Flexibilität in der Fertigung um jeden Preis? Versuch einer Kosten/Nutzenanalyse

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Fanny Frank
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1 1 Flexibilität in der Fertigung um jeden Preis? Versuch einer Kosten/Nutzenanalyse Univ.-Prof. DI Dr.techn. Franz Haas Institut für Fertigungstechnik, TU Graz u

2 2 Institut für Fertigungstechnik (TU Graz) Zerspanungstechnik Hydraulik

3 3 Antworten auf folgende Fragen 1. Wovon sprechen wir? 2. Wieviel Flexibilität tut den Menschen gut? 3. Wie flexibel muss Produktion daher sein? 4. Was gibt es Neues/Intelligentes? 5. Weist uns I4.0 den richtigen Weg? 6. Wie könnte es gut funktionieren?

4 4 ad 1) Wovon sprechen wir? Flexibilität ist die Anpassungsfähigkeit eines produktionswirtschaftlichen Systems, das mit den vorhandenen Betriebsmitteln unterschiedliche Ausbringungsmengen kurzzeitig realisieren kann. (Stigler, 1939) 2016 Flexibilität ist die Anpassungsfähigkeit eines produktionswirtschaftlichen Systems, das mit den vorhandenen Betriebsmitteln in Art und Menge unterschiedliche Produkte kurzzeitig realisieren kann. (in Anlehnung an Stigler, 1939)

5 5 Flexibilität vs. Agilität in der Produktion Flexibilität Agilität Effizientes Herstellen unterschiedlicher Produkte ohne Zusatzinvestitionen. Beschreibt Marktreaktivität eines Systems als strategisches Ziel. Grundlage für Agilität eines organisatorischen Netzwerks ist die Flexibilität im operativen Bereich.

6 6 Maschinenflexibilität Bildquelle: Kief /Roschiwal (2014), S. 319 Flexible Fertigungssysteme

7 7 ad 2) Wieviel Flexibilität tut dem Menschen gut? Gesundheit Arbeit und Leistungsglück Ressourcenschonung Wirtschaftlicher Erfolg

8 8 8 Wertschöpfung durch Qualität u. Flexibilität Maß- und Formtoleranzen Produkte Lagetoleranzen Werkstoffe Oberflächenrauheit Präzision Qualität Produktivität Flexibilität Maschinen Werkstoffkenngrößen Werkzeuge Oberflächeneigenschaften Betriebsstoffe P2P Unternehmenserfolg

9 9 ad 3) Wie flexibel muss Produktion daher sein? Bildquelle: Kief /Roschiwal (2014)

Aufwärmen von Druckkopf und Druckbett Filament-Zufuhr zum

10 10 Flexibles Fertigungssystem mit 3D-Druckern Automatisierungsschritte Kopplung von CAD, Slicer, G-Code Aufwärmen von Druckkopf und Druckbett Filament-Zufuhr zum Druckkopf Materialwechsel Bauteilentnahme Bauteilreinigung, Entfernen von Stützen

11 Fertigungskosten/Stück 11 Kosten/Nutzenverhältnis Bauteilkomplexität

12 12 ad 4) Was gibt es Neues/Intelligentes? Innovatives Wendeschneidplattenkonzept von Ceratizit: Kernbohren Innendrehen und Enstechen Aussendrehen und Einstechen Vorteile: Weniger Werkzeugwechsel Mehr Platz im Werkzeugrevolver Geringe Kosten Höhere Flexibilität Bessere Kühlung Effizientere Spanabfuhr

13 13 Flexible Vorrichtungen (Kostyrka)

14 14 Parallelkinematische Vorrichtungen (Positionierung über den Roboter)

15 15 Wandlungsfähigkeit durch sensitive Robotik workerbot 3 Universal Robots ABB yumi

16 16 pi4 workerbot3 (pi4_robotics GmbH)

17 17 Kostenseite 20 k Anschaffung Inbetriebnahme Schulung Instandhaltung Updates und Ugrades k k 1-3 k

18 18 Nutzenseite Kurze Rüstzeiten Kurze Lieferzeiten Fertigung auch nachts und am Wochenende Individuelle Fertigung Integrierte Qualitätskontrolle Reaktionsfähigkeit auf Marktschwankungen Verlagerung monotoner Arbeit zum Roboter Steigerung der Arbeitszufriedenheit

19 19

20 20

21 21 ad 5) Weist uns I4.0 den richtigen Weg? Optimierung der Fertigung via Internetkommunikation Bildquellen: Produktionssystem PPS Werkstücke

22 22 Ja, wenn wir den Menschen in den Mittelpunkt stellen. Anforder -ungen des Marktes steigen Grad der Automatisierung steigt Vollautomatische Systeme werden den Marktanforderungen nicht gerecht. Flexibilitätsgrad wird steigen. Anforderungen werden nur durch den Menschen erfüllt. Menschen werden unterstützt, entlastet durch Produktion 4.0. S. 454

23 23 Wartungsunterstützung durch Social Media Unterstützung S. 489

24 24 ad 6) Wie könnte es gut funktionieren? Zuerst im Sinne des Lean Management Produktion gestalten? Danach den zunehmend höheren Nutzen der flexiblen Produktion bewerten. Daraus den optimalen Grad der Flexibilisierung bestimmen. Kosten der Vollautomation vs. Teilautomation kalkulieren. Gesamtwirtschaftlich optimale Lösungen strukturieren. Relation Nutzen zu Aufwand bewerten. Realisierung einer langfristig wirtschaftlichen Produktionslösung. Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer in den Entscheidungsprozess einbeziehen. Akzeptanz von Anfang an schaffen.

25 25 Tagung Production Engineering Graz 2016

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