Produktionsprozesse – Produkte fertigen und montieren

Kapitelvorwort

Wie werden Fertigungsprozesse geplant und gesteutert?

Welche Möglichkeiten gibt es, Fertigungsprozesse zu automatisieren?

Wann ist eine Fabrik digital?

Was bedeutet Industrie 4.0?

Die Planung und Steuerung von Fertigungsprozessen sowie die Möglichkeiten der Automatisierung stehen im Mittelpunkt dieses Kapitels. Zuvor werden der Wandel in der Produktionstechnik und die Notwendigkeit zur Integration der Produkt- und Prozessplanung beleuchtet. Die Potenziale der Digitalen Fabrik sowie der Industrie 4.0 werden abschließend aufgezeigt.

Appendices

Antworten zu den Verständnisfragen

Antwort 32.1

Im Wesentlichen gibt es hierfür zwei Gründe: zum einen kommen neue Produkte auf den Markt, sodass die verkaufte Stückzahl des alten Produktes zurückgeht. Zum anderen ist dies meistens noch mit einem Preisverfall verbunden, sodass selbst bei gleichbleibender Stückzahl der Umsatz sinken würde. Oftmals treten beide Effekte gleichzeitig auf.

Antwort 32.2

Die alte Hauptzeit beträgt $t_{\mathrm{h\,alt}}=t_{\mathrm{e}}\cdot 70{\%}=2,8$ Minuten. Diese wird um 30 % reduziert. Somit beträgt die neue Hauptzeit $t_{\mathrm{h\,neu}}=t_{\mathrm{h\,alt}}\cdot 70\,{\%}=1,96$ Minuten. Der Rest der Zeit je Einheit bleibt jedoch unverändert und beträgt $4-2,8=1,2$ Minuten. Somit beträgt die neue Zeit je Einheit jetzt $t_{\mathrm{e\,neu}}=1,96+1,2=3,16$ Minuten. Die neue Auftragszeit berechnet sich damit zu $T=t_{\mathrm{r}}+n\cdot t_{\mathrm{e\,neu}}=978$ Minuten. Damit wurde die gesamte Auftragszeit um ca. 20 % reduziert.

Antwort 32.3

Da die Losgrößen relativ klein und nicht konstant sind, die Arbeitsinhalte und Maschinenfolge jedoch sehr ähnlich, bietet sich hier die belastungsorientierte Auftragsfreigabe (BOA) an.

Antwort 32.4

Das Gliederungskriterium der Gruppenfertigung ist eine Werkstückgruppe. Daher ist die Fähigkeit zur Anpassung an veränderte Marktsituationen eingeschränkt. Außerdem benötigt die Gruppenfertigung sehr qualifizierte und flexible Mitarbeiter.

Im Normalfall ist die Auslastung niedriger als bei der Werkstättenfertigung, da die Maschinen nicht so universell eingesetzt werden können.

Antwort 32.5

Ein Bearbeitungszentrum ist für kleinere Stückzahlen geeignet und ermöglicht ein hauptzeitparalleles Rüsten. Bei Werkstücken, die mehrseitig zu bearbeiten sind, wäre eine fünf-achsige Maschine die beste Wahl, da dann keine Umspannvorgänge mehr erforderlich sind.

Aufgaben

Im Folgenden finden Sie Aufgaben zu dem im Kapitel besprochenen Thema. Wenn es sich um Rechenaufgaben handelt, ist der Schwierigkeitsgrad angegeben (• leicht, •• mittel, ••• schwer), und eine Ergebniszeile zeigt das zu erwartende Ergebnis.

Die Lösungen zu allen Aufgaben finden Sie auf der Internetseite des Buches.

32.1

••  Ein Bauteil aus 1.0715 mit Rohrgewinde G-½-A (Grundköper einer Schneidringverschraubung) soll mit einer Stückzahl von 1000 pro Stunde hergestellt werden. Es stehen zwei Fertigungsverfahren zur Auswahl: Bearbeitung auf einem Drehautomaten oder mehrstufige Umformung. Die erforderlichen Daten zur Berechnung der Stückkosten sind in der Tabelle aufgelistet. Führen Sie eine Stückkostenberechnung durch.

Herzustellender Grundköper einer Schneidringverschraubung

Table 4 Daten zur Stückkostenberechnung

Resultat: Aus den gegebenen Daten muss zuerst die erforderliche Maschinenzahl berechnet werden. Aus der Taktzeit ergeben sich vier Drehautomaten oder alternativ eine Umformmaschine. Die Nutzungszeit beträgt jährlich 3840 h (240 Arbeitstage $\times$ 8 h pro Schicht $\times$ 2 Schichten pro Tag). Daraus lassen sich folgende Kosten in €/h ermitteln:

Table 5 Kostenberechnung in €/h

32.2

•••  Erstellen Sie aus folgenden Angaben zur Herstellung eines Produktes einen Netzplan nach der MP-Methode und kennzeichnen Sie den kritischen Pfad.

Table 6 Fertigungsdaten zur Netzplanerstellung

Resultat: