Bedarfs aufgrund Variantenvielfalt kritisch
  • Lediglich zeitorientierte Zielfunktionen (Aussagegehalt begrenzt)
  • Keine Berücksichtigung von Betriebsauszahlungen und Investitionen
24
Q

Mögliche Ergebnisse der Linienabtaktung:

Mischproduktion

(Erklärung und Bewertung)

A

Die verschiedenen Produktvarianten werden gemeinsam auf einer Linie produziert

Bewertung:

  • Es müssen keine zusätzlichen technischen Ressourcen angeschafft werden (universelle Betriebsmittel)
  • Die gesamte Linieneffizienz ist im Vergleich zu den anderen Methoden am schlechtesten
25
Q

Mögliche Ergebnisse der Linienabtaktung:

Einzellinien

(Erklärung und Bewertung)

A

Die verschiedenen Produktvarianten werden separat auf verschiedenen Linien produziert

Bewertung:

  • Es müssen zusätzliche technische Ressourcen angeschafft werden
  • Die gesamte Linieneffizienz ist besser als bei der Mischproduktion

-> Bewertung der verschiedenen Linienabtaktungs-Strategien durch Berechnung der Linienneffizienz
-> Einzelne Linien führen zu höheren investitionsabhängigen und variablen Kosten und nicht zwingend zu einer höheren Gesamteffizienz der Linie

26
Q

Vorgehen bei der Fließbangabstimmung

Verschiedene Planungsaufgaben und Planungshorizonte

A
  • Erstinstallation: 2-5 Jahre
  • Neukonfiguration: 6 Monate - 2 Jahre
  • Rekonfiguration: 1 Monat - 1 Jahr
  • Auftragsbasierte Planung: 1 Schicht - 3 Monate
27
Q

Zusammenfassung - Abstimmung von Fließproduktionssystemen

A

Zuordnung von Arbeitsgängen zu Stationen unter Berücksichtigung von Vorrangbeziehungen und Taktzeit

28
Q

Zusammenfassung - Planungsmodelle (Unterschiede SALBP und MALBP)

A

Grundsätzliche Unterschiede bestehend bzgl. der Zielfunktionen und der Abbildung von Varianten

Produktionsplanung in der Automobilindustrie (11 decks)

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