Die simulative Optimierung der Fertigungssteuerung im laufenden
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11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik Berlin, 4./5. Oktober 2004 Die simulative Optimierung der Fertigungssteuerung im laufenden Betrieb am Beispiel der Lackiererei der AUDI AG, Ingolstadt Stefan Heinrich, AUDI AG Gliederung Projekthintergrund Nutzen / Aufwand Technische Grundlagen Folie 2 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Entwicklung der Ablaufsimulation bei der AUDI AG Ingolstadt 1999: Start Aufbau eines gewerkeübergreifenden Simulationsmodells des Werks Ingolstadt – SiFa (Simulation Fertigungsablauf) 2000: Aufbau SimOffice, Operationalisierung der Simulation 2001: Aufbau eines Geschäftsprozesssimulators 2003 - 2004: Integration von SimOffice in eine Linienfunktion innerhalb der Fertigung Themenbeispiele: Gestaltung Fabriklayout, Versorgungskonzepte Logistik, Fahrzeugsteuerungskonzepte, Gesamtverfügbarkeit und Harmonisierung Gewerke/Werk Folie 3 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Aufbau SiFa Fahrzeugsteuerung: Auftragsdaten (Modellmix,Auftragsvolumen) Fertigungsstrategie Arbeitszeitmodell: Schichtmodelle TPM, usw. Anlagendaten: Taktzeiten, Verfügbarkeiten, Kapazitäten, usw. Lack Montage Logistik schiff Werkzeugbau Kleinteileschw. Konzernteile Serie Kaufteile Informations-/Auftragsfluss Folie 4 Sonder Aggregate Produktionsfluss 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Kaufteile Materialfluss Durchsätze Durchlaufzeiten Umlaufbestand Termintreue Anzahl Farbwechsel (Lack) ... Versuchsbau Karosseriebau Karola Presswerk KVZ Auftragsreihenfolge Produktionsmix Analyse der Farbblocklängen Ausgangssituation: Analyse der Farbsortierung im Farbsortierspeicher (FSS) gemessen am Ausgang des Farbsortierspeichers/ Eingang Füllerlinie Ausschnitt aus der Farbblockverteilung 'D100‘ im Segment 3 Zeitraum: 17.11.02-01.12.02, alle Modelle, LackSegm 3 400 Blockanzahl 350 FIS 300 A nzahl Fahrzeuge 5876 250 M ittl. Farbblockläng e an D 100 5,86 M ax. F arbblocklänge 68 A nzahl Farbblöcke 1003 A nzahl Farbblöcke ≤ 2 Fzg. 525 200 150 100 50 0 Folie 5 1 3 5 7 9 11 13 15 Farbblocklänge 17 19 21 23 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Optimierung der FSS-Steuerung Lackiererei Farbsortierspeicher (FSS) 80 Stellplätze pro Ebene = 320 Stellplätze Rohbau Grundlack (VBH, KTL, UBS) Füller Decklack Finish Repair Folie 6 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Montage Optimierung der FSS-Steuerung Emulation Ist-Steuerung Reale Anlage Simulationsmodell 1. Fahrauftrag 4. Status weiterleiten Schnittstellen -software (Kommunikationsmodul) 2. Auftrag weiterleiten 3. StatusRückmeldung Statustelegramme Offline-Optimierung der Steuerungssoftware mit definierten Szenarien (Abbild „historischer“ Realbedingungen) Folie 7 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Optimierung der FSS-Steuerung Erkenntnisse: Kopplung der original FSS-Steuerung mit dem Simulationsmodell Verteilung auf Bereit- Verteilung auf Bypass stellungslinien nicht bzw. Wahlfreibereich nicht eindeutig nachvollziehbar Folie 8 eindeutig nachvollziehbar 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Abzug aus Bereitstellungslinien nicht nachvollziehbar Optimierung der FSS-Steuerung Neuerungen an der optimierten FSS-Steuerung Über Bypass zu Bereitstellungslinie wenn: • an vorhandene Farbe angefügt werden kann • Bereitstellungslinie frei und bereits 5 Karossen im Wahlfreispeicher • Karosse gleich aktuell abgezogener Farbe (Sammeln auf Bypass bis voll) sonst sammeln im Wahlfreispeicher Farbreine Einsteuerung der Rohkarossen Folie 9 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Optimierung der FSS-Steuerung Auswirkung der Optimierungen – Kennzahl „Farbwechsel“ Anzahl Fahrzeuge Mittlere Durchlaufzeit Mittlere Farbblocklänge Maximale Farbblocklänge Anzahl Farbblöcke IST 5876 147,74 180 5,86 68 160 1003 Anzahl Farbwechsel 'D100' opt. Steuerung 5877 147,67 10,48 215 561 Zeitraum: 17.11.02-01.12.02, alle Modelle, LackSegm 3 IST opt. Steuerung Anzahl Farbwechsel 140 120 100 80 60 40 20 Datum Reduzierung d. Anzahl Farbwechsel um ca. 40-50% Folie 10 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 02 .1 2. 02 01 .1 2. 02 30 .1 1. 02 29 .1 1. 02 28 .1 1. 02 27 .1 1. 02 26 .1 1. 02 25 .1 1. 02 24 .1 1. 02 23 .1 1. 02 22 .1 1. 02 21 .1 1. 02 20 .1 1. 02 19 .1 1. 02 18 .1 1. 02 17 .1 1. 02 0 Optimierung der FSS-Steuerung Auswirkung der Optimierungen – Kennzahl „Farbblockverteilung“ Farbblockverteilung 'D100' Zeitraum: 17.11.02-01.12.02, alle Modelle, LackSegm 3 400 Ist opt. Steuerung 350 300 Blockanzahl 250 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Blockgröße Reduzierung d. Anzahl „EINER“- Farbblöcke um ca.80% Folie 11 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 13 Vorteile Vorteile der simulationsgestützten Erstellung/Optimierung von Steuerungen • Offline Entwicklung und Modifikation von Steuerungen • Zeitrafferfunktionalität und Reproduzierbarkeit, Visualisierung • Frühzeitige Programmierung von Steuerung bereits deutlich vor SOP • Absicherung der Strategien, Algorithmen und der Funktionen neuer/optimierter Steuerungen • Verkürzung der Entwicklungszeit von Steuerungen durch „Zeitrafferfunktionalität“ der Simulation • Risikolose iterative Annäherung an eine optimale Lösung durch Experimente (Austesten von Extremsituationen) Deutlich verkürzte Inbetriebnahmen ohne Überraschungen Deutliche Kostenreduzierung bei der Inbetriebnahme Folie 12 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Gliederung Projekthintergrund Nutzen / Aufwand Technische Grundlagen Folie 13 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Nutzen / Aufwand - Amortisationszeit Farbsortierspeicher KTL-Schleifen Füller Decklack Finish mittl. Farbblocklänge IST-Steuerung: ca. 7 Fzg. optimierte Steuerung: ca. 11 Fzg. Nutzen 150.000 €/a Aufwendungen = 150.000 € (Basis: 7€/Farbwechsel) Amortisation ca. 1 Kalenderjahr Folie 14 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Gliederung Projekthintergrund Nutzen / Aufwand Technische Grundlagen Folie 15 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 Systemstruktur SPS / Simulationsmodell SiFa - FSS DDE DDE INAT / TCPIPH1 Logistiksoftware SQL EMOS-DB DBTel Router InTouch InTouch InTouch SQL Call SQL Blindapplikation DDE Hotlinks Folie 16 Pipe 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik – Berlin, 4./5. Oktober 2004 DDE alte Steuerung Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Stefan Heinrich, AUDI AG 11. ASIM-Fachtagung – Simulation in Produktion und Logistik Berlin, 4./5. Oktober 2004
