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MicroBatchFlow

Ent­wick­lung von Fließkonzepten in der Montage variantenreicher Kleinserien unter Berücksichtigung technisch-wirtschaftlicher Aspekte

(Projektlaufzeit: April 2014 bis August 2016;  Projektbearbeitung erfolgt durch RIF e.V., Abteilung Ar­beits- und Pro­duk­tions­sys­te­me, Abteilung Produktionsautomatisierung)

Problemstellung

Die star­ke Erweiterung der Produktspektren im Zuge der Mass-Customization in Kombination mit dem stagnierenden Nachfrage¬wachstum in den Märkten der Industrienationen führt zu sinkenden Produktions¬volumen je angebotener Variante und starken Schwankungen des Typ-Mengen-Mix. Folglich wer­den flexible Produktionsprozesse benötigt, die in der Lage sind, die Kundenaufträge trotz hoher Variabilität und kleiner Serien effizient zu erfüllen. Der Zwang zur Steigerung der Effizienz der Produktionsprozesse und damit der Wettbewerbsfähigkeit wird im Zuge der Globalisierung durch den zunehmenden Wettbewerbsdruck weiter ver­stärkt. Ein Ansatzpunkt zur Effizienzsteigerung unter den Gesichtspunkten schlanker Produktions¬systeme ist die konsequente flussorientierte Pro­duk­tion. Insbesondere die Pro­duk­tion in getakteten Fließlinien setzt jedoch ein möglichst homogenes Produktspektrum voraus, für die die Austaktung der Linie, also die Zuordnung von Arbeitsvorgängen zu Arbeitsstationen der Linie, mittels Ver­fah­ren des Operations Research vorgenommen wer­den kann.

In der Montage von Kleinserien variantenreicher Produkte kön­nen die Ver­fah­ren zur Austaktung, die für die Großserie ent­wi­ckelt wurden, nicht ver­wen­det wer­den. Die hohe Anzahl individueller Produkte und deren Varianten führen zu komplexen Produktionsprozessen und steigenden An­for­der­ungen in der Organisation der Pro­duk­tion, da sich die Montageaufgaben häufig un­ter­schei­den. Die Folge ist eine aufwändige Austaktung der Fließlinie,  da für jedes Produkt eine spezifische Zuordnung von AVO und Stationen gewählt, die Linie entsprechend häufig umgerüstet und die Materialbereitstellung daran angepasst wer­den muss. Dieser hohe Aufwand bei der Austaktung und im operativen Betrieb von Fließlinien kann in den meisten Fällen nicht durch die Vorteile der Flussorientierung gerechtfertigt wer­den. In der Konsequenz wer­den die Produkte häufig mengenteilig, in einer verrichtungs¬orientierten Pro­duk­tion hergestellt, da hier keine Detailplanung zur Verteilung der Arbeitsinhalte notwendig ist, auf Schwankungen im Typ-Mengen-Mix leichter reagiert wer­den und die Kapazitätsplanung auftragsbezogen auf aggregierter Ebene erfolgen kann.

Zielsetzung

Ziel des Forschungsvorhabens MicroBatchFlow ist die Ent­wick­lung eines Verfahrens, das im Umfeld der variantenreichen Kleinserienmontage die Konzeption von Fließkonzepten ermöglicht. Als ein Fließkonzept wird im Rah­men des Forschungsvorhabens die Kombination aus der Auswahl der auf der Linie zu montierenden Produkte, der Gestaltung der Fließlinie und deren operative Steuerung bezeichnet.

Vorgehensweise

Das Forschungsvorhaben gliedert sich in sieben Arbeitspakete in denen drei Teilsystematiken ent­wi­ckelt und im letzten Arbeitspaket zusammengeführt wer­den. Die Arbeitspakete 1 und 2 haben die Erarbeitung eines Ansatzes zum Ziel, der aus der Gesamtheit der zu montierenden Produkte solche auswählt, die aufgrund der Produkt- wie Prozessdaten hinreichend ähnlich sind, um ge­mein­sam auf einer Fließlinie montiert zu wer­den, ohne dass Rüstaufwände in der Linie anfallen. Die Arbeitspakete 3 und 4 bauen auf diesen Ergebnissen auf und un­ter­su­chen, wie für die so identifizierten Produktgruppen geeignete Linienaustaktungen erstellt wer­den kön­nen. Im letzten Schritt wird in den Arbeitspaketen 5 und 6 eine Teilsystematik ent­wi­ckelt, die unter Berücksichtigung der be­stimm­ten Produktgruppen den jeweiligen Linienaustaktungen und den daraus resultierenden Rüstaufwänden, eine geeignete Produktionsreihenfolge der un­ter­schied­lichen Produktgruppen bestimmt. Im letzten Arbeitspaket 7 wer­den diese Teilsystematiken zusammengefasst und in einen Demonstrator überführt.

Förderhinweis

Das IGF-Vorhaben (18170) der Forschungsvereinigung Ge­sell­schaft für Verkehrsbetriebswirtschaft und Logistik e.V. - GVB, Wiesenweg 2, 93352 Rohr wird über die AiF im Rah­men des Pro­gramms zur För­de­rung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deut­schen Bundestages ge­för­dert.

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Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

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Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.

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