Die Optimierung der Fertigung kann wesentlich zur besseren Wirtschaftlichkeit beitragen. In diesem Beispiel möchte eine Firma die Fertigung einer Baugruppe mittels Fließprinzip über CNC Maschinen und einem einzelnen Bearbeitungszentrum (BAZ) abwickeln. Die Montage findet an Handarbeitsplätzen statt. Die Auflage soll 15.000 Stück zu 750 €/Stück betragen. Unsere Aufgabe soll es sein die Rüstzeiten zu optimieren. Folgende Einzelzeiten wurden für die jeweiligen Arbeitsgänge gemessen.

Rüstzeiten

Pos.ArbeitsgangBAZCNCBedarf
1234tr [min]tr [min]Lose / a
1Drehen402045
Fräsen20
Bohren10
Schleifen20
2Bohren502090
Drehen30
Härten30
Schleifen10
3Drehen603080
Bohren20
Fräsen30
Schleifen40
4Bohren602060
Fräsen30
Drehen50
Härten50
5Bohren602040
Drehen20
Fräsen40
Härten50

Vergleich der Rüstzeiten

Zunächst einmal müssen wir die Zeiten in ein vergleichbares Format bringen. Dazu vergleichen wir für jedes Bauteil und die Anzahl dessen Lose die Rüstzeiten des Bearbeitungszentrums mit der Summe der Einzel-Rüstzeiten der CNC Maschinen.

LoseΣ tr CNCtr BAZRüstzeit Differenz
Bauteil 145315018001350
Bauteil 290810045003600
Bauteil 380960048004800
Bauteil 460900036005400
Bauteil 540520024002800

Wir stellen fest, dass die Differenz der Rüstzeiten beim Bauteil 4 am höchsten ist. Hier macht es also Sinn dieses Bauteil am einzigen zur Verfügung stehenden BAZ zu bearbeiten. Diese Zeile streichen wir durch. Diese brauchen wir bei weiteren Optimierungen nicht mehr berücksichtigen.

LoseΣ tr CNCtr BAZRüstzeit Differenz
Bauteil 145315018001350
Bauteil 290810045003600
Bauteil 380960048004800
Bauteil 460900036005400
Bauteil 540520024002800

Materialflussmatrix aufstellen

Die Materialflussmatrix wird bei der Fließfertigung genutzt um den sogenannten Linearitätsgrad zu bestimmen. In der Fließfertigung soll das Werkstück möglichst nicht wieder rückwärts laufen. Umso höher der Linearitätsgrad, desto besser ist es. Wir stellen die Matrix so auf, dass wir sowohl in den Spalten, als auch in den Zeilen die selbe Reihenfolge haben.

Verglichen werden hier der Bedarf in Lose, also die Stückzahlen, die durch die Fertigung laufen. Jeweils in der Abfolge, wie sie geplant waren. Da in keinem Fall ein Arbeitsschritt zwei mal ausgeführt wird, können wir alle „Paare“ schon mal streichen.

DrehenFräsenBohrenSägenHärten
Drehen8580090
Fräsen0458040
Bohren13080450
Sägen0000
Härten00090

Linearitätsgrad bestimmen

Da wir die Tabelle von Links nach Rechts in die Tabelle eintragen, bedeutet es, dass alle Lose oberhalb der Striche Hinbewegungen sind und alle unterhalb Rückbewegungen.

L=\frac{\sum Hinbew.}{\sum \left ( Hinbew. + Rueckbew. \right )} \cdot 100%

L=\frac{465}{\sum \left ( 465 + 300 \right )} \cdot 100%

L=60,78 %

Quotientenvergleich

Anschließend machen wir für jeden Arbeitsschritt den Quotitentenvergleich. Den Arbeitsgang mit dem höchsten Wert setzen wir an erster Stelle.

DrehenFräsenBohrenSägenHärtenΣ
Drehen8580090255
Fräsen0458040165
Bohren13080450255
Sägen00000
Härten0009090
Σ130165125215130

Q_{D}=\frac{255}{130}=1,96

Q_{F}=\frac{165}{165}=1

Q_{B}=\frac{255}{125}=2,04

Q_{S}=\frac{0}{215}=0

Q_{H}=\frac{90}{130}=0,69

In diesem Fall ist also das Bohren der erste Arbeitsschritt und fällt somit aus der nächsten Matrix weg.

DrehenFräsenSägenHärtenΣ
Drehen85090175
Fräsen08040130
Sägen0000
Härten009090
Σ085170130

Q_{D}=\frac{175}{0}=\infty

Hier haben wir einen nahezu unendlich großen Wert, weswegen wir diesen automatisch als den höchsten ansehen können. Der zweite Arbeitsschritt ist also das Drehen.

FräsenSägenHärtenΣ
Fräsen8040120
Sägen000
Härten09090
Σ017040

Q_{F}=\frac{120}{0}=\infty

Hier das Selbe, der nächste Arbeitsschritt ist also Fräsen.

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