Die Aufgabe umfasst die komplette Neuprojektierung des vorhandenen Arbeitssystems, da dieses in einem Hallenneubau an einem anderen Standort neu eingegliedert wird.
Hierfür bedarf es einer genauen Ausarbeitung aller vorbereitenden Maßnahmen zur wirtschaftlichen Fertigung des Produktes. Die sogenannte Arbeitsvorbereitung ist im Kreislauf von Produktentstehung und Produktmarkt das Bindeglied zwischen Konstruktion und Fertigung. Sie wird in Fertigungssteuerung sowie Arbeitsplanung gegliedert, wobei letzteres die vollständige Prozessplanung, die den auftragsunabhängigen Teil der Planung darstellt, umfasst. Hierbei werden Randbedingungen, wie bspw. die Arbeitspläne für die spätere Fertigungssteuerung, definiert. Im zeitlichen Verlauf einer Neuplanung ist dieser Schritt zwischen der Konstruktion und der Fertigung einzuordnen. Die Prozessplanung umfasst nicht nur die Montageplanung, sondern ebenso die Fertigungs- und Materialplanung.
Im hier vorliegenden Fall ist es notwendig, die Montageabläufe, die Unterlagen sowie die Anweisungen auszuarbeiten. Ein wesentlicher Bestandteil der Arbeit wird die Planung des Montagesystems sein, bei der es gilt die vorgegebenen Planungsaspekte zu beachten. Diese beinhalten das Planungsobjekt(Schneckengetriebe), die Personal- und Betriebsmittelaspekte sowie die zeitlichen und logistischen Kriterien. Es muss ein technisch einwandfreier und wirtschaftlicher Ablauf des Produktionsprozesses gewährleistet sein. Die ganzheitliche Planung beinhaltet auch die Beachtung von Randbedingungen angrenzender Bereiche. Diese sind für die Erfüllung der Aufgabe ebenso wichtig und umfassen die Layoutplanung sowie das Rechnungswesen für eine Wirtschaftlichkeitsrechnung zum Vergleich diverser Varianten.
Die Planung erfolgt nach dem Top-down Prinzip, bei dem vom Ganzen zum Einzelnen geplant wird, und findet unter Anwendung der Planungsmethode nach Bullinger statt.
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
1. Problembearbeitung
1.1. Präzisierung der Aufgabenstellung
1.2. Geometrisch – funktionelle Produktstruktur
1.3. Verrichtungsliste / Vorranggraph
1.4. Kapazitätsvorbetrachtung
1.5. Strukturierung des Montagesystems mit Festlegung der Arbeitsinhalte der Arbeitsplätze bzw. Arbeitsstellen (Grobplanung)
1.5.1. Reihenmontage
1.5.2. One – Piece – Flow gekoppelt mit Reihenmontage
1.6. Detaillierung der Arbeitsstellen bzw. –stellen
1.6.1 Reihenmontage
1.6.2 One – Piece – Flow gekoppelt mit Reihenmontage
1.7. Korrektur der Prozesszeiten
1.8. Kostenrechnung für die Variantenentwürfe
1.8.1 Fixkosten
1.8.2 signifikante Unterschiede der variablen Kosten
1.9. Nutzwertanalyse
1.10. Detaillierung der Vorzugsvariante (Feinplanung)
2. Angebot
2.1. Präzisierung der Aufgabenstellung
2.2. Kurzbeschreibung der untersuchten Varianten
2.2.1. Reihenmontage
2.2.2. One – Piece – Flow gekoppelt mit Reihenmontage
2.3. Beschreibung der Vorzugsvariante
2.3.1 Strukturierung und Layout
2.3.2 Kopplungsbedingungen und –forderungen in den betrieblichen Fertigungsprozess
2.3.3. Ökonomische Grundlagen
2.3.4. Grundlagen zur Realisierung
Anhang
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Produktstruktur
Abbildung 2: Vorranggraph
Abbildung 3: Übersicht Kapazität 1
Abbildung 4: Gurtbandförderer
Abbildung 5: Montagewagen
Abbildung 6: Milk-Run-Prinzip
Abbildung 7: Arbeitssystem
Abbildung 8: Werkzeughaken
Abbildung 9: Kapazitätsübersicht – One Piece Flow
Abbildung 10: Kapazitätsübersicht – Reihenmontage
Abbildung 11: Nutzwertanalyse
Abbildung 12: Arbeitsstation 1
Abbildung 13: Arbeitsstation 2
Abbildung 14: Arbeitsstation 3
Abbildung 15: Arbeitsstation 4
Abbildung 16: Arbeitsstation 5
Abbildung 17: Produktstruktur
Abbildung 18: Reihenmontage
Abbildung 19: Nutzwertanalyse Reihenmontage
Abbildung 20: One Piece Flow
Abbildung 21: Nutzwertanalyse One Piece Flow
Abbildung 22: Montagesystem
Abbildung 23: Arbeitsstation 1
Abbildung 24: Arbeitsstation 2
Abbildung 25: Arbeitsstation 3
Abbildung 26: Arbeitsstation 4
Abbildung 27: Arbeitsstation 5
Abbildung 28: Milk-Run-Prinzip
Abbildung 29: Montagewagen
Abbildung 30: Werkstückträger
Abbildung 31: Grundmodul
Abbildung 32: Kapazitätsübersicht One Piece Flow
Abbildung 33: Spielprüfgerät
1. Problembearbeitung
1.1. Präzisierung der Aufgabenstellung
Die Aufgabe umfasst die komplette Neuprojektierung des vorhandenen Arbeitssystems, da dieses in einem Hallenneubau an einem anderen Standort neu eingegliedert wird.
Hierfür bedarf es einer genauen Ausarbeitung aller vorbereitenden Maßnahmen zur wirtschaftlichen Fertigung des Produktes. Die sogenannte Arbeitsvorbereitung ist im Kreislauf von Produktentstehung und Produktmarkt das Bindeglied zwischen Konstruktion und Fertigung. Sie wird in Fertigungssteuerung sowie Arbeitsplanung gegliedert, wobei letzteres die vollständige Prozessplanung, die den auftragsunabhängigen Teil der Planung darstellt, umfasst. Hierbei werden Randbedingungen, wie bspw. die Arbeitspläne für die spätere Fertigungssteuerung, definiert. Im zeitlichen Verlauf einer Neuplanung ist dieser Schritt zwischen der Konstruktion und der Fertigung einzuordnen. Die Prozessplanung umfasst nicht nur die Montageplanung, sondern ebenso die Fertigungs- und Materialplanung.
Im hier vorliegenden Fall ist es notwendig die Montageabläufe, die Unterlagen sowie die Anweisungen auszuarbeiten. Ein wesentlicher Bestandteil der Arbeit wird die Planung des Montagesystems sein, bei der es gilt die vorgegebenen Planungsaspekte zu beachten. Diese beinhalten das Planungsobjekt(Schneckengetriebe), die Personal- und Betriebsmittelaspekte sowie die zeitlichen und logistischen Kriterien. Es muss ein technisch einwandfreier und wirtschaftlicher Ablauf des Produktionsprozesses gewährleistet sein. Die ganzheitliche Planung beinhaltet auch die Beachtung von Randbedingungen angrenzender Bereiche. Diese sind für die Erfüllung der Aufgabe ebenso wichtig und umfassen die Layoutplanung sowie das Rechnungswesen für eine Wirtschaftlichkeitsrechnung zum Vergleich diverser Varianten.
Die Planung erfolgt nach dem Top-down Prinzip, bei dem vom Ganzen zum Einzelnen geplant wird, und findet unter Anwendung einer Planungsmethode statt.
Die Systematik der Montagplanung nach Bullinger ist in 6 Phasen unterteilt:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Im folgendem werden die einzelnen Planungsschritte erläutert, die Bearbeitungsgrenzen aufgezeigt sowie die gegeben Eingangsgrößen analysiert.
Bei der „Konzeption“ wird eine Analyse der Grunddaten mit allgemeiner Zielsetzung, der produkt-, produktions- und personalspezifischen Planungsdaten durchgeführt.
Zielsetzung ist die Neuprojektierung eines Arbeitssystems nach wirtschaftlichen und fertigungstechnischen Kriterien
Produktdaten: Schneckengetriebe, 95.000 Stück pro Jahr, 5 Jahre permanente Serienproduktion, make to stock/order
Produktstruktur: Erzeugnisgliederung nach Strukturebenen, Produktstrukturbaum, Anzahl der Strukturebenen, Konstruktionsstruktur ist funktionale Gliederung des Produktes in Träger-, Haupt- und Funktionsbaugruppen, Montagestruktur ist montagetechnologische Gliederung in Montagebaugruppen und Einzelteile mit Informationen zu Kostenstelle, Eigen- oder Fremdmontage
Personaldaten:
Arbeitszeitfond pro Mitarbeiter AZMA = 230 Arbeitstage p.a., 1- oder 2-Schicht System à 8 Stunden, AZMA = 1840 h, Verfügbarkeit: 95%, Leistungsgrad: 1,3
Produktspezifische Daten:
- Beschreibung Ist-Zustand Produkt, Arbeitsanweisung, Arbeitsplan, Vorgabezeiten, Qualitätsdaten, Daten von Maschinen und Einrichtungen, Festlegung Systemgrenzen, Raumangebot, Stückzahlen, Organisationsform
Personalspezifische Daten:
- Anzahl MA, Alter, Geschlecht, Lohngruppen, Entlohnungsarten, Qualifizierung, Fehlzeiten, Arbeitszeitregelung
Investitions- Kostendaten:
- Investumfang, Amortisationszeit
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Die darauf folgende „Ablaufplanung“ kann in Grob- und Feinplanung aufgeteilt werden. Die bei der Konzeption aufgezeigten Daten werden durch eine Informationsanalyse weiter ergänzt, um diese anschließend zu einem darauf aufbauendes Ergebnis zu verarbeiten.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Im nächsten Schritt, der „Montagesystementwurf“, werden durch Variation von Organisations- und Materialbereitstellungsformen verschiedene Lösungen entworfen.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Sind die ersten 3 Planungsphasen abgeschlossen, erfolgt die „Ausarbeitung“. Die vorangegangene Planung wird überprüft, die Betriebsmittel gewählt und das Layout präzisiert.
Die Erstellung des Angebotes umfasst die Konzeption, die Ablaufplanung, den Montagesystementwurf sowie die Ausarbeitung. Die Grenzen der Bearbeitung sind dahingehend festgelegt, dass wir dementsprechend lediglich das Montagesystem betrachten. Die Lagerdimensionierung und die Teilefertigung sind für uns nicht relevant.
Zum Abschluss erfolgen die „Realisierung“ und der „Betrieb“. Wobei diese Phasen in unserer Betrachtung keine Rolle spielen, da wir lediglich die Planung durchführen. 22-
1.2. Geometrisch – funktionelle Produktstruktur
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 1: Produktstruktur
Eine montagegerechte Konstruktion vereint eine optimale Produktgestalt einschließlich des Produktaufbaus hinsichtlich einer manuellen oder automatisierten Montage. Ziele sind neben der Reduktion der erforderlichen Anzahl von Fügerichtungen die Erleichterung der Füge- und Handhabungsvorgänge, sowie die Vereinfachung der Verbindungstechnik. Im Vordergrund der Betrachtung steht dabei das Verhalten der Montageteile während der Transport- und Fügevorgänge.
Das Schneckengetriebe GS 40 setzt sich aus 6 Montagebaugruppen zusammen, wobei die Baugruppe „Deckel groß“ zur vollständigen Montage des Getriebes zweifach erforderlich ist.
Die Baugruppen „Schneckenrad“ und „Schneckenwelle“ beinhalten neben den Distanzringen jeweils zwei Kugellager. Diese müssen im Rahmen eines vorgelagerten Fügevorganges aufgepresst werden. Diese Pressvorgänge müssen vor dem Einbau der Baugruppen in das Gehäuse erfolgen, sodass hier die lineare Homogenität der Fügerichtung gewahrt wird. Durch die Anlieferung der Kugellager in Stapelbehältern, wird ein schonender Transport der Montageteile gewährleistet.
Die Deckel-Baugruppen erfüllen im Allgemeinen die Anforderung einer montagegerechten Konstruktion, da diese aus wenigen Einzelteilen bestehen und die lineare Fügerichtung beibehalten.
Die Baugruppen „Flanschdeckel“ beeinträchtigt aufgrund der konstruktiven Form und Lage am Gesamtprodukt die Montagegerechtigkeit. Bei der Verschraubung ist es unumgänglich das Produkt auf die Seite zu legen, oder eine zusätzliche Halteeinrichtung bereitzustellen, was zu einem zusätzlichen Aufwand führt. Auch die Montage der „Gehäuse“-Baugruppe führt zu einem zusätzlichen Arbeitsschritt, da auch am Boden des Getriebes Verschlussschrauben anzuschrauben sind.
Zusammenfassend entspricht das Schneckengetriebe im Wesentlichen den Anforderungen an eine montagegerechte Konstruktion. Es besteht aus wenigen Einzelteilen, lässt sich in 6 weitestgehend unabhängige Baugruppen zerlegen und beschränkt sich auf eine homogene Fügerichtung. Einziger Kritikpunkt ist die geometrische Lage des Flanschdeckels und die Verschraubungen an der Bodenseite des Getriebes. Um hier den Montageaufwand zu minimieren, sowie ein ständiges Heben und Drehen des Produktes zu vermeiden, kann ein Montagewagen zu einer Prozessoptimierung beitragen.
1.3. Verrichtungsliste / Vorranggraph
Die folgende Aufstellung zeigt die einzelnen Prozesszeiten für jeden Arbeitsschritt. Die Ermittlung der Zeiten erfolgte mittels MTM.
Vorgänge
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Im Anschluss die angefertigte Verrichtungsliste:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Im letzten Schritt wird nun der entworfene Vorranggraph vorgestellt, welcher die Zwangsfolgen und Abhängigkeiten der einzelnen Vorgänge voneinander verdeutlichen soll:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 2: Vorranggraph
Legende zu den einzelnen Vorgängen:
S: Start
1: Aufpressen Rillenkugellager auf Schneckenrad (einseitig)
2: Einsetzen Wellendichtring 1. Deckel groß
3: Aufpressen Schrägkugellager auf Schneckenwelle (einseitig)
4: Verschraubung Deckel klein
5: Aufsetzen Rillenkugellager auf Schneckenrad (einseitig)
6: Verschraubung 1. Deckel groß
7: Aufsetzen von Schrägkugellager auf Schneckenwelle (einseitig)
8: Einsetzen Distanzring
9: Einsetzen Distanzring
10: Einsetzen und Fetten der Schneckenradbaugruppe in Gehäuse
11: Einsetzen und Fetten der Schneckenwellenbaugruppe in Gehäuse
12: Einsetzen Wellendichtring 2. Deckel groß
13: Verschraubung 2. Deckel groß
14: Einsetzen Wellendichtring Flanschdeckel
15: Verschraubung Flanschdeckel
16: Spielprüfung
17: Öl-Befüllung
18: Annieten des Schildes
19: Verschraubung Verschlussschrauben
[...]
- Quote paper
- Richard Börner (Author), Martin Demme (Author), Kevin Beuchel (Author), 2014, Neuprojektierung eines Arbeitssystems. Montageentwurf des Schneckengetriebes GS04, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/300138
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