Konfiguration eines Fließproduktionssystems

Übung 3: am 21.06.2011
„Konfiguration eines Fließproduktionssystems“
Die Abbildung 1 stellt einen Auspuff dar, der mittels Schweißtechnik hergestellt
wird.
Abbildung 1: Das zu erzeugende Produkt
Der Auspuff setzt sich aus 5 Teilen zusammen und wird in 6 Teilprozesse produziert (siehe
Tabelle 1). Unter Annahme, dass sich der Transport von Teilen zwischen den Stationen und
die Fixierung auf die Einspannvorrichtungen stets durch Werker erfüllen lassen, sind drei
Alternative zur Erstellung der Linie (automatisch, manuell und hybrid) zu untersuchen.
Input
Prozess 1
Prozess 2
Prozess 3
Prozess 4
Prozess 5
Prozess 6
(Mit ersten
Rohr)
(Mit zweiten
Rohr)
(Prüfen und
Reparieren)
Output
Rohr 1
Rohr 2
Rohr 3
Flansch
1
Flansch
2
Tabelle 1: Benötige Schweißprozesse zur Herstellung eines Produkts
Man unterscheidet zwischen manuellen, automatisierten und hybriden Schweißlinien. Bei
manuellen Schweißlinien werden die Schweißprozesse nur durch Werker und Schweißgeräte
erfüllt. Bei automatisierter Linie werden die Schweißaufgaben von Roboter und
Schweißgeräten bearbeitet. In diesem Fall sollten Werker angestellt werden, um die
Transport-, Fixierungs-, Wartungs- bzw. Instandhaltungsaufgaben durchzuführen. Jeder
Werker kann max. 3 Roboter bedienen. Die Werker und Roboter führen die
Bearbeitungsprozesse bei Hybridlinie durch. Hier kann Jeder Werker max. 2 Roboter
bedienen.
Dabei sind die Auslastungsgrade der Stationen bzw. der Werker und die
Linienproduktivitäten zu untersuchen und zu vergleichen.
 Gegebene Projektinformationen:
Die Tabelle 2 stellt detailliert die einzelnen Bearbeitungsprozesse und ihre
Bearbeitungszeiten dar. Die Bearbeitungszeiten der manuellen Schweißprozesse und Prüfbzw. Reparaturzeiten sind hier normalverteilt angenommen.
Die Bearbeitungszeiten der automatisierten Prozesse haben die Form (m,n) und sind
gleichverteilt. Die Parameter (m,n) bezeichnen die Intervallgrenzen der Gleichverteilung.
Standardisierte
Bearbeitungsprozesse
Legen des Teils auf die
Einspannvorrichtung
Bearbeitungszeit
(Werker)
Prozess 1
Prozess 2
Prozess 3
Prozess 4
Prozess 5
Prozess 6
(5,6,7)1
(9,10,11)
(9,10,11)
(8,9,10)
(5,6,7)
(6,7,8)
(48,51,53)
(58,60,63)
(50,52,54)
(55,60,62)
(58,61,64)
Prüfen
(35,43,47)
(15,20,35)
Bearbeitungszeit
(Roboter)
(38,42)
(40,46)
Repari
eren
Prüfen
(20,30)
Verschiebung des Teils
zur nächsten Station
(3,4,5)
(5,6,8)
Repari
eren
(5,7,8)
Stochastische
Störungen
Stationsverfügbarkeit = 97%
(40,47)
(5,7,8)
(43,48)
(6,7,8)
(45,48)
(5,7,8)
(30,34)
Tabelle 2: Bearbeitungszeiten von Prozessen
Zur Durchführung der Simulationsstudie sind die folgenden Informationen wichtig:





Täglich gibt es zwei Schichten. Jede Schichte dauert 8 Stunden.
Die Werker machen 3 Pausen pro Schichte. 2 kurzfristige Pausen (jede 15 Minuten) und
eine Stunde ist für Mittagessen.
Stochastische Störungen werden durch die Eintragung der Maschinenverfügbarkeit (V=
97%) simuliert.
Durchschnittlich sind die Werker 20 Tage pro Monat tätig
Produktionsgröße: 9200 Stücke/Monat
Produktlebenszyklus: 6 Jahre

Taktzeit: 107 Sekunden

Die Aufgaben:
1- Warum ist Simulation würdig?
2- Ermitteln Sie der Anzahl der Stationen zur Erreichung der gewünschten
Produktionsrate pro Monat.
3- Entwerfen Sie ein Diagramm zur Visualisierung von Prozessablaufplan jedes Szenarios
(manuell, automatisch und hybrid).
4- Modellieren bzw. simulieren Sie die drei möglichen Szenarien zur Konfiguration der
Schweißlinie (manuell, automatisch und hybrid). Beachten Sie das Folgende:
a. In jedem Szenario ist die Anzahl der Werker und Roboter zu ermitteln
b. Beschreibung bzw. Visualisierung von Werkertätigkeiten in jedem Szenario
(von Prozessablaufplan von Werkern)
c. Ermittlung bzw. Sammlung von Simulationsdaten für jedes Szenario
d. Ermittlung der Pufferkapazitäten zwischen den Stationen
1
(5,6,7): (Untere Schranke, Mittelwert, üblere Schranke)