Wahlfach Fertigungstechnik Musterlösung zu Übung I Betriebsorganisation

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1 Wahlfach Fertigungstechnik Musterlösung zu Übung I Betriebsorganisation Prof. Konrad Wegener Thomas Lorenzer FS 8 Sie planen und überwachen die Fertigung von Elektromotoren. Im Planungszeitraum von einem Jahr müssen Sie insgesamt Stück liefern.. Bedarfsplanung Skript Für die Fertigung Ihrer Elektromotoren führen Sie zu Beginn eine Bedarfsplanung durch. S. 5-5 Ausgehend vom Primärbedarf an Elektromotoren berechnen Sie, wie viele Teile Sie von jedem Element benötigen. Dazu gehen Sie von folgender Stückliste aus: Elektromotor BG BG BG T T T BG BG T T T BG BG T T T5 T BG T T T T Mittels Gozintograph und Koeffizientenmatrix Eine Produktstrukturliste gibt einfach Auskunft über die Zusammensetzung der Gruppen. Sobald einzelne Teile oder n jedoch auch in anderen n des selben Niveaus auftreten, ist diese Darstellung nicht mehr sehr übersichtlich. Um komplizierte, verschachtelte Stücklisten aufzulösen, bietet sich der Gozintograph an, auf Basis dessen die Berechnung automatisiert durchgeführt werden kann und der auch bei

2 T5 BG T BG EM T T T BG T Abbildung : Gozintograph für betrachteten Elektromotor manueller Auswertung weniger fehleranfällig ist. Charakteristikum des Gozintographen: Jedes Objekt wird nur einmal aufgezeichnet. Somit ist jede Verwendung direkt am Objekt als abgehender Pfeil erkennbar, was Mehrfachverwendungen sofort ersichtlich macht. Für jedes Objekt wird nun eine Gleichung für seinen Bedarf in anderen Objekten aufgestellt. Dabei stellt man sich Frage: In welche geht das Teil ein (wohin)? BG = EM BG = EM + BG BG = EM + BG T = EM + BG + BG T = EM + BG + BG T = EM + BG + BG T = BG + BG T5 = BG T = BG + BG Zur Ermittlung des gesamten Bedarfs fehlt noch die Gleichung mit dem Bedarf an Elektromotoren (Primärbedarf): Primärbedarf: Verkauf Sekundärbedarf: Fertigung Tertiärbedarf: Hilfsstoffe EM = Mit diesen Gleichungen können nun sukzessive die Sekundärbedarfe ausgerechnet werden:

3 BG = = 8 BG = + 8 = 8 BG = + 8 = 88 T = = 9 T = = T = = T = = 9 T5 = 8 = T = = 58 Zur automatischen Bedarfsermittlung mittels Computer lassen sich diese Gleichungen als lineares Gleichungssystem A.x = b schreiben. Dazu nach f(x) = const auflösen.. EM BG BG BG T T T T T5 T = Aus dem Lager erhalten Sie eine Bestandsliste, aus der die aktuellen Lagerbestände der relevanten n hervorgehen. Ermitteln Sie die effektiv benötigte Produktionsmenge (Nettobedarf) für jede! Lagerbestand Bruttobedarf Nettobedarf EM BG 8 8 BG = BG = 7 T = 88 T - - = T = T = 8 T5 - = 9 T =

4 . Losgrössenplanung Skript Als nächstes berechnen Sie die optimalen Losgrössen für die erforderlichen Komponenten, S. 9-5 beginnend mit der Fräsmaschine. Dort werden die Teile T bearbeitet. Berechnen Sie L opt auf Basis des Jahresbedarfs! Die Rüstkosten zur Herstellung des benötigten Basis-Frästeils betragen 85 CHF. Das fertige Teil kostet 8 CHF und wird bei der Lagerung mit 5,5% im Planungszeitraum verzinst. Herleitung von L opt : K = K A xges L + K H L i L = K L = K A x ges L + K H i L L = K A x ges K H i L = K A x ges L + K H i L x ges = Rüst-/Bestellkosten pro Auftrag K A = 85CHF Herstellkosten K H = 8CHF xges K A 85 L opt = = = K H i L 8.55 L Formel (.8), S. 9. Zeitkalkulation Skript Auf Basis der gefunden Losgrösse L opt fahren Sie mit der Zeitkalkulation für die einzelnen S. 7 - Maschinen fort. Die bereits erwähnte Fräsmaschine benötigt min s für die spanende Bearbeitung des Teils. Vor Beginn der Fertigung muss die Maschine während 5 min gerüstet werden. Das Werkzeug hat eine Standmenge von Stück, danach muss es gewechselt werden, wofür 5min veranschlagt werden. Das Wechseln der Werkstücke inklusive Sichtprüfung dauert s. Parallel zur Bearbeitung durch die Maschine führt der Werker Kontrollmessungen and den soeben fertiggestellten Werkstücken durch. Diese Untersuchung dauert 5 s. Berechnen Sie die Betriebsmittelzeit je Einheit t eb sowie die Belegungsdauer T bb für die Fräsmaschine (Verteilzeitfaktor z v =.)! Vergleichen Sie die Belegungsdauer T bb der Maschine mit der Auftragszeit T bezogen auf den Werker! Hauptzeit t h = min s = 7s Werkzeugwechselzeit infolge Standzeitende t We = s = s Nebenzeit t n = s + s = 7s Betriebsmittel-Grundzeit t gb = t h + t n + t b = 7s + 7s + s = s Betriebsmittel-Verteilzeit t vb = z v t gb =. s = s Betriebsmittelzeit je Einheit t eb = t gb + t vb = s + s = s Rüstzeit t rb = 5min Belegungsdauer T bb = t ab + t rb = m t eb + t rb Skript S.

5 mit m = L opt ergibt sich somit: T bb = s + 5min = 5min + 5min = 75min =.5 h Unter Annahme eines 8h-Tages und Bearbeitung durch einen Werker ergeben sich etwa.5 Tage als reine Bearbeitungszeit. Die Auftragszeit T bezieht sich auf den Werker, daher setzen sich die zugrundeliegenden Zeitanteile anders zusammen: Haupttätigkeiten Nebentätigkeiten Tätigkeitszeit Wartezeit Grundzeit Verteilzeit Zeit je Einheit Rüstzeit Auftragszeit t MH = s, da keine wertschöpfende Tätigkeit des Werkers t MN = s s = s t t = t MH + t MN = s t w = 7s 5 s = 8s t g = t t + t w = s + 8s = s t v = z v t g =. s = s t e = t g + t v = s + s = s t r = 5min T = t a + t r = m t e + t r = 75min Skript S.. Terminierung Skript Sie planen nun den Fertigungsablauf zeitlich. Führen Sie eine komplette Terminierung (vorwärts S. 8-9 und rückwärts) durch und geben Sie den kritischen Pfad an! Vorgangsbeschreibung A Abschneiden E Schleifen B Fräsen F Bohren und Senken C Fräsen G Vormontage D Entgraten H Endmontage Vorgangsdauer Frühester Anfang Spätester Anfang Vorgangsbezeichnung Frühestes Ende Spätestes Ende Kritischer Pfad: A - B - E - G - H A Start B C D E F 8 G H 5

6 5. Qualitätsmanagement Skript Die neu eingerichtete Maschine wird bei Fertigungsbeginn auf ihre Fähigkeit hin überwacht. S. 7-9 Auf der Maschine werden die Teile T bearbeitet und das wichtige Endmass L = mm kontrolliert. Sie entnehmen der Produktion eine Stichprobe und vermessen die Teile (siehe Tabelle). Berechnen Sie die Maschinenkennwerte c m und c mk. Wie lautet Ihr Urteil über die Maschinenfähigkeit? Skizzieren Sie die Lage der Werteverteilung im Toleranzband! Messwerttabelle Mass Anzahl Standardabweichung s. c m =. c mk =.88 x = 8.57 oberer Grenzwert: 8.5mm unterer Grenzwert: 8.mm Abbildung : Toleranzband Maschinenfähigkeit c m : Toleranz T =.5 Standardabweichung s = n (x i x) n Maschine nicht fähig Maschinenfähigkeitskennwert c mk : arithmetischer Mittelwert x = n i= c m = T s =.5 =. <.7. k n j x j = 8.57 mit n = () j= Kleinster Abstand von x zur Toleranzgrenze: Z krit = =.57 c mk = Z krit s =.57 =.88 <.. Maschine nicht beherrscht Gesamturteil: Maschine weder fähig, noch beherrscht. Maschine muss nachgebessert und neu eingestellt werden. Formel (.9), S. 7 Formel (.), S. 8 Tabelle S. 9