Bewertungs- und Gestaltungsrichtlinien für wandelbare Materialflusssysteme

Modulare Materialflusssysteme für wandelbare Fabrikstrukturen Modulare Materialflusssysteme für wandelbare Fabrikstrukturen Bewertungs- und Gestaltungsrichtlinien für wandelbare Materialflusssysteme Zunehmende Verkürzungen der Produktlebenszyklen in Verbindung mit einem ho- hen Innovationsdruck im Bereich der Produktionstechnologien, der Trend zur Ferti- gung kundenindividueller Produkte und damit gekoppelt eine hohe Variantenvielfalt erfordern eine schnelle und effiziente Anpassung der Fabrikstruktur hinsichtlich Grö- ße, Funktion und Strukturen auf veränderte Rahmenbedingungen. Im Rahmen des am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der TU München durchgeführ- ten Forschungsprojektes „Modulare Materialflusssysteme für wandelbare Fabrik- strukturen“ wurden Konzepte entwickelt, um Materialflusssysteme fit für die Zukunft zu machen. • Prof. Dr.-Ing. Willibald A. Günthner • Dipl.-Ing. Markus Heinecker Ausgangsituation Flexible und wandelbare Fabrikstrukturen werden zunehmend zu Erfolgsfaktoren für den Erhalt und den Ausbau der Wettbewerbsfähigkeit von Fabriken. Wandlungsfä- higkeit – auf die technische Seite bezogen auch Wandelbarkeit genannt – ist dabei als eine Art Steigerung von Flexibilität anzusehen. In Ergänzung zur Flexibilität, die eine Anpassungsfähigkeit in vorgehaltenen Dimensionen und Szenarien beschreibt, müssen wandelbare Fabrikstrukturen zusätzlich die Anforderung erfüllen, auf unge- plante und vorab nicht bedachte Ereignisse selbständig reagieren zu können. Bei Gestaltung von wandelbaren Fabrikstrukturen spielen Materialflusssysteme eine große Rolle. Veränderungen in dynamischen Produktionsstrukturen, hervorgerufen z.B. durch neu eingeführte Produkte oder Produktionsverfahren, führen in den meis- ten Fällen direkt zu Veränderungen in den innerbetrieblichen Materialflusssystemen, vor allem bei Transportsystemen zwischen den Fertigungsbereichen. 1 Modulare Materialflusssysteme für wandelbare Fabrikstrukturen Bewertung wandelbarer Materialflusssysteme Bei der Bewertung der Wandelbarkeit von Materialflusssystemen stellten sich die Anforderungen nach Layout-, Fördergut- und Durchsatzflexibilität als die wichtigsten Kriterien dar. Damit ein System wandelbar ist, also auf alle ungeplanten Ereignisse reagieren kann, müssten diese drei Anforderungen zu 100% erfüllt sein. Ein wirt- schaftlicher Betrieb wäre aber damit nicht mehr möglich. Somit müssen Material- flusssysteme die Eigenschaft aufweisen, durch systemeigene Komponenten erwei- tert (Erweiterungsfähigkeit) oder durch andere, verschiedenartige Systeme neu er- gänzt zu werden (Integrationsfähigkeit). Welche dieser beiden Methoden angewandt wird, um das Flexibilitätspotenzial an die neuen Anforderungen anzupassen, ist am Ende eine Frage der Wirtschaftlichkeit. Wert Bezeichnung Darstellung Feste Verbindung und räumliche 1 Fixierung der Übergabeplätze A B A C Übergabeplätze variabel innerhalb einer 2 geraden Linie B Übergabeplätze variabel innerhalb einer A beliebiger Linie: B D 3 – Variabel innerhalb fix vorgegebener Linie C Übergabeplätze variabel innerhalb einer B A beliebiger Linie: 4 – Variabel innerhalb zur Verfügung D stehender Transportwege C A 5 Übergabeplätze unabhängig vom Layout D B Behälter- handling Durch Lastaufnahmemittel Durch zusätzliches C Anzahl und selber Ladehilfsmittel Größe Layoutflexibilität 1 2 Anzahl und Größe fest Ladehilfsmittel Mindestanforderung an Flexibilität Lastaufnahmemittel Lastaufnahmemittel (Basisflexibilität) Mfs1 Fördergut- flexibilität 3 4 Anzahl und Größe variabel (1-D) Ladehilfsmittel Lastaufnahmemittel Lastaufnahmemittel Handlungsspielraum Flexibilität Durchsatzflexibilität 5 6 Anzahl und Wert Bezeichnung Darstellung Größe variabel (2-D) Ladehilfsmittel Lastaufnahmemittel A C 1 Materialfluss in einer Richtung Lastaufnahmemittel B A C 2 Materialfluss richtungsunabhängig B Abbildung 1: Bewertungskriterien am Beispiel der Funktion „Transportieren“ Eine Auswahl von Materialflusssystemen erfolgt in der Grobplanungsphase in einem ersten Schritt anhand der Mindestflexibilitätsanforderungen, die auf in der Zukunft geplante Ereignisse beruhen und somit vorhersehbar sind. Dabei wird nochmals unterschieden, ob in die Flexibilität sofort investiert wird, oder ob z.B. aus wirtschaft- lichen Gründen das Flexibilitätspotenzial erst später aktiviert wird. In diesem Fall 2 Modulare Materialflusssysteme für wandelbare Fabrikstrukturen wurde der Begriff der erweiterten Flexibilität eingeführt. Die Aktivierung kann durch systemeigene Komponenten oder durch den Einsatz systemfremder Materialfluss- systeme erfolgen. Am Beispiel der Materialflussfunktion „Transportieren“ wurden Kriterien für die Bewertung der Layout-, Durchsatz- und Fördergutflexibilität erarbei- tet (vgl. Abbildung 1). Mit Hilfe dieser Kriterien ist es in der Planungsphase möglich, anhand der geforderten Flexibilität eine Vorauswahl der zur Verfügung stehenden Materialflusssysteme zu treffen. Dabei handelt es sich um eine Vorauswahl anhand der Flexibilitätsanforderungen.