Table Of ContentFORSCHUNGSBERICHT DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr. 2693/Fachgruppe Mathematik/Informatik
Herausgegeben im Auftrage des Ministerpräsidenten Heinz Kühn
vom Minister für Wissenschaft und Forschung Johannes Rau
o. Prof. Dr. -Ing. Dip!. -Wirtsch. -Ing.
Walter Eversheim
Dipl. -Ing. Michael Steudel
Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre
der Rhein. -Westf. Techn. Hochschule Aachen
Lehrstuhl für Produktions systematik
Montagearbeitsplanerstellung für
Unternehmen der Einzel- und Kleinserienfertigung
mit Hilfe der EDV
WESTDEUTSCHER VERLAG 1977
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Eversheim, Walter
Montagearbeitsplanerstellung für Unternehmen
der Einzel- und Kleinserienfertigung mit Hilfe
der EDV / Walter Eversheim; Michael Steudel. -
1. Aufl. - Opladen: Westdeutscher Verlag, 1977.
(Forschungsberichte des Landes Nordrhein
Westfalen; Nr. 2693 : Fachgruppe Mathematik,
Informatik)
ISBN 978-3-531-02693-0 ISBN 978-3-322-88596-8 (eBook)
DOI1O.1007/978-3-322-88596-8
NE: Steudel, Michael:
© 1977 by Westdeutscher Verlag GmbH, Opladen
Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag
Inhalt
1. Einleitung und Problemstellung 1
2. Situation der Montage 8
2.1 Einordnung der Montage in den Produktionsablauf 8
2.2 Analyse der Montage 15
2.2.1 Istzustand der Montagedurchführung 15
2.2.2 Istzustand der Montagearbeitsplanerstellung 24
3. Entwicklung eines Anforderungsprofils für die 34
automatische Montagearbeitsplanerstellung
3.1 Vergleich der Arbeitsplanerstellung für
Fertigung und Montage 34
3.2 Ermittlung des erforderlichen Planungsumfangs 40
3.3 Anforderungen an ein EDV-System zur
automatischen Montagearbeitsplanerstellung 44
3.4 Analyse bestehender Systeme zur automatischen
Montagearbeitsplanerstellung 48
4. Entwicklung einer Systematik zur automatischen
Montagearbeitsplanerstellung nach dem
Ähnlichkeitsplanungsprinzip 60
4.1 Montageobjektbeschreibung 60
4.2 Variantenklassen 66
4.2.1 Varianten in der Montage 67
4.2.2 Bildung von Variantenklassen 70
4.3 Montagearbeitsplanerstellung 74
4.3.1 Bestimmung des Planungsbereichs 76
4.3.2 Bestimmung der Montagearbeitsvorgangsfolge 80
4.3.2.1 Planungsphase 1:
Ermittlung der Arbeitsvorgangsfolge 82
4.3.2.1.1 Arbeitsvorgangsstruktur 83
4.3.2.1.2 Beschreibung der Arbeitsvorgangsstruktur 87
4.3.2.1.3 Ablauf der Arbeitsvorgangsbestimmung 92
4.3.2.2 Planungsphase 2:
Bildung von Hauptarbeitsvorgängen 95
4.3.3 Bestimmung der Montagearbeitsvorgangsdaten 97
4.3.3.1 Montageplatz 99
4.3.3.2 Montagehilfsmittel 104
4.3.3.3 Vorgabezeiten 108
5. Programmsystem zur automatischen Montage
arbeitsplanerstellung 112
5.1 Aufbereitung der Planungsinformationen 113
5.2 Gliederung der Software 119
5.3 Programmstruktur 122
6. Fallbeispiel 127
7. Zusammenfassung 135
8. Literatur
138
- 1 -
1. Einleitung und Problemstellung
Die derzeit angespannte Wirtschaftslage, verbunden mit einer
zunehmenden Stagnation des Wirtschaftswachstums, führt zu
einer immer härter werdenden Konkurrenzsituation. Aufgrund der
Variation und des häufigen Wechsels von Produkten und damit
auch von Produktionsabläufen sind in besonderem Maße Unterneh
men mit auftragsgebundener Einzel- und Kleinserienproduktion
gezwungen, alle Rationalisierungsmöglichkeiten auszuschöpfen,
um ein Optimum hinsichtlich der Preisgestaltung zu erzielen.
Daneben wird die direkte Lieferbereitschaft von den Unterneh
men als wirksames Wettbewerbsmittel genutzt.
Wichtigste Voraussetzung sowohl für die Kalkulation als auch für
die Terminplanung ist die Kenntnis aller vorn Auftrag beanspruch
ten Kapazitäten. Während man dafür schon in fast allen mechani
schen Fertigungsbereichen auf eine ausreichende Datengrundlage
in Form von detaillierten Arbeitsplänen zurückgreifen kann, fin
det man in der Montage oft statt auftragsspezifischer Arbeits
pläne nur globale Vorgabezeitwerte vor /1/.
Als Ursache für die zunehmende Divergenz in der Fortentwicklung
der Planungsmethoden und -hilfsmittel für die Fertigung und
Montage wird häufig die Komplexität der Montageobjekte angeführt.
So ergibt sich aus der Gliederung des Teilespektrums einer Werk
zeugmaschine als typisches Beispiel für ein in Kleinserie herge
stelltes komplexes Produkt, daß im Zuge der Montage über 3.000
Einzelteile zum Endprodukt zusammengebaut werden müssen
(Bild 1) /2/.
Die Vielgestaltigkeit der Montagetätigkeiten, die aus der Kom
plexität derartiger Produkte resultiert, führt in vielen Firmen
dazu, seitens der Arbeitsvorbereitung nur grobe Vorgaben für die
Montage zu erarbeiten bzw. Montagearbeiten zu dem Arbeitsvorgang
"Komplett montieren" zusammenzufassen. Die Festlegung des Montage
ablaufs ebenso wie die Entscheidung über den Einsatz bestimmter
Werkzeuge und Vorrichtungen wird weitgehend dem mit Zeichnung und
Stückliste ausgestatteten Monteur überlassen.
- 2 -
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Bild 1: Gliederung des Teilespektrums einer Werkzeugmaschine
(Beispiel: Mehrspindelautomat)
Die Vernachlässigung der Montage bei der Produktionsplanung hat
dazu geführt, daß dieser Produktionsbereich in den letzten Jah
ren zunehmend zum Engpaß im betrieblichen Durchlauf der Produkte
geworden ist. Berücksichtigt man gleichzeitig, daß im allgemei
nen in der Montage von Unternehmen des Maschinenbaus mit Klein
serienfertigung noch Rationalisierungsreserven von durchschnitt
lich 30 % vorhanden sind /1/, so stellt sich die Frage, wie die
ses Potential genutzt werden kann.
Eine Steigerung der Produktivität der Montage ist prinzipiell
möglich durch
technische Weiterentwicklung der Montagemittel und -hilfs
mittel
organisatorische Maßnahmen im Bereich der Montageplanung
und -steuerung.
- 3 -
Sowohl zur Entwicklung spezifischer, an die Montageaufgabe an
gepaßter Montagemittel als auch zur Automatisierung der Montage
durchführung ergeben sich für den hier betrachteten Bereich der
Einzel- und Kleinserienproduktion nur begrenzte Möglichkeiten
/3/. Unternehmensexterne Einflüsse, wie der Trend zu mehr kun
denspezifischen Aufträgen und die immer schnellere technische
Verwirklichung wissenschaftlicher Erkenntnisse, die sich in
einem wachsenden Auftreten von Innovationen am Markt nieder
schlagen, führen zu einem häufigen Wechsel der Produkte. Hier
aus resultiert eine laufende Änderung der Montageaufgaben, wo
durch in der Regel der Einsatz von maschinellen Montageeinrich
tungen verhindert wird. Daneben erschwert die erwähnte Komple
xität der Montageobjekte sowie das bei Betrieben mittlerer Grö
ßenordnung meist begrenzte Kapitalvolumen eine wirtschaftliche
Automatisation der Montagetätigkeiten.
Wenn man jedoch in Rechnung stellt, daß durchschnittlich 35 %
der gesamten Produktionszeit in Form von Montagearbeiten an
fällt (Bild 2) /4/, wird deutlich; welche Bedeutung einer inten
siven Planung und Vorbereitung der Montage zukommt. Aus den ent
sprechend langen MontagedurChlaufzeiten resultiert aufgrund des
hohen Teilewertes der zu montierenden, mechanisch bereits fer
tiggestellten Einzelteile bzw. Baugruppen eine hohe Umlaufmittel
bindung und somit eine erhebliche Zins- und Liquiditätsbelastung.
Dieser Effekt wird durch hohe Platz- und Lagerkosten verstärkt,
da die Montage im allgemeinen flächenorientiert ist.
Ein hoher Anteil der Produktionszeit bedingt in der Regel einen
entsprechend hohen Anteil der Produktionskosten. Eine in England
durchgeführte Untersuchung bei einer repräsentativen Auswahl von
Unternehmen der Elektro- und Haushaltsgeräteindustrie hat erge
ben, daß als Lohn- und Lohngemeinkosten für die Montage und Prü
fung der Erzeugnisse etwa 60 % der gesamten Fertigungskosten an
fallen /5/. Dieser hohe Anteil an Lohnkosten läßt aufgrund der
Lohnentwicklung ständige und überproportionale Kostensteigerungen
- 4 -
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Bild 2: Montagezeitaufwand in verschiedenen Industriezweigen
für den Bereich der Montage erwarten (Bild 3). Die Statistik
zeigt, daß es in der Automobilindustrie, d. h. bei der Großseri
enfertigung mit ihren hochmechanisierten, kapitalintensiven Pro
duktionsmethoden bisher zu einem wesentlich geringeren Preisan
stieg gekommen ist, als beispielsweise im arbeits- und damit
lohnintensiven Werkzeugmaschinenbau.
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Bezugsjahr 1958 Quellen: Stal. Bundesamt
VOMA
Bild 3: Preis-, Lohn- und Arbeitszeitentwicklung in der
Bundesrepublik Deutschland
Da die Kostensteigerungen wegen der starken internationalen
Konkurrenz nur beschränkt auf die Preise abgewälzt werden können,
sind Unternehmen mit Einzel- und Kleinserienfertigung gezwungen,
durch detaillierte Planung des Montageablaufes und die genaue
Bestimmung der Vorgabezeit alle Rationalisierungsreserven in
der Montage auszuschöpfen. Dies ist zu erreichen durch die Ein
führung systematischer Planungsmethoden zur Erstellung aussage
fähiger Montagearbeitspläne in Verbindung mit dem Einsatz ent
sprechender technischer und organisatorischer Hilfsmittel.
