Bauteilgetriebene Montagesteuerung und Fabrikstrukturierung durch Nutzung Gentelligenter Technologie

P. Nyhuis u.a.: Bauteilgetriebene Montage- und Fabrikstrukturierung Bauteilgetriebene Montage- steuerung und Fabrik- strukturierung durch Nutzung Gentelligenter Technologie Peter Nyhuis, Candy Patrick Schulze, Wiebke Hartmann, Matthias Schmidt, Felix Herde, Universität Hannover Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Nyhuis ist Technologie) die Speicherung von Fertigungstiefe in den einzelnen Un- Leiter des Instituts für Fabrikanlagen und Logistik (IFA) der Universität Hannover und Informationen ohne eine physische ternehmen entstehen weitreichende geschäftsführender Leiter der Integrierten Trennung von Bauteil und Informa- und komplexe Supply Chains. Für die Produktion Hannover gGmbH. tion. Durch die Verwendung dieser produzierenden Unternehmen stellt die Dipl.-Ing. Candy Patrick Schulze arbeitet als Technologie können Informationen in störungsfreie Koordination der unter- wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fabrikanlagen und Logistik in der Fachgruppe Echtzeit gespeichert, verarbeitet und nehmensübergreifenden Material- und Fabrikplanung. ausgelesen werden. Der vorliegende Informationsflüsse in der überbetrieb- Dipl.-Wirtsch.-Ing. Wiebke Hartmann Beitrag zeigt die Potenziale auf, die lichen Zusammenarbeit eine zentrale arbeitet als wissenschaftliche Mitarbeiterin am im Rahmen der Montagesteuerung Herausforderung dar [1]. Institut für Fabrikanlagen und Logistik in der Fachgruppe Produktionsmanagement. und Fabrikstrukturierung durch den Die Logistikleistung entwickelt sich Einsatz gentelligenter Bauteile er- aufgrund der dargestellten Situation Dipl.-Wirtsch.-Ing. Matthias Schmidt arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter am schlossen werden können. vermehrt zu einem entscheidenden Institut für Fabrikanlagen und Logistik in der Wettbewerbsfaktor, der ohne den Ein- Fachgruppe Produktionsmanagement. Als Reaktion auf den wachsenden satz moderner Informationstechnolo- Felix Herde arbeitet als wissenschaftliche Wettbewerbsdruck lagern Unterneh- gien und -systeme heutzutage nicht Hilfskraft am Institut für Fabrikanlagen und Logistik. men produktunspezifische Wertschöp- mehr sichergestellt werden kann [2, 3]. fungsanteile aus und konzentrieren Der vorliegende Beitrag befasst sich „Gentelligenz“ ist ein Neologis- sich auf ihre Kernkompetenzen. Auf- mit Ergebnissen aus Arbeiten des Son- mus und beschreibt im folgenden grund der resultierenden geringeren derforschungsbereichs (SFB) 653 „Gen- Zusammenhang die Eigenschaft von Bauteilen, Informationen zu über- Bild 1: Bauteilgetriebene Steuerung von Montagebereichen. mitteln und zu verarbeiten (Intelli- genz) sowie an nachfolgende Bau- teil-Generationen zu vererben (Ge- netik). Im Gegensatz zu vorhandenen Technologien ermöglicht das Konzept der gentelligenten Technologie (GI- Kontakt: Institut für Fabrikanlagen und Logistik Universität Hannover An der Universität 2 30823 Garbsen Tel.: 0511/762-2440 E-Mail: ifa@ifa.uni-hannover.de http://www.ifa.uni-hannover.de © GITO-Verlag 13 Produktion & Logistik telligente Bauteile im Lebenszyklus“. cherzustellen. Sie ordnet jedem Auftrag Übergangszeit bevorzugt behandelt. Durch den Einsatz sogenannter gentel- eine Priorität nach definierten Kriterien Dezentrale Reihenfolgevertauschungen ligenter Bauteile können Informationen zu. Der Auftrag mit der höchsten Prio- können vorgenommen werden, wenn während der Herstellung oder der Nut- rität ist am dringendsten und wird als ein Bauteil in Rückstand gerät und an- zung aus der Umwelt aufgenommen, erstes bearbeitet. dere noch über ausreichend Wartezeit in Echtzeit gespeichert, verarbeitet und Die zentrale Herausforderung für verfügen. Kann ein Bauteil einer zu kommuniziert werden. Spezielle Fer- die Montagesteuerung ist es, eine ter- montierenden Baugruppe unter keinen tigungsverfahren heben die Trennung minliche Abstimmung der Montage Umständen den geplanten Termin zum eines Bauteils von der Information, und den vorgelagerten Fertigungs-, Beginn der Montage realisieren, dann wie sie beispielsweise beim Einsatz von Beschaffungs- und Lagerprozessen zu setzen alle anderen Bauteile dieser Transpondern gegeben ist, auf und es erreichen, um eine verfrühte oder ver- Baugruppe ihre Priorität entsprechend werden so vielfältige Nutzungspotenzi- spätete Bereitstellung des Materials zu zurück. ale erschlossen [4]. Im Folgenden wird verhindern, welche Kapitalbindungs- Dies gewährleistet, dass am Mon- speziell auf eine neuartige Montage- und Prozesskosten in der Montage tagesystem keine unnötigen Bestände steuerung und angepasste Fabrikstruk- verursacht. aufgebaut werden und ein daraus re- turen eingegangen. Ein Ansatz zur echtzeitfähigen Mon- sultierender unnötiger Handhabungs- tagesteuerung, der sich die speziellen aufwand vermieden wird [8]. Neuartige Montagesteuerung Eigenschaften der gentelligenten Bau- Der vorgestellte Ansatz wurde in durch GI-Technologie teile zu Nutze macht und eine hohe einen Algorithmus umgesetzt, der sich Termintreue der Montageaufträge si- momentan in der Validierungsphase Um eine hohe Liefertreue dem Kun- cherstellt, ist in Bild 1 dargestellt. befindet. Die zugrundeliegende Glei- den gegenüber gewährleisten zu kön- Die Idee des entwickelten Algorith- chung ist in Bild 2 dargestellt. nen, ist eine hohe Termintreue in der mus basiert auf der Prioritätenbildung Der Soll-Termin des Montagebe- Montage eine elementare Vorausset- nach dem geringsten Restschlupf eines ginns bildet den Ausgangswert des zung [5]. Die logistischen Anforde- Bauteils. Eine dynamische Prioritätszahl Algorithmus, welcher auf jedem Bauteil rungen sind dabei aufgrund konvergie- wird auf Basis der Kernidee berechnet, einer Baugruppe implementiert wird. render Materialflüsse besonders ausge- dass die Priorität eines Auftrags oder Um die restliche zur Verfügung ste- prägt. Die zentrale Herausforderung für eines Bauteils mit dem Absinken der hende Durchlaufzeit zu erhalten, wird die Steuerung der Montage ist es, die verbleibenden Übergangszeit bis zur von diesem Soll-Termin der aktuelle Vorgaben der Produktionsplanung auch Fertigstellung steigt [7]. Betriebskalendertag subtrahiert. Die bei Störungen umzusetzen [6]. Werden gentelligente Bauteile ein- Subtraktion der Summe der minimalen Im Rahmen des SFB 653 wurde eine gesetzt, so kann für jede zu montieren- Übergangszeiten und der Durchfüh- neuartige bauteilgetriebene Montage- de Baugruppe ein Leitbauteil bestimmt rungszeiten der noch abzuarbeitenden steuerung entwickelt, die die Reihen- werden, auf welchem von Beginn der Arbeitsvorgänge ergibt den Restschlupf folgebildung der Montage- und auch Fertigung an folgende zentrale In- eines Auftrags bzw. eines Bauteils bis der zugehörigen Versorgungsaufträge formationen hinterlegt sind: Soll-Fer- zum Soll-Montagestart.