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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Logistik II
Vorlesung 7
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Fabrikplanung- Vorlesung 7 -
Logistik II
Vorlesungsbetreuer:Dipl.-Ing. T. Hö[email protected] 53B R. 527Tel.: 80-27391
V7 Seite I
Lernziele der Vorlesung:
• Überblick über Hilfsmittel und Vorgehensweisen zur Layoutplanung
• Kennenlernen und Bestimmung der Verwendung von Anordnungsverfahren sowie derClusteranalyse
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Logistik II
Vorlesung 7
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Gliederung der Vorlesungsreihe Fabrikplanung
V = Vorlesung
Standortplanung I, II
V2 V3
V1: Einführung
V8: Summary
Betriebsmittel
Highlights
Anforderungen an die FabrikplanungEinordnung in die Unternehmensplanung
Beispiele
Prozesse
FabrikplanungsprozesseBranchenspezifika
Production Systems I, II
V4 V5
Logistik I, II
V6 V7
Case: Visteon (Serie)Case: EMAG (Einzel- und Kleinserie)
StandortwahlPlanung desWertschöpfungs-umfangs
TechnologieOrganisation in der Produktion
Beschaffungs-logistik
Materialfluss
Produktions-netze
Verteilung von Wertschöpfungs-umfängen
PersonalLean Production Distributions-logistik
Gebäude
StandorttypenMake or Buy Produktions-prinzipien
Produktions-logistik
Layoutkonzepte
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Vorlesung 7
Inhaltsverzeichnis Vorlesung 7:
Literaturverzeichnis der Vorlesung V7 Seite V
1. Strukturierung der Vorlesung Layoutplanung V7 Seite 1
2. Funktionsbestimmung V7 Seite 2Clusteranalyse V7 Seite 2Ideales Funktionsschema V7 Seite 3
3. Dimensionierung V7 Seite 4Flächenbedarfsermittlung auf Groblayoutebene V7 Seite 5
4. Strukturierung V7 Seite 8Anordnungsstruktur V7 Seite 9Materialflussanalyse V7 Seite 10Anordnungsoptimierung V7 Seite 12Ideales Blocklayout V7 Seite 17
5. Gestaltung V7 Seite 18Grundrissformen V7 Seite 19Konventionelle Fertigungsformen V7 Seite 22Integrierte Fertigungsformen V7 Seite 23
6. Detaillierung V7 Seite 24Anordnungsformen in der Montage V7 Seite 25Flächenbedarfsermittlung auf Detaillayoutebene V7 Seite 28
7. Übung Ü7 Seite 1
V7 Seite III
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Vorlesung 7
Literaturverzeichnis Vorlesung 7:
Aggteleky, B.: Fabrikplanung. Band 2.München, Wien: Carl Hanser Verlag 1982.
Bremer, G.-J.: Die Layoutplanung in der Fabrikplanung.München: Florentz 1979.
Dolezalek, C. M.: Planung von Fabrikanlagen.Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag 1973..
Eversheim, W., Schuh, G.: Produktion und Management >Betriebshütte<. Teil 2.Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag 1996.
Gienke, H., Kämpf R., Kühnle, H.: Unterschiede in modernen Organisationskonzepten.In: ebz-Beratungszentrum: http://www.ebz-beratungszentrum.de/Verglpages/Vergl_1_0.html, 18.10.2002.
Grundig, C.-G.: Fabrikplanung. Planungssystematik, Methoden, Anwendungen.München, Wien: Carl Hanser Verlag 2000.
Haberfellner, R. et al.: Systems Engineering. Methoden und Praxis.Zürich: Verlag Industrielle Organisation 2002.
Kettner, H., Schmidt, J., Greim, H.-R.: Leitfaden der systematischen Fabrikplanung. München, Wien: Carl Hanser Verlag 1984.
Naber, H. Dilling, U.: Das flexible Fertigungssystem des iwb. In: Die Neue Fabrik. Denkmodelle und Pilotanlagen. Landsberg:
Verlag moderne Industrie 1991.
Nelson, A., Harvey, F.A.: Technologies for Training and Supporting your Agile Workforce.In: Creating Agile Organizations, Models, Metrics and Pilots. Proceedings 4th Agility Forum Annual Conference. Agility Forum, Bethlehem, P.A., 1995..
Schmigalla, H.: Fabrikplanung. Begriffe und Zusammenhänge.München, Wien: Carl Hanser 1995.
Warnecke, H.-J.: Der Produktionsbetrieb. Eine Industriebetriebslehre für Ingenieure.Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag 1984.
Westkämper, E.: Fabrikbetriebslehre I. Vorlesung 5. Produktionskonzepte I:Teilefertigung. 2001.
Wiendahl, H.-P.: Analyse und Neuordnung der Fabrik.Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag 1991.
Wiendahl, H.-P.: Betriebsorganisation für Ingenieure.München, Wien: Carl Hanser Verlag 1997.
Wirth, S.: Flexible Fertigungssysteme.Heidelberg: Hüthig Buch Verlag 1990.
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Strukturierung der Vorlesung Logistik II
10. Anordnungsformenin der Montage
Funktions-bestimmung
RealplanungIdealplanungGrobplanung Feinplanung
Dimen-sionierung Strukturierung Gestaltung Detaillierung
1. Clustereinheitenund Funktionsschema
2. Flächenbedarfs-ermittlung
3. Anordnungsstruktur 7. Grundrissformen
5. Anordnungs-optimierung
8. KonventionelleFertigungsformen
9. IntegrierteFertigungsformen
11. Flächenbedarfs-ermittlung auf Detail-
layoutebene
4. Materialflussanalyse
6. Ideales Blocklayout
Funktionsschema
BETRIEBSMITTEL?PERSONAL?
FLÄCHEN?INVESTITIONEN?
Dimensionierungs-größen Ideallayout Reallayout Ausführungsprojekt
Strukturierung der VorlesungIn diesem Bild sind die Kernfunktionen und Bearbeitungsinhalte der Planungsphasen Grob- und Feinplanung schematisiert und ablaufbezogen dargestellt. Erkennbar ist, dass die Lösungsentwicklung in aufeinander aufbauenden, präzisierenden Schritten erfolgt, dieser Ablauf damit den Planungsgrundsätzen “Grob zu Fein” bzw. gestufter Planung entspricht. Es wird deutlich, dass die Grobplanung die entscheidende Planungsphase zum Entwurf von Lösungsprinzipien und -varianten darstellt. Das heißt, sie deckt den eigentlichen Entwicklungsprozess ab, daher auch als Fabrikstrukturplanung bezeichnet. Damit wird der schöpferische Anteil gerade dieser Planungsphase am Gesamtprozess der Fabrikplanung deutlich mit entsprechenden Folgerungen auf den Personaleinsatz und das Projektmanagement. Die sich anschließende Planungsphase Feinplanung beinhaltet die detaillierte Feinplanung der zu realisierenden Vorzugs- bzw. Entscheidungsvariante bis zur Ausführungsreife (Ausführungsprojekt).
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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1. Clusteranalyse
Darstellung im Dendrogramm
Prinzip der ClusterbildungAllg. Vorgehen Clusterverfahren
Mathematische Repräsentation der Daten
in Objektdatenmatrix
Aufbereitung, Verdichtung und Bereinigung der Daten
Bestimme Ähnlichkeiten (Distanzmaße) der Objekte
Wähle Grenzdistanz und beurteile die gefundene
Lösung
Lösung in Ordnung?
Nein
Fertig
Ja
x
x x
x
xx
x
x
x
x
xx
x
xx
xx x
Eigenschaft 1
Eig
ensc
haft
2
x
x x
x
xx
x
x
x
x
xx
x
xx
xx x
Eigenschaft 1
Eig
ensc
haft
2
Clusteranalyse
Das Auffinden von Ähnlichkeiten wird vor allem durch die Clusteranalyse unterstützt. Sie stellt eine Reihe von Verfahrensvarianten zur Verfügung, welche ihren Ursprung hauptsächlich in heuristischen, teilweise aber auch statistischen und entscheidungstheoretischen Überlegungen haben. Im Kern geht es darum, in einer komplexen Struktur Objekte mit ähnlichen Eigenschaften zu erkennen und diese in sog. Clustern (engl.: Haufen) zu bündeln. Bei einer entsprechenden Strukturierung können auf dieser Basis z. B. Synergieeffekte (bspw. Segmentierung der Produktion) angestrebt werden.
Voraussetzung ist, dass alle zu analysierenden Elemente durch numerisch formulierbare Merkmale charakterisiert werden können. Diese Zuordnung wird in der sog. Objektdatenmatrix zum Ausdruck gemacht. Die dort enthaltenen Daten werden im nächsten Schritt bereinigt, das heißt bspw., dass Ausreißer aufgedeckt und eliminiert oder normiert werden. Davon ausgehend werden die Cluster entweder auf der Basis eines Ähnlichkeitsmaßes (für Binärzahlen bspw. nach Tanimoto) oder eines Distanzmaßes (z. B. das euklidische Distanzmaß) gebildet.
Bei den sog. Unscharfen Clusterverfahren werden für die einzelnen Objekte Wahrscheinlichkeiten angegeben, mit denen sie zu bestimmten Clustern gehören, wobei sich die einzelnen Cluster auch überschneiden können. Dagegen ordnen disjunkte Verfahren jedes Objekt genau einer Klasse zu. Für produktionstechnische Anwendungen typisch sind vor allem hierarchische Verfahren. Als Ergebnis ergibt sich jeweils eine Hierarchie disjunkter Cluster, die oft in Form eines Dendrogramms dargestellt wird. Auf der senkrechten Achse sind die Distanzen der einzelnen Gruppen aufgetragen. Je nach Wahl der Grenzdistanz ergeben sich daraus unterschiedlich viele Cluster, die in der Folge problemspezifisch bewertet werden müssen.
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1. Ideales FunktionsschemaIdeales Funktionsschema eines
Fertigungsbetriebes
Waren-eingangslager
Warenannahme,Eingangskontrolle
Stanzen, PressenLaser Sägen
Schweißen
Lackieren
Sandstrahlen
Vormontage,Bauteilmontage
Endmontage
Endkontrolle,Verpacken VersandFertigwarenlager
Verzinken
Unmaßstäbliche Verknüpfung der Funktionseinheiten
Funktionseinheiten unterscheiden sich je nach Planungsebene (Fabrik, Betriebsbereich, Produktionseinheit, Arbeitssystem)
In der Regel Abbildung von Hauptfunktionen
Erweiterbar auf Konzeption indirekter Bereiche (Auftragsabwicklung, Arbeitsvorbereitung)
Ziel und Hauptzweck
Zuordnung der Funktionseinheiten unter dem Aspekt minimaler Wege ohne Berück-sichtigung realer Randbedingungen
Eigenschaften
Ideales FunktionsschemaUnter Berücksichtigung der vorgegebenen technologischen Notwendigkeiten (Fertigungstechnische Anforderungen, Raumanforderung usw.) und des Produktstrukturplans erfolgt eine ablauf- und funktionsgerechte Zuordnung der Funktionseinheiten in einem idealen Funktionsschema [Ket84: 101]. Ein ideales Funktionsschema stellt die unmaßstäbliche Verknüpfung der auf der jeweiligen Planungsebene betrachteten Funktionen dar, für die Ressourcen (Personal, Betriebsmittel, Fläche) erforderlich sind. Je nach Planungsstufe und –tiefe, Größe und Organisationsform der zu planenden Struktureinheiten können so die erforderlichen Funktionen einer ganzen Fabrik, eines Betriebsbereichen, einer Produktionseinheit oder eines einzelnen Arbeitssystems abgebildet werden.Diese Darstellung beschränkt sich i. allg. auf die Hauptfunktionen des Produktionsbereichs, sie ist aber auch auf die Konzeption indirekter Struktureinheiten (z.B. Auftragsabwicklung oder der Arbeitsvorbereitung) übertragbar. Der Hauptzweck des idealen Funktionsschemas ist es, die Zuordnung der Funktoseinheiten im Produktionsprozess unter dem Gesichtspunkt kurzer Transportwege zu verdeutlichen, ohne Rücksicht auf reale Gegebenheiten und Randbedingungen nehmen zu müssen. Dadurch wird eine klare und übersichtliche Vorstellung über die betrieblichen Abläufe und die gegenseitigen Beziehungen der einzelnen Funktionseinheiten vermittelt.
Quelle: in Anlehnung an Kettner
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Strukturierung der Vorlesung Layoutplanung
10. Anordnungsformenin der Montage
Funktions-bestimmung
RealplanungIdealplanungGrobplanung Feinplanung
Dimen-sionierung Strukturierung Gestaltung Detaillierung
1. Clustereinheitenund Funktionsschema
2. Flächenbedarfs-ermittlung
3. Anordnungsstruktur 7. Grundrissformen
5. Anordnungs-optimierung
8. KonventionelleFertigungsformen
9. IntegrierteFertigungsformen
11. Flächenbedarfs-ermittlung auf Detail-
layoutebene
4. Materialflussanalyse
6. Ideales Blocklayout
Funktionsschema
BETRIEBSMITTEL?PERSONAL?
FLÄCHEN?INVESTITIONEN?
Dimensionierungs-größen Ideallayout Reallayout Ausführungsprojekt
Strukturierung der VorlesungIn diesem Bild sind die Kernfunktionen und Bearbeitungsinhalte der Planungsphasen Grob- und Feinplanung schematisiert und ablaufbezogen dargestellt. Erkennbar ist, dass die Lösungsentwicklung in aufeinander aufbauenden, präzisierenden Schritten erfolgt, dieser Ablauf damit den Planungsgrundsätzen “Grob zu Fein” bzw. gestufter Planung entspricht. Es wird deutlich, dass die Grobplanung die entscheidende Planungsphase zum Entwurf von Lösungsprinzipien –und varianten darstellt. Das heißt, sie deckt den eigentlichen Entwicklungsprozess ab, daher auch als Fabrikstrukturplanung bezeichnet. Damit wird der schöpferische Anteil gerade dieser Planungsphase am Gesamtprozess der Fabrikplanung deutlich mit entsprechenden Folgerungen auf den Personaleinsatz und das Projektmanagement. Die sich anschließende Planungsphase Feinplanung beinhaltet die detaillierte Feinplanung der zu realisierenden Vorzugs- bzw. Entscheidungsvariante bis zur Ausführungsreife (Ausführungsprojekt).
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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Anwendung
Genauigkeit
Planungs-ergebnis
Planungs-größen
2. Flächenbedarfsermittlung: Methoden zur Flächenplanung
Handarbeitsfläche
Sozialfläche
Planungsfläche
Verwaltungsfläche
Nebenflächen
Personen-bezogene
Kennzahlen
Fertigungsfläche
Montagefläche
Lagerfläche
Verwaltungsfläche
Nebenflächen
Leistungs-bezogene
Kennzahlen
Flächen ent-sprechend den Einzelfunktionen des Produktions-ablaufs
Maschinen-grundfläche
Bedienungsfläche
Wartungsfläche
Lagerfläche
Transportfläche
Funktions-bezogene
Kennzahlen
Maschinen-bezogene
Kennzahlen
Grobplanung Feinplanung
mittelgering groß
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2. Flächenbedarfsermittlung: Gliederung der FlächenanteileGrundfläche
- Maschinengrundfläche- Handarbeitsplatzgrundfläche
Nicht nuztbare Geschossfläche- Dachgeschoss- Stützen
Bruttogeschossfläche
Baulich bedingte Verkehrsfl.- Treppe- Aufzugsschacht
Nettogeschossfläche
Nebenflächen- Abstellraum- Heizwerk
Verwaltungsfläche- Konstruktion- Arbeitsvorbereitung- Rechnungswesen
Nutzfläche
Prod.-bed. = produktionsbedingt
Prod.-bed. Lager- & Transportfl.- Transportweg- Rohteil- und Fertigteillager
Prod.-bed. Verwaltungsfläche,Sozialfläche
- Meisterräume- Waschräume
Produktionsfläche
Transport- und Verkehrsfläche- Flächen für Transporteinrichtungen
- Verkehrswege
Zwischenlagerfläche- Werkstücklager,- Transportmittellager
Bereitstellungsfläche- Werkzeugschrank- Vorrichtungsablage
Zusatz- und Hilfsflächen- Maschinensteuerschrank- Hilfsaggregate
Fertigungs- & Montagefläche
Wartungsfläche- Flächen zumAbschmieren, Instandhalten
Bedienungsfläche- Flächen zum
Rüsten, Spannen
Arbeitsplatzfläche
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2. Flächenbedarfsermittlung: Flächenabhängiger Kostenverlauf
Legende: KR = Raumkosten; KT = Transportkosten; KS = Kosten durch Betriebsstörung; KL = Lagerkosten
Gesamtkosten K
K = KR + KT + KS + KL
KL
KS
KT
KR
Kosten
Produktionsfläche
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RaumkostenDegressiver Verlauf der Kostenkurve aufgrund abnehmender qm-Preise bei größeren Flächen.TransportkostenTransportkosten sind zunächst fallend, da bei sehr kleiner Produktionsfläche erschwertes Handling der Teile auf engem Raum zeitaufwendig und kostenintensiv ist. Bei großen Produktionsflächen führen die langen Transportwege wiederum zu steigenden Transportaufwendungen.Kosten durch BetriebsstörungBei sehr kleiner Produktionsfläche sind Wartungs- und Instandhaltungsflächen sehr begrenzt ausgelegt und verteuern damit Reparaturen bei Betriebsstörungen. Ist die Produktionsfläche deutlich größer als das Optimum, steigen die Kosten an, da lange Wege und ein großer Verantwortungsbereich der Monteure zu langen Wartezeiten- und Ausfallzeiten führen.LagerkostenAufwendige Lagersysteme und hohe Initialkosten führen bei geringer Produktionsfläche zu hohen Lagerkosten. Bei großer Produktionsfläche können einfachere Lagersysteme benutzt werden und Anschaffungskosten werden aufgrund des Skaleneffektes relativ betrachtet günstiger.
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Strukturierung der Vorlesung Layoutplanung
10. Anordnungsformenin der Montage
Funktions-bestimmung
RealplanungIdealplanungGrobplanung Feinplanung
Dimen-sionierung Strukturierung Gestaltung Detaillierung
1. Clustereinheitenund Funktionsschema
2. Flächenbedarfs-ermittlung
3. Anordnungsstruktur 7. Grundrissformen
5. Anordnungs-optimierung
8. KonventionelleFertigungsformen
9. IntegrierteFertigungsformen
11. Flächenbedarfs-ermittlung auf Detail-
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4. Materialflussanalyse
6. Ideales Blocklayout
Funktionsschema
BETRIEBSMITTEL?PERSONAL?
FLÄCHEN?INVESTITIONEN?
Dimensionierungs-größen Ideallayout Reallayout Ausführungsprojekt
Strukturierung der VorlesungIn diesem Bild sind die Kernfunktionen und Bearbeitungsinhalte der Planungsphasen Grob- und Feinplanung schematisiert und ablaufbezogen dargestellt. Erkennbar ist, dass die Lösungsentwicklung in aufeinander aufbauenden, präzisierenden Schritten erfolgt, dieser Ablauf damit den Planungsgrundsätzen “Grob zu Fein” bzw. gestufter Planung entspricht. Es wird deutlich, dass die Grobplanung die entscheidende Planungsphase zum Entwurf von Lösungsprinzipien –und varianten darstellt. Das heißt, sie deckt den eigentlichen Entwicklungsprozess ab, daher auch als Fabrikstrukturplanung bezeichnet. Damit wird der schöpferische Anteil gerade dieser Planungsphase am Gesamtprozess der Fabrikplanung deutlich mit entsprechenden Folgerungen auf den Personaleinsatz und das Projektmanagement. Die sich anschließende Planungsphase Feinplanung beinhaltet die detaillierte Feinplanung der zu realisierenden Vorzugs- bzw. Entscheidungsvariante bis zur Ausführungsreife (Ausführungsprojekt).
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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3. Bestimmung der Anordnungsstruktur
Produkt A
Produkt
BProdukt C
Baugruppenmontage
A B C D E
Endmontage
Baueinheiten
Versand
Lager
Hydrau-liker
Mecha-niker
Elek-triker
Blech-schlosser
Mechaniker
Produktorientiert
Montage-vorrich-tungen
Prüf-stand
Lackie-rerei
Kran
Materialflussorientiert
Personalqualifikations-orientiert
Fertigungsform-orientiert
Betriebsmittel-orientiert
Produktstruktur-orientiert
Produktorientierung. Bei der produktorientierten Strukturbildung erfolgt eine Trennung in Produktgruppen, die in ihrer Funktion, Bauart und Marktausrichtung prinzipiell unterschiedlich sind und dadurch unabhängige Einheiten ergeben. Anhand des prognostizierten Produktionsvolumens muss entschieden werden, ob sich der Aufbau von eigenständigen Einheiten unter Auslastungsgesichtspunkten lohnt. Die Produktorientierung stellt in gewisser Weise ein übergeordnetes Konzept dar, da jede produktorientierte Einheit die gesamte Wertschöpfungskette der nachfolgenden Strukturierungsebenen beinhaltet, wodurch innerhalb eines Produkts eine weitere Aufteilung unter weiteren Strukturierungsprinzipien nötig wird. Beispiel: Eine Firma stellt Schraubzwingen, Möbelrollen und Mülleimer her und produziert diese jeweils in einem separaten Gebäude.Materialflussorientierung.Dieses Strukturierungsprinzip weist eine produktbezogene Gliederung mit einer Hauptmaterialflussrichtung auf und ist für unterschiedliche Produktgruppen mit ähnlichen technologischen und ablaufbedingten Anforderungen geeignet. Diese Einteilung bietet die Möglichkeit, die Struktureinheiten entsprechend den bestehenden Materialversorgungs- und -entsorgungsbedingungen, den vor- und nachgelagerten Einheiten sowie dem Transportsystem anzupassen. Diese Einheiten werden im Layout entsprechend dem Materialflussaufkommen und der Richtung des Materialflusses angeordnet. Beispiel: In der Walzstraße eines Stahlwerks werden in hintereinander geschalteten Anlagen 10 mm, 5 mm und 2 mm Bleche hergestellt. Personal- / Tätigkeitsorientierung.Bei dieser Form der Aufteilung werden die Einheiten nach der benötigten Personalqualifikation oder den durchzuführenden Tätigkeiten gebildet. Die qualifikationsbezogene Einteilung der Einheiten richtet sich in erster Linie nach der Personalart und nach der Erfordernis eigenständiger Kompetenzbereiche. Neben der reinen Arbeitsaufgabe stehen hier aber auch Personalfragen wie Entlohnungssysteme, Arbeitszeitmodelle und das Selbstverständnis der Mitarbeiter im Vordergrund. In einem Kalibrierlabor werden Know-how und Prüftechnologie konzentriert, um zentral Kalibriertätigkeiten durchzuführen. Fertigungsformorientierung. Treten innerhalb einer Produktgruppe Varianten mit hohen Stückzahlen und solche mit relativ geringen Stückzahlen auf, kann innerhalb einer produktorientierten Einheit entlang der Logistikkette eine Trennung in fertigungsformorientierte Bereiche erfolgen. Es entstehen parallele Einheiten, die wiederum die gesamte Wertschöpfungskette des entsprechenden Bereichs beinhalten. Beispiel: Produktvarianten mit hohen Stückzahlen (sog. Renner) werden auf einer automatisierten Linie in Serie gefertigt. Varianten mit mittleren Stückzahlen (sog. Läufer) werden auf flexiblen, verketteten Einrichtungen produziert. Sondervarianten (sog. Exoten) werden in Werkstattfertigung hergestellt. Betriebsmittelorientierung. Ausschlaggebend für eine Einteilung in betriebsmittelorientierte Einheiten können der Einsatz von Spezialmaschinen, die Trennung aufgrund vonunterschiedlichen Umweltanforderungen sowie Arbeitsschutzvorschriften sein. Eine zentrale Rolle können die Verfügbarkeit von Energieanschlüssen sowie die Be- und Entlüftungseinrichtungen bei der Verarbeitung von gefährlichen Gütern spielen. Zudem kann der Traglast- und Einsatzbereich der Hallenkrane ein wesentliches Kriterium darstellen. Dieser Typ der Bereichseinteilung erfordert jedoch einen erhöhten Synchronisationsaufwand der Struktureinheiten. Beispiel: Betriebsmittel für Präzisionsbearbeitung werden zusammen in einem klimatisierten, schwingungsisolierten Raum aufgestellt, um die geforderte Genauigkeit zu erreichen. Produktstrukturorientierung.Durch die Gliederung in Einheiten entsprechend den Integrationsebenen eines Produkts (Vor- bzw. Baugruppenmontage, Endmontage usw.) ergeben sich produktstrukturorientierte Einheiten, die über ihre Ecktermine miteinander verknüpft sind. Beispiel: Ein Automobilhersteller montiert in einer Vormontagezone Autotüren und stellt diese zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort des Endmontagebandes bereit.
In der Praxis besteht selten die Möglichkeit, sich auf ein einziges Prinzip festzulegen. Die Schwierigkeit für die reine Anwendung eines Prinzips liegt, insbesondere in der Einzel- und Kleinserienfertigung, häufig darin, dass die Kapazitäten und die Stückzahlen nicht ausreichen, um z.B. produkttyp- bzw. variantenspezifische Einheiten zu schaffen.Praxistaugliche Lösungen für die Abgrenzung von Struktureinheiten stellen meist Mischformen dar, die durch die Überlagerung verschiedener Strukturierungsprinzipien entstehen.
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4. Materialflussanalyse: Visualisierung der Materialflüsse
Mengen-Wege-BildSankey-Diagramm
Waren-eingangslager
Warenannahme,Eingangskontrolle
Stanzen, PressenLaser Sägen
Schweißen
Lackieren
Sandstrahlen
Vormontage,Bauteilmontage
Endmontage
Endkontrolle,Verpacken VersandFertigwarenlager
Verzinken
600
300
100100
20
100
300
507 100
800
8 20
500900
50
40
5
5
20800
800
5
700
Stck. pro Tag
100
270270
270
270270
270
264
261
263262
265
250
BereitstellungsflächeSchw
eißerei
Werk I W
A
Werk I W
A
Sperrfläche
Gabelstapler
Ladestation
Hübner
Leiter Logistik
Büro WE
WE W
erk III
Mess-
raum Straße
WE- Fläche "103"
Waage
FEWA
LAGER
KAR
DER
Liegefläche
Kopfbettenm
ontage
Putzarbeitsplätze
275
PufferAusgang
Eingang
275275
250
295
280
280Verpackung
PC
276
276 Heizung
230
270
"Bock"
219
219223202220
220
220
223221
250
203
231
233
219
Puffer Ausgang 222
für Nacharbeit
236
222Eingang
Puffer Ausgang 236
205
201201Richten +
... Eingang
205 206206
222
i.O.
Puffer SchichtgutLiegefläche
Eingangs-puffer
Neut ro l i sa t ion Pu lvera n lage
Han dsc hw eißlehren
Schweißerei
EingangspufferSandfunker
215216
215216
Ausgangs-puffer
Eingang
250
Gehä nge
200
270270
270270270
Nach-
arbeits-platz
SperrflächeEndkontrolle
Prüfautomat
BereitstellungEingangspuffer 270
Pausenraum"M
osché"
240
240
? 240
reinerLötplatz
WIG
WIG
Regal Lehren Handschweißen
201Puffer
Puffer
Absaugung
241
201
Absaugung Handschleifplätze
201
Puffer Ausgang
237
237
EingangsPuffer
236
210
236
Rohrricht-anlage
Fertigwarenlager
Waren-eingangslager
SägenStanzen, Pressen
Verz
inke
n
Lack
iere
n
Endmontage
Schw
eiße
nVo
rmon
tage
,B
aute
ilmon
tage
Lase
r
100
7
8
20
700
500
50
900
50
800
Sand
stra
hlen
800
300
800
300
600
5
5
20
40
100
EndkontrolleVerpackung
100
100100
5100
Materialflussanalyse: Visualisierung der MaterialflüsseBei der Materialfußuntersuchung wird auf der Basis des Mengengerüsts das Materialflussaufkommen bestimmt. Dabei werden folgende Daten ermittelt:- die Art und Ausdehnung, evtl. auch das Gewicht der zu transportierenden Objekte sowie- die Mengen, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums an einen bestimmten Ort bewegt werden müssen
Für die Vernetzung sind diese Daten durch eine Materialflussaufnahme zu erheben. Dabei werden die Materialflussbeziehungen eines repräsentativen Produktspektrums innerhalb eines repräsentativen Zeitraums analysiert, um daraus den physischen Materialfluss abzuleiten. Zur Ermittlung repräsentativer Produkte gibt es drei Methoden:- Betrachtung von Zufallsteilen (nur sinnvoll bei sehr großer Artikelmenge),-Vertreter von Teilefamilien mit Zuordnung zu den Umsatzzahlen (nur mögliche, wenn Teilefamilien identifiziert werden können),-ABC-Analyse (zuverlässigste Methode)
Zur Wahl eines repräsentativen Zeitraums sind ungeeignet:- Perioden saisonaler Höchst- und Tiefstwerte des Umsatzes oder der Produktionsbelastung,- Perioden mit starker Verschiebung des Produktionsprogramms (Modeartikel, Weihnachtsortimente, usw.).
Das Sankey-Diagramm ist wegen seiner einfachen und übersichtlichen Darstellung die geeignetste Form zu Visualisierung der Materialflussbeziehungen. Es berücksichtigt lediglich die Reihenfolge der Logistik-Einheiten aber nicht deren tatsächliche räumliche Anordnung. Es gibt einen ganzheitlichen Überblick über die komplexen Materialflussbeziehungen im Produktionsablauf, bildet die Hauptmaterialflussströme ab und zeigt die Materialflussstärken durch die breite der Verbindungslinien an. Die Materialflussuntersuchung stellte eine wichtige Informationsbasis für folgende Planungsaufgaben dar:- Dimensionierung der Struktureinheiten-Anordnung der Struktureinheiten unter dem Gesichtspunkt der Materialflussoptimierung-Festlegung von Kommissionierfunktionen-Festlegung der Lager- und BereitstellorganisationDer Nachteil des Sankey-Diagramms, nämlich keine räumliche Anordnung wiedergeben zu können und keine Entfernung darstellen zu können, wird durch das Mengen-Wege-Bild behoben. das Mengen-Wege-Bild lässt eine qualitative Beurteilung der räumlichen Zuordnung zu. Bei zahlreichen und zudem sich kreuzenden Materialströmen wird diese Darstellung jedoch rasch unübersichtlich.
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4. Materialflussanalyse: Materialflussmatrix/ Transportmatrix
Matrizendarstellung sinnvoll, wenn Stationenzahl > 10
Spalte SendestellenZeile Empfangsstellen
Matrix kann verschiedene Maßzahlen enthalten (Gewicht, Volumen, Anzahl der Teile, etc.)
Starke Transport-beziehungen können grafisch hervorgehoben werden
XFertigwaren-lager
100
100
140
X
100
40
800
X
800
510
5
X
500
5
405
X
100
300
5
100Endmontage
100Endkontrolle
8201021502080Summe
800X50Sandstrahlen
80020Lackieren
100Vormontage
50XVerzinken
81080010XSchweißen
900900XStanzen,
Pressen
700700XLaser
528500208XSägen
Nach
Von
Säge
n
Lase
r
Stan
zen,
Pr
esse
n
Schw
eiße
n
Verz
inke
n
Lack
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n
Sand
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hlen
Vorm
onta
ge
Endm
onta
ge
Endk
ontr
olle
Fert
ig-
war
enla
ger
Sum
me
Rückführungen im Materialfluss
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5. Anordnungsoptimierung: Übersicht der VerfahrenOptimale Zuordnung von Betriebseinheiten
Mathematische Zuordnungsverfahren Graphische Zuordnungsverfahren
Analytische Verfahren Heuristische Verfahren
ALDEP
CORELAP
Verfahren von Whitehead/ Elders
Verfahren von Hafez u.a
HEROS
Layout (II)
MODULAP
Verfahren von Martin
Ungleiche Flächen
Vertauschungsverfahren Kombinierte Verfahren Aufbauverfahren
CRAFT
Verfahren von Hillier/ Connors
Verfahren von Müller
PREP
Ungleiche FlächenDreieck-Verfahren
Viereck-Verfahren
Verfahren von Hillier
Umlaufverfahren von Kiehne
Kreisverfahren
SAT
Modifiziertes Dreieckverfahren von Schnabel
Gleiche FlächenVerschiebungs-Verfahren
LAY
Verfahren von Ahrens
RUGR-Verfahren
SPV-Methode von Zorn
Verfahren von Kiehne
…
Gleiche FlächenMethoden der Linearen Programmierung
Enumerations-verfahren
Branch-and-Bound-Methode
Methode der quadr. Progr.
Dynamische Programmierung
Analytische V.
KONUVER
SAT-LAY.PLAN
Mabetra
Kombinationen
Probierverfahren
Sankey-Diagramm
Kreisverfahren
Betriebsmittel/ -bereichsanordnung
Zur Lösung des Problems einer optimalen Betriebsmittelanordnung wurden zahlreiche manuelle und rechnergestützte Verfahren entwickelt, deren gemeinsames Zielkriterium in der Minimierung des Transportaufwandes liegt. Von den vier bestimmenden Komponenten des Fertigungsflusses (Material, Personal, Information, Energie) wird also der Materialfluss bei den meisten Verfahren als Optimierungskriterium ausgewählt. Die Berechtigung dieser Vereinfachung ist aus der Bedeutung des Materialflusses als wesentlicher Kostenfaktor und Schwerpunkt innerbetrieblicher Rationalisierungsmaßnahmen abzuleiten.
Die Zuordnung von Abteilungen oder Maschinen erfolgt auch heute noch weitgehend durch Probieren oder empirisches Vorgehen. Als Grundlage dienen Arbeitsablaufschemata, Transportmatrizen oder Transportdiagramme wie z.B. das Sankey-Diagramm.
Als Probierverfahren kann man die zeichnerische Erstellung von Zuordnungsalternativen bezeichnen, die mit betrieblicher sowie planerischer Erfahrung erarbeitet werden.
Bei den analytischen Verfahren kann die optimale Lösung für ein vorgegebenes Zielkriterium durch exakte Berechnung ermittelt werden. Der Rechenaufwand wird jedoch schon bei einer relativ geringen Anzahl anzuordnender Objekte sehr hoch, so dass diese Verfahren für die Fabrikplanung praktisch kaum eingesetzt werden.
Bei heuristischen Verfahren wird der Nachteil des großen Rechenaufwandes durch einfache Rechenvorschriften (Algorithmen) vermieden. Damit lässt sich zwar nicht immer ein Optimum, jedoch mit vertretbarem Aufwand eine relativ gute Lösung erreichen.
Weiterhin wird zwischen Verfahren unterschieden, die lediglich die Anordnung gleich großer Flächen erlauben und solchen, die unterschiedliche Flächengrößen berücksichtigen können.
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Logistik II
Vorlesung 7
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5. Anordnungsoptimierung: Graphische Zuordnungsverfahren
IST-Zustand
H E
A D
G F
B C
SOLL-Zustand
C H
A E
G B
D FAnordnung der Abteilungen/ Ressourcen auf Kreis
Darstellung der Beziehungen durch Verbindungslinien
Dicken der Linien entsprechen Wichtigkeit (bspw. Menge)
Umgruppieren durch Probieren bis wichtige Verbindungen nicht mehr durch Kreis laufen und dicht zusammen liegen
Vorgehen
Graphischen Verfahren liegt keine systematische Vorgehensweise zugrunde; Annäherung an Optimallösung erfolgt durch Probieren und beruht auf Erfahrung.
Kreisverfahren nach Schwerdtfeger
Graphische Zuordnungsverfahren
Als Vorstufe für eine mathematisch orientierte Anordnungsoptimierung kann die Zuordnung nach dem Kreisverfahren von SCHWERDTFEGER bezeichnet werden. Bei diesem Verfahren werden die Abteilungen oder Betriebsmittel auf einem Kreis bzw. den Eckpunkten eines Vielecks angeordnet und die Beziehungen zwischen ihnen durch Pfeile oder Verbindungslinien dargestellt. Durch Umgruppierungen wird versucht eine Anordnung zu erreichen, bei der die Einheiten mit den intensivsten Transportbeziehungen möglichst dicht beieinander liegen und die mengenmäßig wichtigen Beziehungen nicht quer durch den Kreis verlaufen, sondern linienförmig auf dem Kreisumfang angeordnet sind. Das Verfahren lässt damit auch erste Rückschlüsse auf die Möglichkeit einer Linienauslegung der Fertigung zu.
Allen graphischen bzw. konventionellen Verfahren ist gemeinsam, dass ihnen keine systematische Vorgehensweise zugrunde liegt und eine Annäherung an die Optimallösung nur durch Probieren bzw. mit Hilfe eines auf Erfahrung beruhenden Vorgehens erfolgen kann.
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5. Anordnungsoptimierung: AufbauverfahrenBeispiel: Modifiziertes DreiecksverfahrenAllg. Vorgehen Aufbauverfahren
Eingabedaten einlesen: Transportbeziehungen
Suche BM mit größtem Gesamtkontakt zu allen
anderen BM
Ordne dieses BM im Zentrum an
Bestimme alle Nachbarfelder
Suche BM, das zu den bereits angeordneten
den größten Kontakt hat
Ordne dieses BM dem günstigsten aller Nachbarfelder zu
Weitere BM vorhanden?
Fertig
JaNein
2 5 4
7 1 39
10 8
6
2 5 4
2 51. Schritt
2. Schritt
9. Schritt
…
Geeignet für manuelle Berechnungen
Unterschiede in Vorschriften zur Auswahl der Anordnungsreihenfolge und Art der Anordnung sowie berücksichtigte Einflussgrößen (Flächenform und -größe, Gebäudegrundriss, Sperrflächen)
Merkmale der Aufbauverfahren
Aufbauverfahren
Bei den Aufbauverfahren - häufig auch als konstruktive Verfahren bezeichnet - wird im ersten Schritt das Objekt bzw. Objektpaar mit der größten Transportintensität auf einen vorher definierten Platz (z.B. in einem Dreieck- oder Viereckraster) angeordnet.
In den folgenden Schritten werden dann jeweils die Betriebseinheiten ausgewählt und angeordnet, die zu den bereits platzierten Objekten die größte Transportintensität aufweisen. Das jeweils ausgewählte Objekt "umkreist" den bereits angeordneten Kern, bis der Anordnungspunkt mit dem günstigsten Zielwert gefunden ist.
Fast alle Aufbauverfahren basieren auf dem von BLOCH 1950 vorgestellten und von SCHMIGALLA weiterentwickelten Dreiecksverfahren. Da dieses Verfahren sich bei einer überschaubaren Anzahl von Anordnungsobjekten (max. 50) gut für die manuelle Berechnung eignet, wird es in der Praxis häufiger angewendet.
Die verschiedenen Aufbauverfahren unterscheiden sich in den Vorschriften für die Auswahl der Anordnungsreihenfolge und für die Art der Anordnung sowie in den berücksichtigten Einflussgrößen bzw. Randbedingungen. Hier sind neben der Flächenform und -größe besonders ein vorgegebener Gebäudegrundriss und freizuhaltende Sperrflächen zu nennen.
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5. Anordnungsoptimierung: VertauschungsverfahrenBeispiel: Ergebnis CRAFT-VerfahrenAllg. Vorgehen Vertauschungsverfahren
Ausgangslösung erforderlich
Unterschiede in Vorschriften, nach denen die zu vertauschenden Objekte ausgewählt werden
Schwierigkeiten bei Vertauschungen ungleich großer Flächen
Merkmale der Vertauschungsverfahren
Eingabedaten einlesen: Transportbeziehungen, Ausgangsanordnungen,
Anzahl der Vertauschungen
Vorgesehene # Vertauschungen
durchgeführt?
FertigJa
Führe zulässige stochastische
Vertauschung durch
Berechne Zielwert für die geänderte Anordnung
Neuer Zielwert besser?
Behalte Anordnung
bei
Mache Vertauschung
rückgängig
Ja Nein
Nein
Typisch beim CRAFT-Verfahren: unregelmäßige Form der Flächen
Vertauschungsverfahren
Bei den Vertauschungsverfahren wird eine vorhandene oder nach einfachen Gesichtspunkten manuell erstellte Anordnung der Betriebseinheiten als Ausgangslösung vorgegeben. Durch schrittweises Vertauschen einzelner Betriebseinheiten wird dann versucht, den Zielwert der Anordnung zu verbessern. Wenn keine weitere Verminderung des Zielwertes mehr erreicht wird bzw. eine vorgegebene maximale Anzahl von Vertauschungen durchgeführt worden ist, bricht das Verfahren ab. Der erreichbare Endzielwert hängt wesentlich von der Güte der Ausgangsanordnung ab.
Die Vertauschungsverfahren unterscheiden sich in ihrer Vorschrift, nach der die zu vertauschenden Objekte ausgewählt werden. Da die Vertauschung von Betriebseinheiten mit ungleich größeren Grundflächen mit Schwierigkeiten verbunden ist, bieten nur wenige Verfahren entsprechende Lösungsmöglichkeiten an. Die meisten Vertauschungsverfahren arbeiten mit Einheitsflächen und vorgegebenen Standorten in einem Dreieck- oder Viereckrasternetz.
Einer der ersten und auch bekanntesten Vertreter der Vertauschungsverfahren ist das CRAFT-Verfahren (Computerized Relative Allocation of Facilities Technique), das neben der Flächengröße auch den Umriss des Anfangslayouts und Fixpunkte berücksichtigt. Charakteristisch für dem CRAFT-Verfahren ähnliche Vertauschungsverfahren ist die unregelmäßige Form einiger Flächen, die eine nachträgliche Anpassung erforderlich macht (Idealplanung -> Realplanung).
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5. Anordnungsoptimierung: Kombinierte VerfahrenBeispiel nach Vertauschungs-SchrittBeispiel nach Konstruktions-Schritt
Nutzen Vorzüge von Aufbau- und Vertauschungsverfahren
Zunächst wird Ausgangslösung mittels Aufbauverfahren erzeugt
Im nächsten Schritt wird diese Lösung durch ein Vertauschungsverfahren optimiert
Merkmale der Vertauschungsverfahren
Kombinierte VerfahrenDie Kombinationsverfahren versuchen, die spezifischen Vorzüge von Aufbau- und Vertauschungsverfahren zu vereinen und ihre Nachteile zu eliminieren. So wird bei diesen Verfahren das Anfangslayout nicht willkürlich gewählt oder manuell erstellt, sondern durch ein konstruktives (Aufbau-) Verfahren errechnet. Im zweiten Schritt wird dann versucht, dieses bereits "voroptimierte" Layout durch ein Vertauschungsverfahren zu verbessern. Die unregelmäßige Außenkontur kann durch ein weiteres Teilprogramm einem vorgegebenen Gebäudegrundriss angepasst werden.Es hat sich gezeigt, dass praktischen Einsatz aufgrund der Vielzahl von Einflussfaktoren bei der Anordnung der Bereiche oder deren Betriebsmittel die einfacheren Verfahren, wie z. B. das Aufbauverfahren, schnell zu sinnvollen Ergebnissen führen und daher bevorzugt eingesetzt werden.Die heutigen Optimierungsverfahren zur Betriebsmittelanordnung liefern unter der Zielsetzung minimaler Transportleistungen gute, idealisierte Lösungen. Der Hauptnachteil dieser Verfahren liegt in der Beschränkung ihrer Zielsetzung auf den Transport. Die vom Rechner erzeugte Lösung darf daher stets nur als idealisierte Ausgangslösung betrachtet werden, die als gute Arbeitsbasis für die manuelle Überarbeitung durch den erfahrenen Planer dienen kann.Da es aufgrund des fakultativen Zusammenhangs zwischen der Anzahl der anzuordnenden Betriebseinrichtungen und der Zahl der Lösungsmöglichkeiten ausgeschlossen ist, ein objektives Optimum zu finden, muss die verbleibende Unsicherheit durch eine Entscheidung ausgeräumt werden. Das Hilfsmittel hierzu stellt eine systematische Bewertung dar. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, eine überschaubare Anzahl guter Lösungsvarianten einander gegenüberzustellen und diese vergleichend zu bewerten.
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6. Ideales flächenmaßstäblichen BlocklayoutFlächenmaßstäbliches Block-Layout
eines Fertigungsbetriebes
Warenannahme,
EingangskontrolleWareneingangslager
Sägen LaserStanzen,
Pressen
Schweißen
Verzinken Lackieren Sandstrahlen
Vormontage Endmontage
Versand FertigwarenlagerEndkontrolle,
Verpackung
Zusammenführung der Betriebsbereiche in ein Gebäuderaster
Möglichst weitgehende Einhaltung der idealen Zuordnung
Blocklayout gilt als Ideal-Grundriss bei Neuplanung oder Reorganisation
800 qm350 qm
350 qm 300qm 500qm
1150qm
200 qm600 qm350 qm
350 qm 800 qm
200 qm 600 qm 350 qm
Flächenmaßstäbliches BlocklayoutDie kompakte Zusammenführung der Betriebsbereiche in ein Gebäuderaster unter möglichst weitgehender Einhaltung der idealen Zuordnung ergibt schließlich das Block-Layout (Ideal-Layout) des Betriebes bzw. des untersuchten Betriebsteils.
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Strukturierung der Vorlesung Layoutplanung
10. Anordnungsformenin der Montage
Funktions-bestimmung
RealplanungIdealplanungGrobplanung Feinplanung
Dimen-sionierung Strukturierung Gestaltung Detaillierung
1. Clustereinheitenund Funktionsschema
2. Flächenbedarfs-ermittlung
3. Anordnungsstruktur 7. Grundrissformen
5. Anordnungs-optimierung
8. KonventionelleFertigungsformen
9. IntegrierteFertigungsformen
11. Flächenbedarfs-ermittlung auf Detail-
layoutebene
4. Materialflussanalyse
6. Ideales Blocklayout
Funktionsschema
BETRIEBSMITTEL?PERSONAL?
FLÄCHEN?INVESTITIONEN?
Dimensionierungs-größen Ideallayout Reallayout Ausführungsprojekt
Strukturierung der VorlesungIn diesem Bild sind die Kernfunktionen und Bearbeitungsinhalte der Planungsphasen Grob- und Feinplanung schematisiert und ablaufbezogen dargestellt. Erkennbar ist, dass die Lösungsentwicklung in aufeinander aufbauenden, präzisierenden Schritten erfolgt, dieser Ablauf damit den Planungsgrundsätzen “Grob zu Fein” bzw. gestufter Planung entspricht. Es wird deutlich, dass die Grobplanung die entscheidende Planungsphase zum Entwurf von Lösungsprinzipien –und varianten darstellt. Das heißt, sie deckt den eigentlichen Entwicklungsprozess ab, daher auch als Fabrikstrukturplanung bezeichnet. Damit wird der schöpferische Anteil gerade dieser Planungsphase am Gesamtprozess der Fabrikplanung deutlich mit entsprechenden Folgerungen auf den Personaleinsatz und das Projektmanagement. Die sich anschließende Planungsphase Feinplanung beinhaltet die detaillierte Feinplanung der zu realisierenden Vorzugs- bzw. Entscheidungsvariante bis zur Ausführungsreife (Ausführungsprojekt).
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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7. Grundrissformen: Vom Materialfluss zur Grundrissorganisation
U-Shape:U-förmiger Fertigungsfluss mit innen-liegendem Logistik- und Versandbereich
AB
F G H
C
D
E
Ringstruktur:Verkettung unterschiedlicher FlächenFunktionserfüllung nur bei lückenloserRingstruktur möglich
F
E
A
DC
B F
E
A
DC
B
Spine:dienende und bediente FlächenMakroerweiterung möglich(Spine-Verlängerung)Mikroerweiterung möglich(Verlängerung der Fertigungsflächen)
C B AG
DEF
Beschreibung Strukturbild Gebäudestruktur
U-Shape:
U-förmiger Fertigungsfluss mit innenliegendem Logistik- und Versandbereich, geeignet bei zentralem Logistik-Konzept.
Ringstruktur:
Verkettung unterschiedlicher Flächen Funktionserfüllung im Ring nur durch lückenlosen Bau der gesamten Ringstruktur möglich, deshalb Nachteil für Projekte mit unterschiedlichen Baustufen, die zeitlich versetzt realisiert werden.
Spine:
Gliederung in dienende und bediente Flächen, in Invarianten (Erschließung, Materialversorgung) und Varianten (Fertigungsflächen) Zwei Möglichkeiten der Erweiterung:
• Makroerweiterung (Spine-Verlängerung),
• Mikroerweiterung (Verlängerung der Fertigungsflächen).
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7. Grundrissformen: Beispiel BMW Werk Leipzig: Stand Juni 2004
Lackiererei
Versorgungs- und Logistikzentrum
Rohbau
Endmontage
Zentralgebäude
Versorgungszentrum: Vormontage von Komponenten durch interne und externe Zulieferer Just-in-Sequence Anlieferung in der Montage
„Fingeranordnung“ für optimale Bandnutzung
Modulare Erweiterung der Montage durch „Spiegelung“ des Gebäudes
Konsequente Trennung von An- und Ablieferungslogistik
BMW Werk LeipzigBMW baut ein neues Fahrzeugwerk im Leipziger Norden. Zwischen den Gemeinden Seehausen, Göbschelwitz, Hohenheida, Gottscheina, Merkwitz und Plaußig entsteht eine der modernsten Automobilfabriken der Welt mit ca. 5.500 Arbeitsplätzen auf dem Werksgelände. Dieses liegt verkehrsgünstig nahe der Autobahn A14 (Ausfahrt Leipzig Messegelände). Mit dem neuen Werk schafft die BMW Group zusätzliche Produktionskapazitäten: Hier werden ab Frühjahr 2005 Automobile der BMW 3er Reihe gefertigt – bis zu 650 Fahrzeuge pro Tag. Seit dem Spätsommer 2001 wurde das Gelände im Auftrag von BMW von der Stadt Leipzig für den Bau vorbereitet. Baubeginn war im Frühjahr 2002. Nach und nach entstehen die Lackiererei, der Karosserierohbau, die Endmontage und das Logistik- und Versorgungszentrum sowie das Zentralgebäude und verschiedene Nebengebäude. Bis etwa Mitte 2003 sind die wesentlichen Hochbauarbeiten abgeschlossen und es beginnt der Einbau der Fertigungsanlagen. Ab Mitte 2004 nehmen die einzelnen Fertigungsbereiche und das gesamte Werk schrittweise den Erprobungsbetrieb auf.Karosserierohbau.Im Rohbau fügen Roboter bis zu 400 Einzelteile zur Rohkarosserie zusammen. Mehrere tausend Schweißpunkte verbinden die Teile zu einem besonders stabilen Grundgerüst. Diese steife Karosserie ist eine Voraussetzung für die typischen Fahreigenschaften eines BMW. Trotz des hohen Automatisierungsgrades werden im Leipziger Rohbau rund 1.000 Menschen arbeiten, die die Steuerung der Anlagen übernehmen oder anspruchsvolle Löt- und Schutzgasschweißnähte anbringen.Lackieren.In der Lackiererei durchläuft die Rohkarosserie mehrere Prozessschritte wie Vorbehandlung, kathodische Tauchlackierung, Unterbodenschutz und mehrere weitere Lackierschritte bis hin zum Deck und Klarlackauftrag. Die Lackiererei im Werk Leipzig wird umweltschonende Lacksysteme auf Wasserbasis verwenden. Die Klarlackschicht wird erstmals ausschließlich in der besonders umweltverträglichen Pulverklarlack-Technik ausgeführt. Energie- und Wärmerückgewinnung helfen, wertvolle Ressourcen zu schonen und sichern eine besonders wirtschaftliche Produktion. Die weitgehend voll automatisierten Prozesse in der Lackiererei wird von Spezialisten gesteuert und überwacht.Logistik und Versorgung.Rund 13.000 Kubikmeter Material werden im Werk Leipzig pro Tag angeliefert. Alle Teile müssen dann auf die Sekunde genau und in der richtigen Reihenfolge am richtigen Ort für die Produktion zur Verfügung stehen. Hierfür ist eine ausgefeilte Logistik nötig. Um eine effiziente und risikoarme Versorgung der Montage mit hochintegrierten Komponenten und Modulen sicherzustellen, werden in einem Versorgungszentrum auf dem Werksgelände Vormontagen durchgeführt. Module wie zum Beispiel Sitze oder das komplette Cockpit werden hier in allen benötigten Varianten und mit allen Sonderausstattungen entsprechend der Produktionsreihenfolge „sequenzgenau“ vormontiert und dann über automatisierte Fördertechnik an die Montagebänder transportiert. Dies reduziert das erforderliche Transportvolumengegenüber einer herkömmlichen Versorgung um rund ein Drittel. Die verschiedenen Verkehrsströme im Werk Leipzig werden weitgehend voneinander getrennt: Der Zugang für die Mitarbeiter liegt im Norden, die Anlieferung von Teilen und Komponenten erfolgt im Osten, Bahnanbindung im Süden, und die Bereitstellung und der Abtransport der Fertigfahrzeuge im Westen. Die gesamte Ver- und Entsorgung des Werkes unterliegt den strengen Umweltschutz-Richtlinien der BMW Group. Montage.In der Endmontage wird die lackierte Karosserie mit allen erforderlichen Komponenten komplettiert. Hier findet auch die so genannte "Hochzeit", die Verbindung der Karosserie mit dem kompletten Antriebsstrang und Fahrwerk, statt. Die fertigen Fahrzeuge verlassen die Montagehalle im Zentrum des Werkes und gelangen auf die Auslieferungsflächen, von wo aus sie per Lkw oder Bahn, bei Exporten nach Übersee weiter per Schiff, zu den BMW Händlern im In und Ausland transportiert werden. Die Montage zeichnet sich durch die so genannte „Kammstruktur“ aus. Dieser Grundriss ermöglicht es, Zulieferteile auf kürzesten Wegen direkt an die Fertigungsbänder zu transportieren. Auch künftige Erweiterungen sind bei diesem Layout problemlos möglich. Mehrere tausend Mitarbeiter finden in der Montage ihren Arbeitsplatz, der hohen Anforderungen an Ergonomie und Arbeitssicherheit Rechnung trägt.Kommunikationsdrehscheibe im Zentrum.Das Zentralgebäude wird den architektonischen Eindruck des Werkes prägen. Es verbindet die drei KernfertigungsbereicheRohbau, Lackiererei und Montage und stellt die Kommunikationsdrehscheibe für das gesamte Werk dar.
Quelle: BMW
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7. Grundrissformen: Beispiel Opel RüsselsheimAusgangssituation 1999
PresswerkNeues Werk Rüsselsheim 2002
Flexibilität für 4 Modelle auf einer Linie
Grundfläche ca. 48.000 m²
Taktzeit: 60 Fahrzeuge pro Stunde
300 Arbeitsstationen, inkl. Module
Rund 350 Mitarbeiter
3 – Schicht Produktion
Automatisierung: 98%
Endmontage
KarosseriewerkEndmontage Presswerk
Invest: 750 Mio, EU
Quelle: Opel
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8. Konventionelle Fertigungsformen
Ausrüstungen richtungsorientiert entsprechend dem dominanten Materialfluss angeordnet
Komplettbearbeitung
Bildung von Teilegruppen
Reihenfertigung
Ausrüstungen (Stationen) richtungsorganisiert entsprechend dem Materialfluss angeordnet
Starr verkettet - getakteter Materialfluss
Lose verkettet - Pufferung zwischen den StationenFließfertigung
Ausgewählte Ausrüstungen nestförmig gruppiert
Nur Teilphase der Gesamtbearbeitung
Materialfluss im Nest beliebigNestfertigung
Gleiche/ ähnliche Ausrüstungen (Verfahren) in Werkstätten gruppiert
Ausrüstungs- und Werkstättenanordnung abhängig vom Materialfluss
Werkstatt-fertigung
Produkt ortsfest
Arbeitskräfte/ Arbeitsmittel ortsveränderlichPunktfertigung
AnordnungsprinzipienMerkmaleFertigungsform
verfahrens-orientiert
gegenstandsorientiert
Kontrolle
DrehereiFräserei Bohrerei
Produkt
Arbeits-mittel
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9. Integrierte Fertigungsformen
NC-Bearbeitungstechniken über integriertes Steuerungs-, Transport- und Lagersystem funktionell verknüpft
Komplettbearbeitung unterschiedlicher Werkstücke
Klein- und Mittelserienfertigung
Flexibles Fertigungs-system
NC-Bearbeitungstechniken entsprechend Arbeitsvorgangsfolge angeordnet
Komplettbearbeitung ähnlicher Werkstücke
Großserienfertigung
Flexible Fertigungs-straße
NC-Bearbeitungszentrum (Bearbeitungs-, Bereitstellungs-, Steuerungssystem)
Teil- oder Komplettbearbeitung unterschiedlicher Werkstücke
Einzel- und Kleinserienbereich
Flexible Fertigungszelle
AnordnungsprinzipienMerkmaleFertigungsform
NC
-Bearbeitungstechniken
Lager
Transport
NC-Bearbeitung
NC-Bearbeitung
NC-Bearbeitungen
Transport
Autom. Bestückung
Transport
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Logistik II
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Strukturierung der Vorlesung Layoutplanung
10. Anordnungsformenin der Montage
Funktions-bestimmung
RealplanungIdealplanungGrobplanung Feinplanung
Dimen-sionierung Strukturierung Gestaltung Detaillierung
1. Clustereinheitenund Funktionsschema
2. Flächenbedarfs-ermittlung
3. Anordnungsstruktur 7. Grundrissformen
5. Anordnungs-optimierung
8. KonventionelleFertigungsformen
9. IntegrierteFertigungsformen
11. Flächenbedarfs-ermittlung auf Detail-
layoutebene
4. Materialflussanalyse
6. Ideales Blocklayout
Funktionsschema
BETRIEBSMITTEL?PERSONAL?
FLÄCHEN?INVESTITIONEN?
Dimensionierungs-größen Ideallayout Reallayout Ausführungsprojekt
Strukturierung der VorlesungIn diesem Bild sind die Kernfunktionen und Bearbeitungsinhalte der Planungsphasen Grob- und Feinplanung schematisiert und ablaufbezogen dargestellt. Erkennbar ist, dass die Lösungsentwicklung in aufeinander aufbauenden, präzisierenden Schritten erfolgt, dieser Ablauf damit den Planungsgrundsätzen “Grob zu Fein” bzw. gestufter Planung entspricht. Es wird deutlich, dass die Grobplanung die entscheidende Planungsphase zum Entwurf von Lösungsprinzipien –und varianten darstellt. Das heißt, sie deckt den eigentlichen Entwicklungsprozess ab, daher auch als Fabrikstrukturplanung bezeichnet. Damit wird der schöpferische Anteil gerade dieser Planungsphase am Gesamtprozess der Fabrikplanung deutlich mit entsprechenden Folgerungen auf den Personaleinsatz und das Projektmanagement. Die sich anschließende Planungsphase Feinplanung beinhaltet die detaillierte Feinplanung der zu realisierenden Vorzugs- bzw. Entscheidungsvariante bis zur Ausführungsreife (Ausführungsprojekt).
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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Logistik II
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10. Anordnungsformen in der Montage
Entkoppelte LinieFließband in U-FormVerkettung von Einzel-plätzen durch Wandertisch
SechskanttischZ-BlockX-Block
Rutsche
Teile und Puffer
PufferTransport
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Logistik II
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10. Anordnungsformen in der Montage: Beispiel Sechskantmontagetisch
Zentrale Medienzuführung
Geringer Platzbedarf
Zentrale (Kanban-) Pufferfläche
Modulare Ausbaufähigkeit
Job-Enlargement durch Gruppenfertigung
Integrierte Mess- und Prüfvorrichtungen
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10. Anordnungsformen in der Montage: Beispiel Vaillant
Jeder Mitarbeiter bearbeitet / montiert „sein“ Teil / Baugruppe von Anfang bis Ende durch alle Stationen
Anzahl der Mitarbeiter ist max. 1 pro 2 Stationen, das heißt sie arbeiten auf „Lücke“
Arbeitsinhalte je Station zwischen 80 und 120 % der „Grund-Taktzeit“
Maximal 15 Min. Arbeitsinhalt in der Linie (plus Vormontagen außerhalb der Hauptlinie, über Zwischenablagen verknüpft)
Parallele Anordnung der 2 Linien, zentrale Anordnung einiger Spezialvorrichtungen und der Materialbehälter zwischen den Linien
Wegen Montageinhalten zwischen 25 und 50 min. inkl. Vormontagen typischerweise zweispurige One-Piece-Flow-Kurse hintereinander mit Produktübergabe in der Mitte. Montagelinie dann in „Herzform“.
Vormontagen, die meist stationär betrieben werden, sind seitlich über Zwischenablagen angekoppelt. Sie müssen nur schneller als der Hauptfluss sein, brauchen aber nicht synchronisiert zu werden! Mitarbeiter pendeln zwischen Hauptfluss und Vormontagen.
Funktionsweise
Layoutprinzip
Umsetzungsbeispiel in einer Heizgerätemontage
Layout
8
12
3
45
6
7
13
2
4 56
7
8
16
9
10
1112
13
1415
9
11
10
12
1314
1516
VM
VM
VM
VM
Serienmontage im zweispurigen, rotierenden One Piece Flow
Vorteile und Erfahrungen mit dem zweispurigen rotierenden One Piece Flow
- Nur rund 30% mehr Platzbedarf als einspuriger One Piece Flow. Zusatzinvestitionen je nach Technologie
- Flexible Nutzung der 2. Linie auch zum Anlernen neuer Mitarbeiter bei Teillast
- Auch Kombination von „stationärem“ und „rotierendem“ Betrieb zum Anlernen
- Mitarbeiter können neue Kurse nach Grob-Layout durch Arbeitsvorbereitung anschließend selbst detaillieren und optimieren
- Qualität durch persönliche Identifikation (Initialen-Aufkleber) erheblich gestiegen. First Pass Yield Rate heute um 98,5 %
- Durch „Verfolgung“ vom nächsten Mitarbeiter und „Parallelrennen“ sichtbarer Produktivitätsdruck
- Aufhebung der starren Taktbindung erlaubt erhebliche Beschleunigung des KAIZEN-Geschehens
- Die Methode des One Piece Flow hat sich ohne Management-Druck inzwischen auf alle VaillantWerke ausgebreitet.
- Durch zahlreiche andere Maßnahmen in Gerätedesign, Prozesstechnik und Implementierung der Methoden des Toyota-Produktions-Systems ist eine isolierte Erfassung der Erfolgsdaten des One Piece Flow nicht möglich. Es existieren keine direkten Kennzahlen für die Vorteile der Flexibilität. Aber: Produktivitätsgewinn nach Umstellung kontinuierlich ca. 5 - 8 % p.a. Und das interne Feedback durch Mitarbeiter und Management sowie das der zahlreichen Fachbesucher ist durchweg äußerst positiv
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Logistik II
Vorlesung 7
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Flächenelemente derProduktionsfläche
Quelle: Schmigalla
Flächenelemente derMaschinenarbeitsplatzfläche
Bereitstellfläche für Material und Werkstücke
Bedienfläche
Bereitstellfläche für Vorrichtungen,
Werkzeuge
Maschinen-grundflächeFläche für Späne
und AbfallFläche fürReparatur und
Wartung
Fläche für Transporte
Fläche für Produktions-
steuerung und Leitung
Fläche für Zwischenlager
Fläche für Ver-und Entsorgung Fläche für
Qualitätssicherung
Maschinenarbeits-platzflächen
11. Flächenbedarfsermittlung auf Detaillayoutebene
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11. Flächenbedarfsermittlung auf Detaillayoutebene
Bereitstellungsfläche fürVorrichtungen und
Werkzeuge FBWTransportfläche FTLagerfläche FL
Arbeitsplatzabhängige Zuschlagflächen
Ant
eilig
e B
erei
tste
llung
släc
heF B
W
0 2 4 6 8 m2 12
1
2
3
m2
4
Massen-fertigung
Serien-fertigung
Einzel-fertigung
Maschinengrundfläche Ma
Ant
eilig
e Tr
ansp
ortfl
äche
FT
0 2 4 6 8 m2 12
4
8
12
16
20
m2
28
Werkstätten-fertigung
Fließ-fertigung
FT = f ( FMG )
Maschinengrundfläche Ma
Ant
eilig
e La
gerfl
äche
FL
0 2 4 6 8 m2 12
4
8
12
16
20
m2
28
Fließ-fertigung
Werkstätten-fertigung
FL = f ( FMG )
Maschinengrundfläche Ma
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Logistik II
Vorlesung 7
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Übungsbetreuer:Dipl.-Ing. T. Hö[email protected] 53B R. 527Tel.: 80-27391
Fabrikplanung- Übung 7 -
Fallbeispiele
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Übung
Die Firma Visteon ist Hersteller von Getriebewellen. Aufgrund der steigenden Nachfrage hat sich die Geschäftleitung entschlossen, ein neues Werk „auf der grünen Wiese“ zu errichten. Als Fabrikplaner dieser Fertigung stehen Sie nun vor der Aufgabe das Layout für das neue Werk zu entwerfen. Das in Abbildung 1 dargestellte Produktprogramm soll in diesem Werk gefertigt werden. Um die Bereiche und Anordnungen möglichst optimal zu gestalten gehen Sie bitte anhand folgender Vorgehensweise vor:
Aufgabenstellung
1. Cluster-Analyse für das Produktprogramm, um entsprechende Fertigungsbereiche / Betriebsmittel identifizieren zu können
2. Aufbauverfahren nach Schmigalla
3. Kreisverfahren nach Schwerdtfeger
4. Flächenbedarfsberechnung zur Bereichsauslegung
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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Vorlesung 7
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Teil F: Gewicht 15,0 kgTeil E: Gewicht 1,9 kg
Teil A: Gewicht 4,5 kg
Produktprogramm
400
20
Teil B: Gewicht 4,1 kg
380
18
Teil C: Gewicht 2,3 kg
45
52
800
120
Teil D: Gewicht 1,8 kg
50
5590
28
Quelle: in Anlehnung an Grundig
Ü7 Seite 3
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Vorlesung 7
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1. Clusteranalyse
1. Erstellen der Objektdatenmatrix2. Aufbereitung der Datenmatrix (Ausreißer, Normierung)3. Anwenden der Distanzfunktion4. Aufstellen des Dendrogrammes
Vorgehensweise zur Clusterung eines Produktspektrums
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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Logistik II
Vorlesung 7
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Um entsprechende Betriebsmittel (Drehmaschinen) für bestimmte Produktcluster auswählen zu können, sollen Sie zunächst diese Cluster bilden. Die Kriterien zur Clusterbildung sollen folgende sein:
Maximaler Durchmesser [mm]Verhältnis Länge/ DurchmesserGewicht [kg]
Übertragen Sie die Werte des Produktprogramms in die Objektdatenmatrix
1. Clusteranalyse
1. Erstellen der Objektdatenmatrix
FEDCBA
Gewicht [kg]L / Dmax. D [mm]Objekteigenschaften (wie in Zeichnung)
Quelle: in Anlehnung an Grundig
Ü7 Seite 5
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Logistik II
Vorlesung 7
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a) Reduzierung der AusreißerFür die Aufbereitung der Datenmatrix muss in einem ersten Schritt untersucht werden, ob bei den Werten der Objekte Ausreißer enthalten sind. Dazu wird der Mittelwert und die Standardabweichung der Objekteigenschaften berechnet. Liegen die Werte des Objektes außerhalb des Intervalls (wähle z=2) so handelt es sich um einen Ausreißer. Dieser wird für die folgenden Berechnungen eliminiert.Formeln:
1. Clusteranalyse2. Aufbereitung der Datenmatrix
[ ]szxszx ⋅+⋅− ;
2
1
2 )(1∑=
−=n
ii xx
ns∑
=
=n
iix
nx
1
1
Gewicht [kg]L / Dmax. D [mm]
szx ⋅−szx ⋅+
xs
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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a) Reduzierung der Ausreißerausreißerkorrigierte Datenmatrix:
1. Clusteranalyse2. Aufbereitung der Datenmatrix
F
E
D
C
B
A
Gewicht [kg]L / Dmax. D [mm]
Objekteigenschaften (wie in Zeichnung)
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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b) Normierung der DatenFür die Vergleichbarkeit der Daten muss eine Normierung vorgenommen werden. Zur Normierung wird hier die Formel der exponentiellen Spannweiten-Norm verwendet:
1. Clusteranalyse2. Aufbereitung der Datenmatrix
rT xx
xixix ))(()(minmax
min
−−= ; r=0,5; i = A...F
max:max:max: min:min:min:
Xt(F)
Xt(E)
Xt(D)
Xt(C)
Xt(B)
Xt(A)
Gewicht [kg]L / Dmax. D [mm]
Objekteigenschaften (normiert)
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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Die Aufgabe der Distanzfunktion besteht darin, die Distanz eines Objektes zu einem anderen über alle Merkmale zu berechnen. Als Distanzmaß wird hier das euklidische Distanzmaß gewählt:
1. Clusteranalyse3. Anwenden der Distanzfunktion
euklidisches Distanzmaßm
xxd
m
iii∑
=
−= 1
221
2,1
)(
F
F
EDCBAGew.L / Dmax. D
Distanzmatrix(mittels Distanzfunktion paarweise berechnet)
Datenmatrix(normiert, übertragen aus 2.)
E
D
C
B
A
(Abstand von 1 und 2, gemessenüber alle Merkmale)
Mit m=3 (Anzahl der Ausprägungen)
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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1. Clusteranalyse
4. Aufstellen des DendrogrammesAus den einzelnen Distanzmaßen gilt es nun, Gruppen bzw. Cluster abzuleiten:1. Die beiden Objekte mit der geringsten Distanz bilden die erste Gruppe2. Durch Iteration werden anschließend neue Gruppen gebildet, wobei das Optimierungsziel darin
liegt, Cluster mit möglichst geringer Gesamtdistanz zu erhalten.
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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1. Clusteranalyse
4. Aufstellen des Dendrogrammes
F
FF
Zunehmende Distanz
E
D
C
B
A
Dendrogramm
E
D
C
B
A
EDCBA
Distanzmatrix(übertragen aus 3.)
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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2. Aufbauverfahren nach Schmigalla
• Aufstellen der Transportmatrix• Erstellen der richtungsungebundenen Matrix• Anordnungsreihenfolge der Betriebsmittel (BM) nach Rechenvorschrift• Visualisierung der Ergebnisse mit der Strukturgrafik
Vorgehensweise zum Aufbauverfahren nach Schmigalla
Drehmaschine
Schleifmaschine
Universalfräsmaschine
Nuten-fräs-maschine
Kurzhobel
Bohrmaschine
12
55150
120
1
36
4
5
2
57
43
290 260
170
1010
Aktueller Layout-Zustand:
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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2. Aufbauverfahren nach Schmigalla1. Aufstellen der Transportmatrix (richtungsgebunden)
von
nach
6 Bohr-maschine
5 Dreh-maschine
4 Schleif-maschine
3 Kurzhobel
2 Nutenfräse
1 Universal-fräse
6 Bohr-maschine
5 Dreh-maschine
4 Schleif-maschine
3 Kurzhobel2 Nuten-fräse
1 Universal-fräse
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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Alle Materialflüsse eines Betriebsmittels werden in einer Richtung gebündelt.
2. Aufbauverfahren nach Schmigalla2. Erstellen der richtungsungebundenen Transportmatrix
von
nach
6 Bohr-maschine
5 Dreh-maschine
4 Schleif-maschine
3 Kurzhobel
2 Nutenfräse
1 Universal-fräse
6 Bohr-maschine
5 Dreh-maschine
4 Schleif-maschine
3 Kurz-hobel
2 Nuten-fräse
1 Universal-fräse
Quelle: in Anlehnung an Grundig
Ü7 Seite 14
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1. Die Betriebsmittelkombination mit dem höchsten Materialflussaufkommen bildet den Ausgangspunkt für die weiteren Berechnungen. Diese Betriebsmittelkombination wird als erstes auf einem Dreieck- oder Viereckraster angeordnet (siehe A).
2. In den folgenden Schritten werden dann jeweils die Betriebseinheiten ausgewählt und angeordnet, die zu den bereits platzierten Objekten die größte Transportintensität aufweisen. Das jeweils ausgewählte Objekt "umkreist" den bereits angeordneten Kern, bis der Anordnungspunkt mit dem günstigsten Zielwert gefunden ist. Die Vorgehensweise hierfür ist wie folgt:
• Sämtliche Materialflüsse von und zu (=Zeile und Spalte) diesen Maschinen (mit Ausnahme des höchsten Flusses, der zu diesen beiden Betriebsmitteln geführt hat) werden addiert (siehe B).
• Spalte mit dem höchsten Eintrag in dieser Summenzeile stellt den höchsten Materialfluss dieses Betriebsmittels mit dem bestehenden Verband dar (siehe C).
• Anschließend wird dieses Betriebsmittel dem Verband hinzugefügt, d.h. alle an- und abgehenden Materialflüsse des Betriebsmittels werden auf die Zwischensumme addiert. Zubeachten: nur Materialflüsse mit BM außerhalb des Verbandes werden beachtet, d.h. Flüsse mit bereits hinzugefügten Betriebsmittel werden nicht berücksichtigt (siehe D).
2. Aufbauverfahren nach Schmigalla3. Anordnungsreihenfolge der Betriebsmittel nach Rechenvorschrift
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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2. Aufbauverfahren nach Schmigalla3. Anordnungsreihenfolge der Betriebsmittel nach Rechenvorschrift
von
nach
6 Bohr-maschine
5 Dreh-maschine
4 Schleif-maschine
3 Kurzhobel
2 Nutenfräse
1 Universal-fräse
6 Bohr-maschine
5 Dreh-maschine
4 Schleif-maschine
3 Kurzhobel2 Nutenfräse1 Universal-fräse
å1. S
chrit
t
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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2. Aufbauverfahren nach Schmigalla
3. Anordnungsreihenfolge der Betriebsmittel nach Rechenvorschrift2.
Sch
ritt
6 Bohr-maschine
5 Dreh-maschine
4 Schleif-maschine
3 Kurzhobel2 Nutenfräse1 Universal-fräse
∑ (Übertrag)
∑
∑
∑
3. S
chrit
t4.
Sch
ritt
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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2. Aufbauverfahren nach Schmigalla4. Visualisierung der Ergebnisse mit der Strukturgrafik
Betriebsmittel werden nach vorheriger Rechenvorschrift sequentiell angeordnet. Multiple Lösungen sind möglich, es gibt kein absolutes Optimum.
Quelle: in Anlehnung an Grundig
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3. Kreisverfahren nach Schwerdtfeger3. Anordnungsreihenfolge der Betriebsmittel nach Rechenvorschrift
1: Universalfräse2: Nutenfräse3: Kurzhobel4: Schleifmaschine5: Drehmaschine6: Bohrmaschine
1 2
3
45
6
Quelle: in Anlehnung an Grundig
Ü7 Seite 19
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4. Formeln zur Ermittlung der ProduktionsflächeTeilbereichsfläche [m2]Arbeitsplatzgruppenfläche [m2]anteilige Sozialfläche [m2]anteilige Verwaltungsfläche [m2]ArbeitsplatzgruppeAnzahl ArbeitsplatzgruppenArbeitsplatzfläche [m2]ArbeitsplatzAnzahl ArbeitsplätzeLagerfläche [m2]Transportfläche [m2]Bereitstellungsfläche [m2]Zusatz- und Hilfsfläche [m2]Maschinengrundfläche [m2]Bedienfläche [m2]Wartungsfläche [m2]Länge Maschinengrundfläche [m]Breite Maschinengrundfläche [m]Breite Bedienfläche [m]Breite Wartungsfläche [m]
Bedienung von einer LängsseiteBedienung von einer BreitseiteBedienung von einer Längs- und einer BreitseiteBedienung von zwei Längs- und einer Breitseite
∑=
++=m1j VFSFAGjFTBF
ZiFn1i TiFBWiFLiFAijFAGjF ∑
=++++=
WFBFMGFAijF ++=
BLMGF ×=
2Z1Z221Z21ZB)L(2B4F
2Z1Z221Z1ZB)(LB3F2Z1Z21ZBB2F2Z1Z21ZLB1F
⋅⋅+⋅+⋅+⋅=
⋅⋅++⋅+=
⋅⋅+⋅=
⋅⋅+⋅=
2ZBW4F
22Z2ZB)(LW3F
22Z22ZB)L(2W2F
22Z22ZB)2(LW1F
⋅=
+⋅+=
⋅+⋅+⋅=
⋅+⋅⋅+=
1
2
3
4
5
6
FTBFAGFSFV
jmFA
in
FLFT
FBWFZ
FMGFBFW
LB
Z1Z2
(1)(2)(3)(4)
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4. Ermittlung des erforderlichen Flächenbedarfs pro MaschineGleitschleif-maschine
Schleif-maschine
Dreh-maschine
3775 289510,98,711,631,2
FMG = L BFB1 = L Z1 + 2 Z1 Z2
FW1 = (L+2 B) Z2 + 2 Z22
FA = FMG + FB1 + FW1
2868 28048,0
1356 12381,75,05,812,5
Maße (L B) [mm2]Maschinengrundfläche [m2]
Bedienfläche [m2]Wartungsfläche [m2]
Arbeitsplatzfläche [m2]
1200 8006,92,42,4
FP
FT = Z3 (L+2 Z2)FBW = cH FP ZR
FL = cH FP ZL
1200 800 1200 8004,02,42,4
Palettenfläche (LP BP) [mm2]Transportfläche [m2]
Bereitstellungsfläche [m2]Lagerfläche [m2]
MaschinengrundflächeBedienungsflächeWartungsflächeLagerfläche (Werkstücke)Bereitstellungsfläche(Ersatzwerkzeuge,Vorrichtungen)Transportfläche
Z2 Z2
Z2
LB
Z1
Z4
Z3
Zuschlagfaktoren:Z1 =Z2 =Z3 =Z4 =cH =ZR =ZL =
1,5 m1 m1,2 m1 m1,522
(Breite Bedienfläche)(Breite Wartungsfläche)(Breite Transportfläche, hier Rollenbahn)(Breite Bereitstell- & Lagerfläche)(Handlingfaktor)(Anzahl der Bereitstellplätze)(Anzahl der Lagerplätze)
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4. Flächenplan Fertigungsbereich WellenElementflächen
MaschinengrundflächeBedienungsflächeWartungsflächeLagerfläche (Werkstücke)Bereitstellungsfläche(Ersatzwerkzeuge,Vorrichtungen)TransportflächeSchnittstelle FTS / Rollenbahn
Flächen des Fertigungsbereichs Wellen
D D S
S S G
15,4 m
15,2 m
Rollenbahn
ÜbergabestationFTS / Rollenbahn
G
Gleitschleif-maschine (1x)
S
Schleifmaschine (3x)
D
Drehmaschine (2x)
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