Arbeitssystemplanung Flashcards
Planung von Fertigungssystemen
Arbeitsplanung:
.umfasst alle einmalig auftretenden Planungsmaßnahmen,welche unterständiger Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit die fertigungsgerechte Herstellung eines Erzeugnisses sichern
Beispiele Systemplanung: ￭Maschinenbedarfsermittlung ￭Lager-und Transportplanung ￭Personalplanung ￭Flächen-und Gebäudeplanung ￭Investitionsrechnung
Beispiele Ablaufplanung: ￭Erstellen der Stücklisten ￭Auswahl der Fertigungsmittel ￭Planung der Arbeitsvorgänge ￭Fertigungsmittelkonstruktion und planung ￭NC-Programmierung
Arbeitssteuerung: .umfasst alle Maßnahmen,die für eine der Arbeitsplanung entsprechende Auftragsabwicklung erforderlich sind. Beispiele: ￭Bedarfsermittlung für Baugruppen und Einzelteile ￭Nettobedarfsermittlung ￭Einsteuertermine für Eigenfertigung ￭Materialdisposition ￭Maschinenbelegung ￭Terminfeinplanung ￭Kapazitätsabgleich
Arbeitsplanung
Die Gestaltung von Prozessen und Produktionsmitteln steht im Fokus der Arbeitsplanung
Arbeitssystemplanung (Produktionsmittelgestaltung):
- umfasst die wirtschaftsliche Auslegung und Gestaltung von Fertigung und Montage
Arbitsablaufplanung (Prozessgestaltung:
umfasst due wirtshcaftliche Fertigung und Montage von Produkten
Zeithorizont->
AUfgabe der Fertigungssystemgestaltung
.. ist die Planung der Technik, Organisation und Ergonomie
Techni und Orgnisation
- Fertigungssystemplanung
- -Aufgaben:
- -Fertigungsmittelplanung
- -Lager und Transportplanung
- -Personalplanung
- -Flächen und Gebäudeplanung
- -Investitionsplanung
Ergonomoie
- Arbeitplatzgestalung unter ergonomischen Gesichtspunkten
- -Aufagben:
- -Gestalung des Arbeitsplatztes (Anthropometire, Arbeitsplatzphysiologie)
- Gestaltung der Arbeitsumgebung (Schall, Schwingungen)
Zielstellungen bei der Planung und Optimierung von Fertigungssystemen
- Zeitziele
- Reduzierung der Durchlaufzeit
- Erhöhung der Termintreue
- Senkung der Entwicklungszeit
Qualitätsziele:
- Steigerung der Produktqualität
- Verminderung von Planunsfehlern
- Verminderung der Ausschussquote
Kostenziele:
- Stiegerungder Anlagenauslastung
- Verminderung der Kapitalbindung
- Verminderung der Kapitalbindung
- Vollständige Nutzung moderner Produktionstechntechniken
Wissenszeile
- Erhöhung der Innovationsfähigkeit
- Langfristiger Aufbau und Nutzung von Kompetenzen um Unternehmen
- Realisierung von Prozessverbesserungen
Mitarbeiterziele: -Erweiterung der Entscheidungs- und Handlsungsspielräume -Steigerung der Ergonomie Arbeitszufriedenheit -Vermeidung von Unfällen
Umweltziele:
- Reduzierung der Energie-/Ressourcenverbrauch
- Minimierung von Emissionen/Lärm
- Nachhaltigkeit
Bedarfsplanung für den Aufbau eines Fertigungssystems
Infomrationsbedarf
- Produktionsprogrammp
- -Artikel
- -Menge
- -Zeit
- Teilebeschriebung
- -Geonmetire
- -Abmessung
- -Oberföäche
- -Genauigkeit
–> Bearbeitungsprofil
- Maschinenbeschreibung
- -Verfahren
- -Arbeitsraum
- -Leistung
- -Genauigekit
- Produktionskapazität
- -Maschinenart
- -Maschinenmenge
- -Maschinenverfügbarkeit
–> Maschinenprofik
–> Technologische, zeitliche, wirtschaftliche, organisatorisch-soziale Zuordnung
Planungsergebnis
- Personal
- -Maschinenbedienung
- -Führungspersonal
- -Planung und Steuerung
- Sachmittel
- -Maschinen
- -Werkzeug/Auslastung
- -Struktur
- Fläche
- -Bearbeitung
- -Transport, Lager
- -Verwaltung, Sonstiges
Pflichtenheft
Das Pflichtenheft definiert konkrete Lösungsansätze zur Umsetzung von Fertigungssystemen, dabei müssen kaufmännische und rechtliche Aspekte berücksichtigt werden
Pflichtheft
-Aspekte von Fertigungsystemen
- Komponenten
- Systemverhalten
- Preis
- Zuverlässigkeit
- Sicherhiet
- Umweltverträglichkeit
- Anforderungen
- Spezifikationen
- Lastenheft
- Pflichtenheft
- Angebot/Vertrag
Aufgaben der Planung modernen, komplexer Fertigungssysteme
- Fertigungsprozesse
- Handling
- Montageprozesse
- Materialfluss
Fertigungssystemplanung nach Lotter
- anfoderungsliste
- Produktanalyse
- Montageablaufanalyse
- Funktionsanalyse
- Taktzeitermittlung
- Layoutplanung
- Personalbedarfplanung
- Investitionsrechnung
- Bewrtung und Auswahl
- Verfügbarkeitbestimmung
- Pflichtenheft
- Montagesysteme
- Optimierte Gesamtlöung
Fertigungssystemplanung nach Patron
- Analyse der Ausgangssituation
- Festlegung der Ziele
- Durchführung einer Situationsanalyse
- -Sammlung von Planungsdaten
- -Festlegung des Terminrahmens und der Projektorganisation - Grobplanung
- -Entwicklung von Arbeitsinhalten, -abläufen und Fertigungsstrukturen - Feinplanung
- -Konstruktion der Fertigungsmittel
- -Ausschreibungen und Betsellung
- -Steuerungsentwurf, Programmierung, Energieversorgung
- Steuerungsentwurfm Programmierung, Energieversorgung
- Personalkapazitätsplanung - Ausarbeitung und Realisierung
- -Bereitstellung Betriebs- und Arbeitsmittel
- -Installation des Fertigungssystems
- -Personalschulung
- -Probleauf es Fertigungssystems - Fertigungsanlauf unf Betrieb
- -Analyse des Systeanlaufs
- -Fehlerbeseitigung
- -Fertigstellung der Dokumentation
- -Durchführung der Abnahme
Arbeitssystemplanung/ Fertigungssystemplanung (Produktionsmittelgestalung)
- Fertigungsmittelplanung
- Arbeitsplanerstellung
- Maschinenbedarfsermittlung
- Anordnungsstrukturierung
- Beschaffungsplanung
Lager- und Transportplanunf
- Fertigung der Laugeraufgabe
- Lagerartenplanung
- Lagerortplanung
- Tranpsortsystemplanung
Personalplanung
- Organisationsstruktur
- Qualifikationsprofile
- Personalbedarf
- Personalbeschaffung
Flächen und Gebäudeplanung
- Generalbebauung
- Layoutplanung
- Materialflussbefestigung
- Techn. Gebäudeausstattung
Investitionsberechnung
- Investitionsrechung
- Produktionskalkulation
- Total Cost of Ownersip
- Risikobetrachtung
Rechtliche Rahmenbedingung
- Gefahrenschutz
- Brandschutz
- Emissionen
- Ergonomie
Fertigungssysteme bestehen aus….
Subsystemen, welche zentral gesteuert werden und dezentral miteinander kommunizieren können.
- Steuerung z.B. CNC-Steuerung
- Werkzeug-/Füge/Prüfsysteme z.B. Schraubwerkzeuge
- Handhabungsgeräte z.B. Industrieroboter
- Peripherie z.B. Sensoren, Energieversorgung
- Vorrichtungs-und Zuführtechnik z.B. Vibrationswndelförderer
Auswahl und Beschaffung der Bearbeitungsmaschinen sind Teilbereiche der Fertigungsmittelplanung
Merkmale der Teilgruppenbildung und daraus ableiten
- Baugröße
- Einsatzbereich
- Steurerung
- Ausstattung
- > Bestimmungsgröße zur Maschinenauswahl
Aufteilung der Logistik
- Beschaffungslogistik (Roh-Hilfs, Betriebstsoffe)
- >Lieferant-> Wareneingang - Produktionslogistik (Halbfertigfabrikate, Hilfsstoffe)
- > Fertigung-> Montage - Distributionslogistik (Fertigteile, Ersatzteile…)
- >Versand, Kunde - Entsorgungs und Rückführlogistik (Rückstände, Verpackung, Gebrachtteile..)
- > Verwerter
Planung der Produktionslogistik müssen alle Komponenten des Materialflusssystems berückscihtigt werden
- Fahrergeführte Transportsysteme
- Werkstücktrger
- Identifikationssysteme
- Puffer
- Stranfersysteme
- Fahrerlose Transportsysteme (Boden oder Decke)
in der Mitte: Materialflusssteuerung.
Für einen hohen Grad an Flexibilität sind Materialflusssystemehäufig modular aufgebaut, so dass einzelne Einheiten frei kombinierbar sind.
Arbeitsschritte der Lager- und Transportplanung
- Festlegung der Lager- und Transportaufgabe
- Fertigungsteilbereich
- materialfluss
- Fertigungsmittel
- > Lagergut, -funktion, -ort, -konzept
- > Transportgut, -bereich, -organisation, -mitteleinsat - Ermittlung der Eigeneschaften des Lager-/ Transportsystems
- Ausschussbedingungen
- Art der Speicherung
- Schutzeinrichtung
- > Lastenheft - Ermittlung alternativer Systemlösungen
- Lagerkenngrößen
- Transporteinrichtungen
- Systemeigenschaften
- > Lagerart, -bedienung, -hilfsmittel
- alternative Transportsysteme - Bewertung und Auswahl
- Bewertungsmethodern
- Auswahlkriterien
- > Bewertungsbogen
Anordnungsverfahren ?
der Fertigungssysteme berücksichtigen für die optimale Layout-Planung die Transportmengen und Weglängen.
- Vollständige Enumeration
- Dreiecksverfahren
- Iteratives Verfahren
Personalplanung
Fertigungssystem, Lager-und Transportsystem
1. Planung der Organisationsstruktur Eignagsgrößen: -Fertigungsstruktur -Informations- und Kommunkikationssystem -Aufsichts- und Kontrollfunktionen
Ergebnis:
- Orgnisationsprinzip
- Organigramm
- Planug der Qualifikationsprofile
- Stellenbeschreibungen
- > Fachliche Anforderungen
- > Prsönlichkeitsanforderungen
- > Aus- und Weiterbildungen - Personalbedarfplanung
- Tätigkeitsstruktur
- Personalstruktur
- > Personalbedarfskennzahlen - Personalbeschaffungsplanung
- Arbeitsmarktinformationen
- Beschaffungsformen
- > Personalbeschaffungsmaßnahmen
–>Optimale Personalstruktur
Flächenplanung
Ziel der Flächenplanung ist die optimale Anordnung aller Ressourcen im Fertigungsbereich
Fertigungssystem, Personalstruktur
Erstellung des Groblayout Eingangsgrößen: -Flächenkennzahlen -Materialfluss -Anschlussbedingungen -Hallenplan
Augangsgrößen:
- Blocklayout
- Größe des Bereiches
- Laged er Arbeitspätze zueinander
Erstellung des Feinlayouts
Eingangsgrößen:
-Objektabmessungen
-Objektzuordnung
Ergebnisse:
- Grundfächen
- Zusatzflächen
- Arbeitsplatzauslegung
Werkzeuge der Digitalen Fabrik
…. kann das Verhalten der Produktionsanlage in der Planung untersucht werden.
- Layout
Optimierung des Materialflusses und der Anordnungsstruktur - Simulation
- Analyse des Betriebsverhaltens un der Leistungsfähigkeit - Visualisierung
- Kommunikationsplattformen
Multi-Physics-Simulation
wird das Systemverhalten in unterschiedlichen Domänen abgebildet
Input
- produktionsanforderungen
- Traglast
- Geschwindigkeit
Rahmendbedingen und Arbeitsraum
- Bahnplanung
- Kollisionen
- Postionen
Ergebiss:
- Kinematisches Verhalten
- Geometrie
- Kollisionnen
- Beschleunigung
- Geschwindigkeit
- Positionen - Dynamisches Verhalten
- Moment
- Kraft
- Beschleunigung
- Geschwingkeit
- Position
Elektirsches Verhalten
- Spannung
- Strom
- Energieverbrauch
Ziel und Zieldimensionen der Arbeitsplatzgestaltung
Zielist die Erfüllung der Arbeitsaufgabe unter Berücksichtigung der menschlichen Eigenschaften und Bedürfnisse sowie der Wirtschaftlichkeit des Systems.
- humane Ziele
- Arbeitsbealstung verringen
- Unfallschutz verbessern
- soziale Bedürfnisse berücksichtigen - humane und wirtschaftliche Ziele
- Handlungsausführung ermöglichen
- Erkennbarkeit verbessern
- Zusammenarbeit verbessern - wirtschaftliche Ziele
- Zielnutzung verbessern
- Menegenleistung erhalten
- Gesamtkosten verringern
Menschliche Leistung
- Leistungsfähigkeit
- 1 Eingeschaften und Grundfähigkeiten
- Geschlecht
- Konstitution
- Gesundheit
- Alter - 2 Erworbene Kenntnisse und Fertigkeiten
- Ausbildung
- Erfahrung
- Übung
- Weiterbildung - Leistungebereitschaft
- 1Physiologische Leistungsbereitschaft
- tage, woche und jahrezeiten Schwankungen
- Wetter
- Phsysiche Umgebung (Lärm, Klima)
- Hormonelle Schwankungen - Psychologische Leistungbereitschaft (Leistungmotivation)
- Arbeitsbedingungen
- Stimmungslage
- Arbeitsumgebeung
- Personenumgebung
- Privatsphäre
- Psychologische Leistungbereitschaft (Leistungmotivation)
- > Arbeitsorganisation
- > Betriebliche Rahmenbedingungen
- > Rechtliche und wirtschaftliche Rahmenbedingungen
- > Gesellschaftliche Verhältnisse
“Will-Skill-Matrix”
x-Achse: Leistungbereitschaft
y-Achse: Leistungsfähigkeit
Leistungsfähigkeit und Leistungsbereitschaft niedrig: Nervöser Anfänger/Person, die bereit Fehlschläge erlitten hat
Leistungsfähigkeit niedrig und Leistungbereitshcaft hoch: Enthusiatstischer Anfänger
Leistungbereitschaft niederig und Leistungsfähigkeit hoch: Fähige Person, die Aufmerksamkeit benözigt
Leistungbereichtschaft und Leistungsfähigkeit hoch:
-Fähige Person, die nach Möglichkeiten zur Wieterbildung sucht
Minderung von Lämschutz
- Minderung der Schallentstehung
- Verfahrensauswahl
- Verfahrensgestalltung
- Konsturktionsänderung
- Kapselung - Minderung der Schallausbreitug
- Bauarkustik
- Raumarkustik
- räumliche Trennung - Minderung der Schalleinwirkung
- Persönlicher Gehörschutz
Mittels Motion Capturingund Datenhandschuh erfasste Montagevorgänge können in der Software DELMIA in Echtzeit analysiert werden.
Tracking der menschlichen Körpers
+
Object-Tracking
= Relaistische Bewegungen
Digitale Zwilling
Der digitale Zwilling ist eine perfekte Kopie der Wertschöpfungskette und ermöglicht es Unternehmen in einer virtuellen Welt zu simulieren, zu testen und zu optimieren
- Digitaler Zwilling des Produktes
- Digitaler Zwilling der Produktion
- Digitaler Zwilling der Performance “Digitaler Schatten”
-> Erkenntnisse fließen für fortlaufende Optimierung zurück in Produkt und Produktion
Simulation der Arbeitsprozesse für Roboter Vorteile und Nachteile
Vorteile
- Kollisionserkennung
- Taktzeitermittlung
- Erreichbarkeits-untersuchungen
- Offline-Programmierung
Nachteile
-Modellierungsaufwand
Simulation der Arbeits-bedingungen für Menschen
Vorteile -Körperhaltungsanalysen -Taktzeitermittlung -Erreichbarkeits-untersuchungen Nachteile -Modellierungsaufwand -MangelndeAkzeptanzund Übertragbarkeitder Simulationsergebnisse
Simulation und Optimierung von Produktionsprozessen
Vorteile
- Optimierung von Materialfluss und Durchsatz -Entdeckung von Engpässen
- Optimierung des Anlagen-Energieverbrauchs
Nachteile
-AufwandfürModellierungund Datenakquise
Innerhalb der Systemintegration werden die drei Disziplinen Mechanik, Elektrik und Software verknüpft und mittels virtueller Inbetriebnahme das SPS-Programm getestet
Vorteile
- Model in the Loop
- Systeminterne Logikstuerung - Software in the Loop
- Simukerte SPS
Hardware in the Loop
-Reale SPS
Vorteile
- Durchgängige Datennutzung
- Konsistenz von digitaler und realer Anlage
- Die Digitale Fabrik für Optimierung und Service während des Betriebs
- Virtuelle Inbetriebnahme: Test derAnlagensteuerung mithilfe eines Simulationsmodells
Effizientes Engineering und Inbetriebnahme
Vorteile
- Validierung des Gesamtergebnisses mittels virtueller Inbetriebnahme
- Verkürzung der realen Inbetriebnahme
- Test kritischer Funktionen
- Weniger Nachbesserungen
- Ausgereiftere Steuerungsprogramme
Nachteile
-Modellierungs-und Integrationsaufwand
Definition Digitaler Zwilling
Ein digitales Abbild von Produkten, Prozessen und Ressourcen wird gemeinhin als Digitaler Zwilling bezeichnet.Im Engineeringprozesskönnen Simulationstool wirkungsvoll unterstützen.
- Schnellers und effizientes Engineering und Inbetriebnahme& Validierung des SPS-Codes in der virtuellen Welt
- Simulation und Optimierung von Produktionsprozessen
- Simulation der Arbeitsprozesse für Roboter
- Engineering und generieren des SPS Codes
- Simulation der Arbeitsbedingungen für Mensche
Ablauf einer Simulationsstudie
Aufgabendefinition, •Systemanalyse, •Modellformalisierung •Implementierung, •Experimente und Analyse
sowie parallel verlaufend in die Phasen •Datenbeschaffung und •Datenaufbereitung
-> Verifikation und Validierung der Daten und Modelle
