Die Optimierung einer Fertigungssteuerung mit Hilfe von Simulationswerkzeugen am Beispiel der Lackiererei der AUDI AG, Ingolstadt

LogiMat 2005, Stuttgart, 1.-3. Februar 2005 Die Optimierung einer Fertigungssteuerung mit Hilfe von Simulationswerkzeugen am Beispiel der Lackiererei der AUDI AG, Ingolstadt Markus Behres, AUDI AG

Gliederung Simulation bei Audi Ausgangssituation/Vorgehensweise Nutzen/Aufwand Fazit und Ausblick Folie 2 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Entwicklung der Ablaufsimulation bei der AUDI AG Ingolstadt 1999: Start Aufbau eines gewerkeübergreifenden Simulationsmodells des Werks Ingolstadt SiFa (Simulation Fertigungsablauf) 2000: Aufbau SimOffice, Operationalisierung der Simulation 2001: Aufbau eines Geschäftsprozesssimulators 2003-2004: Integration von SimOffice in eine Linienfunktion innerhalb der Fertigung Themenbeispiele: Gestaltung Fabriklayout, Versorgungskonzepte Logistik, Fahrzeugsteuerungskonzepte, Gesamtverfügbarkeit und Harmonisierung Gewerke/Werk Folie 3 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Aufbau SiFa Fahrzeugsteuerung: Auftragsdaten (Modellmix,Auftragsvolumen) Fertigungsstrategie Arbeitszeitmodell: Schichtmodelle TPM, usw. Anlagendaten: Taktzeiten, Verfügbarkeiten, Kapazitäten, usw. Auftragsreihenfolge Produktionsmix Presswerk Versuchsbau Werkzeugbau Logistik schiff Karosseriebau Lack Montage KVZ Karola Durchsätze Durchlaufzeiten Umlaufbestand Termintreue Anzahl Farbwechsel (Lack)... Kleinteileschw. Serie Sonder Konzernteile Kaufteile Aggregate Kaufteile Informations-/Auftragsfluss Produktionsfluss Materialfluss Folie 4 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Farbblockbildung Lackiererei Farbsortierspeicher (FSS) 80 Stellplätze pro Ebene = 320 Stellplätze Karosseriebau Grundlack (VBH, KTL, UBS) Füller Decklack Finish Montage Repair Folie 6 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Analyse der Farbblocklängen Analyse der Farbsortierung im Farbsortierspeicher (FSS) gemessen am Ausgang des Farbsortierspeichers/ Eingang Füllerlinie 400 Ausschnitt aus der Farbblockverteilung 'D100 im Segment 3 Zeitraum: 17.11.02-01.12.02, alle Modelle, LackSegm 3 Blockanzahl 350 300 250 200 150 100 50 FIS Anzahl Fahrzeuge 5876 Mittl. Farbblocklänge an D100 Max. Farbblocklänge 68 5,86 Anzahl Farbblöcke 1003 Anzahl Farbblöcke 2 Fzg. 525 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Farbblocklänge Warum sind mehr als 50% der Farbblöcke 2 Fzg. Folie 7 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Optimierung der FSS-Steuerung Emulation Ist-Steuerung Reale Anlage Simulationsmodell 1. Fahrauftrag 4. Status weiterleiten Statustelegramme Schnittstellen -software (Kommunikationsmodul) 2. Auftrag weiterleiten 3. Status- Rückmeldung Offline-Optimierung der Steuerungssoftware mit definierten Szenarien (Abbild historischer Realbedingungen) Folie 8 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Optimierung der FSS-Steuerung Erkenntnisse: Kopplung der original FSS-Steuerung mit dem Simulationsmodell Verteilung auf Bypass bzw. Wahlfreibereich nicht eindeutig nachvollziehbar Verteilung auf Bereitstellungslinien nicht eindeutig nachvollziehbar Abzug aus Bereitstellungslinien nicht nachvollziehbar Folie 9 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Optimierung der FSS-Steuerung Neuerungen an der optimierten FSS-Steuerung Über Bypass zu Bereitstellungslinie wenn: an vorhandene Farbe angefügt werden kann Bereitstellungslinie frei und bereits 5 Karossen im Wahlfreispeicher Karosse gleich aktuell abgezogener Farbe (Sammeln auf Bypass bis voll) sonst sammeln im Wahlfreispeicher Farbreine Einsteuerung der Rohkarossen Folie 10 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Optimierung der FSS-Steuerung Auswirkung der Optimierungen Kennzahl Farbwechsel IST opt. Steuerung Anzahl Fahrzeuge 5876 5877 Mittlere Durchlaufzeit 147,74 147,67 180 Mittlere Farbblocklänge 5,86 10,48 Maximale Farbblocklänge 68 215 Anzahl Farbblöcke 1003 160 561 Anzahl Farbwechsel 'D100' Zeitraum: 17.11.02-01.12.02, alle Modelle, LackSegm 3 IST opt. Steuerung 140 Anzahl Farbwechsel 120 100 80 60 40 20 0 17.11.02 18.11.02 19.11.02 20.11.02 21.11.02 22.11.02 23.11.02 24.11.02 25.11.02 26.11.02 27.11.02 28.11.02 29.11.02 30.11.02 01.12.02 02.12.02 Datum Reduzierung d. Anzahl Farbwechsel um ca. 40-50% Folie 12 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Optimierung der FSS-Steuerung Auswirkung der Optimierungen Kennzahl Farbblockverteilung Farbblockverteilung 'D100' Zeitraum: 17.11.02-01.12.02, alle Modelle, LackSegm 3 400 350 Ist opt. Steuerung 300 250 Blockanzahl 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Blockgröße Reduzierung d. Anzahl EINER - Farbblöcke um ca.80% Folie 13 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Nutzen / Aufwand - Amortisationszeit Farbsortierspeicher KTL-Schleifen Füller Decklack Finish IST-Steuerung: mittl. Farbblocklänge ca. 7 Fzg. optimierte Steuerung: ca. 11 Fzg. Nutzen 150.000 /a Aufwendungen = 150.000 (Basis: 7 /Farbwechsel) Amortisation ca. 1 Kalenderjahr Folie 14 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Vorteile Vorteile der simulationsgestützten Erstellung/Optimierung von Steuerungen Offline Entwicklung und Modifikation von Steuerungen Zeitrafferfunktionalität und Reproduzierbarkeit, Visualisierung Frühzeitige Programmierung von Steuerung bereits deutlich vor SOP Absicherung der Strategien, Algorithmen und der Funktionen neuer/optimierter Steuerungen Verkürzung der Entwicklungszeit von Steuerungen durch Zeitrafferfunktionalität der Simulation Risikolose iterative Annäherung an eine optimale Lösung durch Experimente (Austesten von Extremsituationen) Deutlich verkürzte Inbetriebnahmen ohne Überraschungen Deutliche Kostenreduzierung bei der Inbetriebnahme Folie 16 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Markus Behres, AUDI AG

Nutzen / Aufwand Aufwand Potenzialanalyse (Planungssimulation): Offline-Optimierung (Emulation): Test / Inbetriebnahme: 30 PT 120 PT 60 PT noch zu erwartender Aufwand für Inbetriebnahme, Schulung, Dokumentation: ca. 30 PT Nutzen 150.000 /a Aufwendungen = 150.000 Amortisation ca. 1 Kalenderjahr Folie 18 LogiMat 2005 Simulation von Logistiksoftware Stuttgart, 1.-3. Februar 2005