Skript Flashcards
(170 cards)
1
Q
Cloud Computing: Potentiale/Hemmnisse
A
Potentiale: Verbesserte Kommunikation innerhalb der Wertschöpfungskette, Neue Möglichkeiten zur Kundenbindung, geringer Integrationsaufwand.
Hemmnisse: Skepsis der Unternehmen bezüglich IT-Sicherheit und zu großer Transparenz
2
Q
Big Data: Potentiale/Hemmnisse
A
Potentiale: Optimale Produktionsplanung und -Steuerung, Präventive Maßnahmensteuerung
Hemmnisse: Steigendes Volumen der Daten, Keine Sicherheit über Mehrwert der Daten
3
Q
Smart Services: Potentiale/Hemmnisse
A
Potentiale: Höhere Flexibilität für die Lösung von Produktionstechnischen Problemen, geringe Kapitalbindung durch Maschinen “on-demand”
Hemmnisse: Selektion der Betriebsdaten, Datengeheimnisse der Unternehmen, Keine verbreitete Nutzung offener Softwaresystem
4
Q
Übergreifende Hemmnisse
A
- Keine umfassenden Standards, die den Anforderungen der Produktion entsprechen
- Keine geeigneten IT-Sicherheitskonzepte und rechtliche Rahmenbedingungen
- Hohe Investitionskosten
- Starre Strukturen und Prozesse im Unternehmen
5
Q
Ebenen-Modell
A
Planungsebene Leitebene Zellenebene Steuerungsebene Aktor/Sensorebene
6
Q
Rami 4.0 (3 Ebenen)
A
- Hierarchy Level: vertikale Integration eines Unternehmens
- Life Cycle & Value Streams: Abbildung Lebenszyklus von Anlagen & Produkten
- Layers: Darstellung der informations- und kommunikationstechnischen Funktionalität
7
Q
Nächste Arbeitsschritte Schritte Rami 4.0
A
- Identifikation,
- Semantik,
- Qualitiy of Service (QoS) der Industrie 4.0 Komponente
- Industrie 4.0-Kommunikation
8
Q
Motivation für Auto ID
A
Steigende Produktkomplexität und individuelle Bestellungen führen zu einem komplexen Produktionssystem mit einer dezentralen Steuerung.
Voraussetzung dafür ist eine sichere Identifikation aller Teilnehmer
9
Q
Indirekte Identifikation
A
Anbringen einer ID, die dann abgelesen wird
- Vorteile: Einfache Integration, Robuste Technologien, auch Lokalisierung möglich
- Nachteile: Mengenmäßige Kosten durch Chip/Aufkleber, Eingeschränkte Be- und Weiterbearbeitung des Werkstücks
10
Q
Direkte Identidikation
A
Erfassen der direkten Merkmale eines Objektes (Form)
- Vorteile: Abdecken der gesamten Prozesskette möglich, keine mengenmäßige Kosten, zusätzliche Qualitätskonrtolle
- Nachteile: Aufwendige Integration, nur eingeschränkte Lokalisierung möglich
11
Q
Arten von AutoID Systemen
A
- Magnetisch (Magnetband, Magentstreifen)
- Elektronisch (Speicherkarten, RFID, Prozessorkarten)
- Optisch (Klarschrift, 1D-Code, 2D-Stapelcode, 2D-Matrixcode)
- Biometrisch (Iriserkennung, Fingerabdruck, Stimmerkennung, Handerkennung)
12
Q
RFID
A
bezeichnet eine Technologie für Sender- und Emfängersysteme zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten
13
Q
Bestandteile RFID
A
- Transponder
- Lesegerät
- Middleware zum übergeordneten IT-System
14
Q
I4.0 Ziele
A
- Einheitliche und flächendeckende Vernetzung der Komponenten
- Organisation der gesamten Wertschöpfungskette orientiert sich an Kunden
15
Q
OPC UA
A
Erstellen einer semantisch einheitlich Beschreibung von aller Geräte, um Datenanalyse- und Steuerung zu vereinfachen
16
Q
Data Lake
A
Zentraler Speicher für Rohdaten, die in einer flachen Architektur und im Ursprungsformat abgelegt wurden
17
Q
Data Warehouse
A
Daten werden in definierten Strukturen und Ordnern gespeichert
18
Q
Datenbasierte Systemmodellierung
A
Verhalten des Systems wird mittels realer historischer Daten abgebildet
Ziel: Ermittlung von Zusammenhängen zwischen Eingangs, -Stör- und Ausgangsgrößen in komplexen Systemen
19
Q
Schritte KDD-Prozess (Knowledge Discovery in Databases)
A
Selektion, Vorverarbeitung, Transformation, Data Mining, Interpretation/Evaluation
- Data Analyst ab Transformationsschritt, Data Scientist macht alles
20
Q
Data Mining - Methoden
A
- Data Analytics,
- Statistische Verfahren,
- Maschinelles Lernen (Entscheidungsbäume, künstliche neuronale Netze, Support Vector Machines)
21
Q
Data Mining - Definition
A
Data Mining ist die Extraktion von bisher unbekannten und potentiell nützlichen Informationen aus Daten
22
Q
Maschinelles Lernen - Definition
A
- Algorithmen, die aus Beispielen Lernen können und diese verallgemeinern können
- Erkennen Muster und Gemeinsamkeiten in den Lerndaten
- Lerntransfer: System kann auch unbekannte Daten beurteilen
23
Q
Anwenungsbeispiele maschinelles lernen
A
- Prüfung von Batterieseparatoren mit Entscheidungsbäumen
- Regelung der Volltondichte bei Rollenoffsetdruckmaschinen mit künstlichen neuroalen Netzwerken
24
Q
Gefahren durch I 4.0
A
- Unautorisierter externer Zugriff auf Unternehmensdaten
- Eingriff in sicherheitskritische Bereiche der Produktion
25
Safety
Von einem technischen System sollten keine Gefahren für Mensch und Umwelt ausgehen
26
Security
Technische Systeme sollten vor Missbrauch und unbefugtem Zugriff geschützt werden
27
Herausforderungen durch I 4.0
- Rolle des Menschen vom Ausführer zum Entscheider
- Informationsgeschwindigkeit: Fehlentscheidungen haben sofortige Auswirkungen
- Informationsflut - Big Data: Welche Informationen sind relevant?
- Informationsaustausch: Smart Devices: Ständige. ortsunabhängige Erreichbarkeit
28
Handlungsfelder (vol 3)
- Multidisziplinäre Absicherung
- Durchgängige Digitalisierung
- Angepasste Vorgehensmodelle
29
Anlagentechnik Gestern/Heute/Morgen
- Gestern: disziplinorientiert, hierarchisch, starr
- Heute: prozessorientiert, modular, flexiblel
- Morgen: lösungsorientiert, vernetzt, offen
30
Werkzeuge in der Entwicklung
- Konstruktion: Mechanische Konstruktion (MCAD), Elektrotechnische Konstruktion (ECAD), Systementwurf
- Simulation: Mehrkörpersysteme (MKS), Festkörper (FEM), Virtuelle Maschine (VIBN), Schaltungen (SPICE)
31
Werkzeuge in Produktionsanlagen
Digitaler Zwilling, Auto ID, Interface (HMI), Steuerung (NC; RC; SPS)
32
Werte Agiler Entwicklung
- Individuen und Interaktionen wichtiger als Prozesse und Werkzeuge
- Funktionierende Software wichtiger als umfassende Dokumentation
- Zusammenarbeit mit Kunden wichtiger als Vertragsverhandlungen
- Reagieren auf Veränderungen wichtiger als Verfolgen von einem Plan
33
Agile Vorgehensweisen
Scrum, Kanban, Lean, DSDM, Crystal
34
Scrum - Rollen
- Kunde: Der Finanzier
- Anwender: Der Nutzer
- Manager: Der Bereitsteller
- Product Owner: Der Visionär
- Team: Die Lieferanten
35
Ablauf Modellbasierter Entwicklung
- Produktidee
- Konzeption
- Mechatronisches Konzept
- Verfeinerung
- Virtueller Prototyp
36
Modellierungstechniken- und Sprachen
SysML, CONSENS, IMoMeSa, AutomationML
37
Entwicklungsmodelle
- Klassischer Entwicklungsprozess
- modellbasierter Engineering Prozess
- wissensbasierter modellbasierter Engineeringprozess,
- automatisierte modellbasierte Entwicklung
38
Digitales Engineering
ist die durchgängige Nutzung digitaler Methoden und Werkzeuge über den Produktentstehungs- und Produktionsprozess und zielt auf eine bessere Planungsqualität sowie auf die Prozessbeherrschung über den gesamten Produktlebenszyklus ab
39
PDM/PLM Systeme
technische Datenbank- und Kommunikationssysteme, die dazu dienen, Informationen über Produkte konsistent zu speichern, verwalten und bereitzustellen (Bsp. ENOVIA, teamcenter, Windchill)
40
Integriertes Produktmodell
Ist die Dokumentation aller Daten, Vorgänge, Informationen und Ergebnisse, die für einen Auftrag anfallen
41
Funktionen PDM System
- Produktstrukturierung
- Dokumentenmanagement
- Projektmanagement
- Versionsmanagement
42
Produktmodell Teilmodelle
- Planungsmodell
- Gestaltmodell
- Funktionsmodell
- Prinzipmodell
- Technologiemodell
43
PDM vs PDL
PDM: Datenverwaltung in Produktplanung- und Entwicklung
PDL: Erweiterung der PDM Funktionalitäten um prozessübergreifenden Daten & Informationen
44
Anwendung MKS
- Bewegungsanalyse von komplexen kinematischen Systemen (z.B. Automobile)
- Ermittlung dynamischer Bauteilbelastungen
45
Teilaufgaben Eletkronikentwicklung
- Chipentwicklung
- Elektrokonstrukion
- Leiterplattentwurf
46
ECAD - Definition
Beschäftigt sich mit der Realisierungen von Elektroinstallationen, wobei es sich überwiegend um analoge Schaltungen handelt
47
ECAD - relevante Komponenten und zentrale Dokumente
Komponenten: Elektrische Einspeisung (z.B. Batterien), Sicherheisttechnik (z.B. Sicherungen), Steuerungstechnik (z.B. Sensoren)
Dokumente: Überschaltplan, Stromlaufplan, Anordnungsplan, Verdrahtungsplan
48
Vorteile moderner ECAD
- Automatischer Abgleich Technischer Informationen
- Nutzung von umfangreichen Bibliotheken
- Anpassbare Makros zum schnellen Modellaufbau
49
Schaltungssimulation - Prinzip
- Simulation einfacher und komplexer analoger und digitaler Schaltungen
- Beschreibungen von Schaltungen mittels Differentialgleichungen
50
Schaltungssimulation - Ergebnisse und Vorteile
- Ergebnisse: Ermittlung elektrotechnischer Kenngrößen, Verifikation der korrekten Funktionsweise von Schaltungen
- Vorteile: Zeitersparnis, Kostenersparnis, besseres Verständnis für Elektronik
51
Schaltungssimulation - zwei Methoden
- zeit- und wertkontinuierliche Schaltungssimulation von meist analogen Schaltungen
- zeit- und wertdiskrete Schaltungssimulation von digitalen, getakteten Schaltungen
52
Probleme konventioneller Simulationsansätze
- Keine ganzheitliche Systembetrachtung
- Keine Berücksichtigung potentieller Wechselwirkungen
- Vernachlässigung wichtiger physikalischer Effekte
- Keine Gesamtoptimierung des Systemverhaltens
53
Probleme konventioneller Simulationsansätze - Lösungen
- Domänenübergreifende, gleichungsbasierte Ansätze
- Erweiterung klassischer CAD Systeme (3D-basierte Ansätze)
- Kombination bestehender Simulationsansätze (Co-Simulation)
54
Domänenübergreifende, gleichungsbasierte Ansätze
- Abstrakte Modellierung von von technischen System mit Gleichungen undObjekten
- Berücksichtigung vielfältiger Disziplinen
- Vorteile: Simulation von gesamten System über Disziplinen hinweg, Generierung ganzheitlicher Aussagen über Systemverhalten
- Beispiele: Matlab, Modelica
55
3D-basierte Ansätze
- Erweiterung der Funktionalität klassischer CAD Systeme
- Festlegung der mechatronischen Funktionsstruktur
- Erstellen des mechatronischen Konzeptes
56
Co-Simulation
- Verknüpfung und Datenaustausch zwischen verschiedenen Simulationswerkzeugen
- Variante: Offline- vs. Onlinekopplung
57
Functional Mockup Interface (FMI)
- Standarisierte Schnittstelle zur Online-Kopplung beliebiger Simulationswerkzeuge
58
Probleme konventioneller Simulationsverfahren
- manuelle Aufwände
- kostenintensiv
- keine automatischen Anpassungen
- Anwendungsspezifische Lösungen
59
Mehrwehrt physikbasierter Simulationsverfahren
- Automatische Modellierung des physikalischen Verhaltens
- keine manuellen Aufwände
- Allgemeingültige Lösung für die Modellierung physikalischer Effekte
60
Physiksimulation - Vorgehen bei der Modellbildung
- CAD Modell
- Trianguliertes Modell
- Kollisionsmodell
- Physikmodell
- Simulationsmodell
61
Physiksimulation - Simulative Absicherung von Festkörpersystemen
Optimierung der Steuerungsstrategien am virtuellen Modell
| Vorteile: Absicherung der Stabilität im Betrieb, Optimale Steuerungsstrategie mit hohem Durchsatz
62
Physiksimulation - Simulative Absicherung von formlabilen Bauteilen
Simulative Absicherung von robotergeführten Tankvorgängen in der Automobilproduktion
Vorteile: Optimierung von hochpräzisen Bewegungen, Vermeiden von Prozessstörungen durch Verkanten, Verhaken; Absicherung der Stabilität im Betrieb
63
Physiksimulation - Simulative Absicherung von fluidischen Effekten
Integration spezieller Algorithmen zur Abbildung von Fluiden, Online-Aktualisierung von CAD-Modellen während der Simulation
Vorteile: Einfache Anwendbarkeit, schnelle Bereitstellung von Simulationsergebnissen, Reduktion von realen, kostenintensiven Tests
64
Einsatzgebiete Robotersteuerung (RC)
- Portalroboter
- SCARA - Roboter
- Delta-Roboter
- Vertikal-Knickarmroboter
65
Befehlsarten RC
- PTP (point-to-point Bewegung)
- LIN (Lineare Bewegung)
- SPLINE (Spline Bewegung)
- CIRC (Zirkular Bewegung)
66
Programmierverfahren Industrieroboter
- Direkte Verfahren (Online-Programmierung): Teach-in, Play Back
- Indirekte Verfahren (Offline-Programmierung): Textuell, CAD-gestützt, Implizit
67
Einsatzgebiete SPS (Anpassungssteuerung)
- Verfahrenstechnik
- Anlagenbau
- Werkzeugmaschinen
- Druck- und Textilindustrie
68
Aufbau SPS
- Eingangskarte
- Prozessor
- Programmspeicher
- Zusatzfunktionen
- Ausgangskarte
69
SPS Programmiersprachen
- Anweisungsliste (AWL)
- Strukturierter Text (ST)
- Kontaktplan (KOP)
- Funktions-baustein-Sprache (FUS)
- Ablaufsprache (AS)
70
Herausforderung in Produktion von Morgen (Programmierung)
- Integration neuer Komponenten: Kommunikation ist Problem, hohes Spezialwissen nötig, hoher Aufwand
- Programmiersprachen: heterogene Programmiersprachen und Komponenten, Programmierexperten notwendig, hoher Aufwand
71
Grundlagen Aufgabenorientierte Programmierung
- Modellierung Aufgabe durch Umwelt (=Aufgabenmodell)
- Modellierung des Produktionssystem (=Umweltmodell)
- Abgleichen der Anforderungen (aus Aufgabenmodell) mit den Fähigkeiten (aus Umweltmodell)
72
Aufgabenmodell
- Produkte: CAD-Geometrie, Toleranzen
| - Produktionsmodell: Primär- und Sekundärprozesse, Prozessreihenfolge, Skills der einzelnen Prozesschritte
73
Virtuelle Inbetriebnahme
ist die Entwicklungsbegleitete, kontinuierliche Validierung der Steuerungslogik einer Produktionsanlage anhand eines Simulationsmodell.
74
Nutzen Virtuelle Inbetriebnahme
- Zeit zur Planung wird reduziert (30%)
- Kostenreduktion
- Qualität wird durch Vermeidung von Planungfehlern (70%) reduziert
75
Varianten Virtuelle Inbetriebnahme
- HiL (Reale Steuerung)
- SiL (Steuerungsemulator)
- MiL (Modell der Steuerung)
76
Betriebsparallele Simulation - Handlungsbedarf
- Produkte: komplexe Fertigungsprozesse
- Produktion: laufende Anpassung der Anlage
- Herausforderung: Flexibilität und Zuverlässigkeit
77
Betriebsparallele Simulation - Szenarien
- Optimierung (mittelfristig): Zeit, Kosten, Qualität
- Prognose (mittelfristig): Vorhersage Anlageverhalten
- Robuster Betrieb (kurzfristig): Fehlerbehandlung
- Diagnose (kurzfristig): Effektive Fehlererkennung
- Überwachung (kurzfristig): Effizienter Anlagenbetrieb
78
Betriebsparallele Simulation - Szenarien
- Simulation parallel zur Anlage
- Vergleich auf Signalebene
- Auswertung und Reaktion in mehreren Stufen
79
Betriebsparallele Simulation - Palettierbetrieb
- Ausgangslösungen: Keine Aussage über Stabilität von Paletten, heuristische Vorgehensweise
- Lösung: Physikbasierte Simulation zur Überprüfung der Stabilität
- Vorteile: Absicherung der Stabilität im Betrieb, Risikoreduktion von Instabilitäten, Steigerung der Planungssicherheit und Nutzungsgrad von Paletten
80
Prodktionsplanung
Systematisches Suchen und Festlegen von Zielen für die Produktion, Vorbereitung von Produktionsaufgaben und Festlegen des Ablaufs zum Erreichen dieser Ziele
81
Kennzahlen - Definition
Kennzahlen müssen...
- exakt definiert sein
- eine ausreichende Aktualität besitzen
- für den Empfänger eindeutig und verständlich sein
- wirtschaftlich ermittelt werden können
82
Kennzahlen - Nutzen
- Schaffen von Transparenz
- Verdeutlichung komplexer Sachverhalte
- Formulieren von Zielen und Prognose, die von Relevanz sein können
- Messbarkeit von Leistungen und Verbesserungspotentiale
83
Produktionsprogrammplanung Schritte
Markt --> Absatzplanung --> Primärbedarfsplanung --> Ressourcengrobplanung --> Produktionsprogramm
84
Absatzplanung: Prognoseverfahren
- Exponentielle Glättung erster Ordnung
- Exponentielle Glättung zweiter Ordnung
- Verfahren nach Winters
- Gleitender Mittelwert
- Hochrechnung
85
Mengenplanung Schritte
Produktionsprogramm --> Brutto-Sekundärbedarfsermittlung --> Netto-Sekundärbedarfsermittlung --> Bestellrechnung (Disposition) --> Fertigungsauftrag oder Beschaffungsauftrag
86
Mengenplanung - Methoden der Bedarfsermittlung
- Bedarfsgesteuerte Bedarfsermittlung (deterministisch)
- Verbrauchsgesteuerte Bedarfsermittlung (stochastische)
- Bedarfsermittlung durch Schätzung (heuristisch)
87
Methoden der Bedarfsermittlung - A/B Teile
- Bedarfsorientiert durch Stücklistenauflösung
| - Dispositionsstufen/Fertigungsverfahren
88
Methoden der Bedarfsermittlung - A/B Teile
- Verbrauchsorientiert
- Bestellpunktverfahren (Bedarfsbezogen, verhindert unnötig große Materialvorräte)
- Bestellrythmusverfahren (Terminbezogen, es kann bei unregelmäßigen Bedarf zu Fehlbeständen kommen)
89
Annahmen Andler-Modell
- Keine Fehlmengen
- Kontinuierlicher Lagerabgang
- Keine Lieferzeiten
- Unbegrenzte Aufnahmekapazität
- Gleichbleibende Lagerkosten
90
Einflussfaktoren Durchlaufzeit
- Liegezeit (85%)
- Bearbeitungszeit, inkl. Rüstzeit (10%)
- Prüfzeit (3%)
- Transportzeit (2%)
91
Dilemma der PPS
Kapazitätsauslastung vs. Termintreue
92
Produktionssteuerung: Auftragseranlassung
- Fertigungsauftragsfreigabe
- Fertigungsbelegerstellung
- Arbeitsverteilung
93
Produktionssteuerung: Auftragsüberwachung
- Fertigungsfortschrittüberwachung
- Fertigungsauftragsüberwachung
- Kundenauftragsüberwachung
94
Kausalität DLZ -
Kurze DLZ --> Geringe Streuung --> Erhöhte Planungssicherheit --> Hohe Termintreue
95
Auftragsfreigabeverfahren
- ConWIP (Constant Work in Progress): Auftragsfreigabe, wenn Umlaufbestand eine Untergrenze erreicht hat, Ziel: Umlaufbestand auf einem konstanten Niveau halten
- Engpassteuerung: Auftragsfreigabe, wenn das Engpass-Arbeitssystem einen Auftrag fertigstellt hat
- BOA (Belastungsorientierte Auftragsfreigabe)
96
Einfluss auf personelle Kapazität
- Mehrmaschinenbedienung
- Mitarbeiter aus anderem Bereich zuornden
- Aufträge extern vergeben
- Rüstzeiten minimieren
97
Einfluss auf maschinelle Kapazität
- Maschinen substituieren
- Aufträge extern vergeben
- Rüstzeiten minimieren
98
Reihenfolgebildung - Verfahren
- FIFO: Gute Plambarkeit der DLZ
- Schlupzeitregelung: Auftrag mit kleinster Schlupfzeit hat höchste Prio
- Frühester Plan-Starttermin (FPS): Auftrag mit frühestem Plan-Starttermin hat höchste Prio
- Frühester Plan-Endtermin (FPS): Auftrag mit frühestem Plan-Endtermin hat höchste Prio, bevorzugtes Verfahren bei Terminierung gegen eine unbegrenzte Kapazität
99
Informationstarnsprenz
Die Wichtigkeit einer hohen Informationstransparenz und -genauigkeit in der
Produktion, als Voraussetzung für situationsbezogene Entscheidungen im
Rahmen der Produktionssteuerung.
100
Betriebsdatenerfassung (BDE)
Zur Betriebsdatenerfassung gehören alle
Maßnahmen die nötig sind, um die Betriebsdaten
in maschinell verarbeiteter Form am Verarbeitungsort
bereitzustellen.
101
Maschinendatenerfassung (MDE)
Werden die Betriebsdaten an der Produktionsanlage
| erfasst, wird dies als Maschinendatenerfassung bezeichnet.
102
Arten der zur erfassenden Betriebsdaten
- Qualitätsdaten
- Lager- und Materialdaten
- Werkzeug- und Vorrichtungsdaten
- Auftragsdaten
- Personaldaten
- Maschinen- und Betriebsmiteldaten
103
Möglichkeiten zur Betriebsdatenerfassung
- Wearables
- Intelligentes Produkt
- Intelligenter Behälter
- Digitaler Montagetisch
104
Motivation für Einführung PPS-System
- Veränderte Umwelteinflüsse
- Schwächen des derzeitigen PPS-System
- Neue Softwaretechnologien
- Rechtliche Bestimmungen und Auflagen
105
Schwierigkeiten beim Einführen PPS System
- Fehlender Marktüberblick
- Fehlende Erfahrung mit der Systemauswahl
- Unrealistische Erwartungen an das System
- Schwieriges Projektmanagement
106
Idealer Verlauf PPS-Auswahl
Erkunden des Marktangebots --> Vorfilter --> Grobfilter --> Feinfilter --> Entscheidung
107
Anforderungen an zukünftige PPS-Systeme
- Integrität
- Effizienz
- Zuverlässigkeit
- Verknüpfbarkeit
- Portabilität
- Flexibilität
108
GPS-Prinzipien
- Standardisierung
- Null-Fehler-Prinzip
- Visuelles Management
- KVP
- Mitarbeiterorientierung und Führung
- Fließprinzip
- Pull-Prinzip
109
Muda Verschwendungsarten
- Überproduktion:
- Bestände
- Wartezeit
- Transport
- Unnötige Bearbeitungsschritte (Überbearbeitung)
- Überflüssige Bewegung
- Fehler, Ausschuss und Nacharbeit
- Mitarbeiterwissen
110
Zielgrößen - Liefertreue
- Fehler, Ausschuss und Nacharbeit
- Wartezeit
- Bestände
- Transport
111
Zielgrößen - Lieferzeit
Alle Muda-Arten
- Überproduktion
- Wartezeit
- Bestände
- Transport
- ....
112
Zielgrößen - Prozesskosten
- Unnötige Bearbeitungsschritte
- Überproduktion
- Fehler, Ausschuss und Nacharbeit
- Transport
- Bestände
113
Zielgrößen - Kapitalbindungskosten
- Bestände
- Überproduktion
- Wartezeit
- Fehler, Ausschuss und Nacharbeit
114
Die Digitalisierung von Produktionsprozessen ermöglicht
- eine Erhöhung der Transparenz und Flexibilität
- eine einfache und schnelle Datenerhebung und -auswertung großer Datenmengen
- eine Vernetzung von Maschinen und Menschen entlang der gesamtenWertschöpfungskette.
Dadurch können Fehler schneller und sicherer erkannt werden. Zudem können Verbesserungsmöglichkeiten entlang der gesamten Wertschöpfungskette leichter
umgesetzt werden, wodurch unter anderem Wartezeiten, Bestände,Durchlaufzeiten und Kosten reduziert und Qualität sowie Liefertreue erhöhtwerden können.
115
Potentiale Schlanker Produktion - sehr wichtig/wichtig
- Prozessoptimierung und Verschwendungsreduzierung
| - Reduzierung der Durchlauf- und Rüstzeiten
116
Wertstrommanagement - Funktion
- Visualisierung der Produktionsprozesse sowie
der Material- und Informationsflüsse
- Analyse zum aufdecken der Schwachstellen und ableiten
von Verbesserungspotenzial
- Überprüfung von Auswirkungen der Veränderungen
117
Ziele des Wertstrommanagements
- Erreichen Soll-Zustand
- Reduzierung der Durchlaufzeit
- Reduzierung von Beständen
- Erhöhung der Termintreue
- Steigerung Transparenz
- Steigerung Produktivität
118
Ablauf des Wertstrommanagements
- Produktfamilien bilden und auswählen
- Ist-Wertstrom zeichnen
- Soll-Wertstrom zeichnen
- Soll-Wertstrom umsetzen
119
Vorteile Wertstrommanegement
- Einfach: Verwendung weniger Symbole, Papier und Bleistift
- Schnell: Schnelle Potenzialerkennung, Ungefilterte Informationen direkt aus der Produktion
- Ganzheitlich: Integrierte Betrachtung des Material- und Informationsflusses für jeden Prozess
- Zielorientiert: Ursachen von Verschwendungen erkennbar, Aufzeigen von Handlungsprioritäten
120
Fabrikplanung - Definiton
Der systematische, zielorientierte, in aufeinander aufbauende Phasen strukturierter Prozess zur Planung einer Fabrik von der Zielsetzung bis zum Hochlauf der Produktion
121
Pull-Prizip
Durch das Pull-Prinzip wird eine Materialversorgung angestrebt, die sich, im Gegensatz zum Push-Prinzip, an den Bedarfen / Nachfrage des Kunden ausrichtet und dabei einen geringstmöglichen Steuerungsaufwand und geringe Bestände erreichen soll
122
Kanban - Definition
Kanban (jap. für Karte) ist eine Methode des Pull-Prinzips. Kanban ist eine einfache Möglichkeit zur Signalisierung von Materialbedarf durch den Verbraucher an den Lieferanten anhand einer begrenzten Menge an Informationsträgern (Kanban) innerhalb eines geschlossenen Regelkreises
123
Kanban - Regeln
- Produktion ausschließlich bei vorliegen eines Produktionskanban in jeweils angegebener Produktionslosgröße
- Produktion in Reihenfolge der Entnahme durch den Kunden
- Jeder gefüllte Behälter mit einem Kanban versehen
- Abstellung der Kanban-Behälter nur an festgelegten Plätzen
- Transport von Kanbans nach vorgegebener fester Route
- Regelmäßige Überprüfung der in Umlauf befindlichen Anzahl an Kanbans
124
Kanban - Vorteile/Nachteile
- Vorteile: Transparenz im Prozess, Verkürzung der Material- und Informationsdurchlaufzeit, Einfach, Verkürzung der Reaktionszeit
- Nachteile: Störung im vorgelagerten Prozess wirken sich auf die gesamte, nachgelagerte Prozesskette aus, Nur für geringe Variantenzahl sinnvoll, Disziplin erforderlich, keine große Bedarfsschwankungen
125
Null-Fehler Prinzip - Definition
Dem Null-Fehler-Prinzip werden Methoden zugeordnet, welche der Vermeidung von Fehlerweitergabe, Fehlervermeidung sowie Sicherstellung einer hohen Produkt- und Prozessqualität dienen
126
Poka Yoke - Definition
Methode des Null-Fehler-Prinzips. Es dient der Verhinderung und Vermeidung (yoke) zufälliger Fehler (poka) durch technische Vorkehrungen oder Vorgehensweisen
127
Poka Yoke - Vorteile
- Vorteile: Anwendbar auf alle Bereiche, Geringe Kosten, geringer Aufwand, einfache Hilfsmittel, Lösungsfindung gemeinsam mit betroffenen Werkern
128
Poka Yoke - Pick by Light: Vorteile
- Reduktion der Suchzeiten
- Fehlerreduktion
- Einfache Handhabung
129
Poka Yoke - Pick by Voice: Vorteile
- Sehr geringe Fehlerquote
- Handfreiheit
- Flexibel und Vielseitig
130
Visuelles Management - Definition
- Ziel der Visualisierung ist es sowohl Transparenz über Ziele, Prozesse und Leistungen zu erzeugen, als auch das Sichtbarmachen von Problemen
131
Visuelles Management - Andon: Vorteile/Nachteile
- Es dient der Visualisierung von Status oder Störungen in einem festgelegten Fertigugsbereich
- Vorteile: Überwachung des Fertigungsstatus, Visualisierung von Störungen, Schrittweise Steigerung der Prozessstabilität wenn mit anderen Methoden gekoppelt
- Nachteile: Überfrachtung der Mitarbeiter mit
Informationen (Reizüberflutung), Reine Visualisierung der Fehler, separate Fehleranalyse erforderlich
132
Visuelles Management - Andon - Smartwatches
- Wichtige Informationen und Fehlermeldung sofort und mobil, Keine Behinderung beim Arbeiten, Vielseitig einsetzbar
- Vorteile: Auftrag kommt direkt zum Mitarbeiter, unabhängig vom Aufenthaltsort, Maschinen können effektiver bedient werden, Maschinenauslastung wird erhöht, Schnellere Reaktion und verbesserte Kommunikation
133
Fabrik - Definition
Die Fabrik ist ein Produktionsbetrieb, dessen Zweckbestimmung die Gewinnung, die Veredelung oder
die Verarbeitung von Stoffen zu Erzeugung von Konsumgütern oder von Produktionsmitteln ist.
134
Planung - Defintion
Eine Planung ist die gedankliche Vorwegnahme zukünftiger Aktivitäten.
135
Impulse für Fabrikplanung
- erheblicher Absatzvolumenrückgang
- erhebliche Absatzvolumensteigerung
- erhebliche Änderung der Volumenzusammensetzung
- strategische bzw. unternehmenspolitische Entscheidungen
136
Aktuelle Entwicklungen in der Fabrik
- Reaktionsfähigkeit auf Kundenwünsche
- Wandlungsfähige Fabrik
- Digitale Fabrik
- Humanzentrierung
- Schlanke Produktion
137
Fabrikplanung - Tod-Down Dynamik
Dynamik von
- Markt/Wettbewerb
- Technologie
- Gloablisierung
138
Fabrikplanung - Bottom-Up Stabilität
- Nachhaltiger Kompetenzaufbau
- Ressourcenauslastung
- Optimierter Produktionsprinzip
- Stabile Logistikprozesse
139
Fabrikplanung -Herausforderung
Ressourcen, Prozesse, Organisation im Spannungsfeld von Dynamik und Stabilität zu gestalten
140
Anforderungen an Fabrikplanung - Früher
- Anforderungen als Eingangsinformation
- Anforderungen stabil
- Einmalaufgabe
- Konzeptfindung als Kernaufgabe
- Zentrale Planung
"Optimale Lösung bestimmen"
141
Anforderungen an Fabrikplanung - Heute
- Anforderungsbestimmung als Teil der Planung
- Anforderungen dynamisch
- Dauerprozess
- Vielfalt existierender Konzepte
- Dezentrale Planung
"Optimalen Kompromiss zwischen Dynamik und Stabilität bestimmen"
142
Strukturplanung - Schritte
- Ideales Funktionsschema
- Flächenspezifisches Funktionsschema
- Lieferantenanbindung
- Generalbebauungsplan
- Gebäudestruktur
143
Bereichsstruktur Produktion
- Funktionsorientiert (Werkstattfertigung)
- Prozessorientiert (Reihenfertigung)
- Produktorientiert (Fließfertigung)
144
Visualisierung der Transportbeziehungen
- Sankey-Diagramm: Beruht auf nichtmaßstäblicher idealen Darstellung. Es dient dazu, die Materialflussbeziehungen in einem frühen Planungsstadium visuell zu verdeutlichen und Abhängigkeiten herauszustellen
- Menge-Weg Diagramm: Visualisiert Materialflüsse in einem real geplanten Fabriklayout. Das Mengen-Wege-Bild wird bei komplexen und vielfältigen Materialflussbeziehungen schnell unübersichtlich, da sich Materialströme kreuzen und überlagern.
145
Groblayout zu Feinlayout
Optimierung der Maschinenanordnung --> Ver- und Entsorgung --> Arbeitsplatzgestaltung --> Feinlayout der Betriebsbereiche --> Maschinenaufstellung --> Auswahl der Betriebsmittel
146
BIM (Building Information Modeling) - Definition
BIM ist eine optimierte Methode zur Planung, zur Ausführung und zum Betrieb von Bauwerken mit einem Partnerschaftlichen Ansatz
147
BIM (Building Information Modeling) - Vorteile
- Frühere Konflikt- und Fehlererkennung
- Zuverlässige Budgetplanung
- Schnellere Projektanlieferung
- Höhere Gebäudequalität
- Weniger Unfälle
148
Digitale Produktionssystemplanung - Programme
- Plant Simulation: Materialflusssimulationen
| - visTABLE: Layoutplaung
149
Produktionssystem
- Baustellenproduktion
- Werkstattproduktion
- Gruppenproduktion
- Fließproduktion
150
Fertigungssysteem
- Unverkettete NC-Fertigung
- Fertigungsinsel
- Bearbeitungszentrum
- Flexibles Fertigungssystem
- Flexible Fertigungsstraße
- Transferstraße
151
Fertigungssystemplanung - Vorgehensweise
- Produktionsanalyse
- Potenzialanalyse
- Planung der Bearbeitungssysteme & Peripheriekomponenten
- Kapazitätsbedarf
152
Hierarchiestufen in der Montage
- Montageanlagen
- Montagezellen
- Montagestation
153
Matrixproduktion - Definition
- Die Matrixproduktion ist ein flexibles, flussorientiertes, taktzeitunabhängiges Produktionssystem basierend auf individuellen Produktionszellen.
- Dadurch flexible Massenproduktion, ohne auf Wirtschaftlichkeit einer Fliessproduktion verzichten zu müssen
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Matrixproduktion - Potentiale/Herausforderungen
- Potentiale: Produktflexible Produktion, Losgröße 1 bis hin zur Massenproduktion in einem System möglich, hoher automatisierungsgrad, keine Taktzeitsynchronisation notwendig
- Herausforderungen: Aufwendiges IT-System, kostenintensives Produktionsequipment, wenig bis keine Realitätstests verfügbar
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Elemente der digitalen Fabrik
- Methoden: Geschäftsprozessmanagement, Projektdatenmanagement
- Werkzeuge: CAD, BDE
- Benutzerschnittstellen: VR, AR
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Software in Fabrikplaung
- Planungssoftware: Prozessplanung, Materialflussanalyse & Layoutplanung
- Software zum Erstellen von Ablaufsimulationen: Materialflusssimulation, 3D-Bewegungssimulation
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Assistenzsysteme in der Fabrikplanung - VR Einsatzmöglichkeiten
- Anschauliche Darstellung der gesamten Fabrik
| - Unterstützung bei der Layoutplanung
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Assistenzsysteme in der Fabrikplanung - CAVE
- Raum zur Visualisierung eines VR-Modells
- Einsatzmöglichkeiten: Virtuelle Begehung einer Fabrik, Zusammenarbeit mehrerer Entwickler an verschiedenen Orten an einem Modell
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Assistenzsysteme in der Fabrikplanung - Planungstisch
- 2D-Layoutaung auf interaktiven Planungstisch
| - Einsatzmöglichkeiten: Layoutplanung, Anschauliche Darstellung von Konzepten in Meetings
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Assistenzsysteme in der Fabrikplanung - AR Einsatzmöglichkeiten
- Betrachtung neuer Anlagen im realen Fabrikumfeld
- Verkürzung der Anlernphase
- Layoutplanung und Montage mit AR
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Intelligente Vernetze Produktion - Definition
Die IVP beschreibt die Herstellugn von Produkten auf Basis einer durchgängigen informationstechnischen Vernetzung durch Nutzung digitaler Technologien in Produkt, Prozess & Ressource im Produktenstehungsprozess
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Digitales und virtuelles Engineering im Produktlebenszykklus
1. Definieren (PDL)
2. Design Produkt & Prozess (CAD(CAM)
3. Virtualisieren (VR)
4. Virtuell Validieren
5. Analysieren (CAE)
6. Optimieren
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Einsatzbereiche Simulation
- Fabrik: Validierung von Logistiksystemen
- Anlage: Auslegung von Produktionssystemen
- Modul: Analyse von komplexen Bewegungen
- Prozess: Optimierung von Bauteileigenschaften
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Komoponenten DLZ
- Durchführungszeit des Loses (Rüstzeit + Bearbeitungszeit
| - Übergangszeit (Liegen nach Bearbeitung, Transportzeit, Liegen vor Bearbeitung)
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Einsatz VR in Produktion
HoloLens
- Raum Kartographieren
- Tracking von Personen und Objeten
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Eigenschaften MRK Roboter + Vorteile + Nutzung der Sensorik
- Bauweise ohne Verletzungsgefahr
- Kraft-Moment Sensorik
Vorteile MRK Roboter
- Keine zusätzlichen Schutzvorkehrungen notwendig
- Direkte Zusammenarbeit möglich
Nutzung der Sensorik
- taktile Kommunikation
- Werkstückfindung
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AR - Tracking Verfahren
- Marker Tracking
- Object Tracking
- Image Tracking
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Einsatz AR
- Trainieren von Fachkräften
- Hilfe bei Dokumentation, Anzeige von Real-Time Informationen
- Fehlerprävention
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Vollständige Vernetzung in der Produktion
Eine durchgängige informationstechnische Vernetzung ohne digitale Brüche
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Vorteile rechnerbasierte 3D - Konstruktion
- Vollständiges Produktmodelle
- Frühes Erkennen von fertigungstechnischen Problemen,
- Qualitätssteigerung durch Vermeidung von Fehlern in der Produktentstehung
