Potentialanalyse einer manuellen Großgerätemontage unter Berücksichtigung hoher Variantenvielfalt

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Potentialanalyse, Optimierung und Bewertung einer manuellen Großgerätemontage unter Berücksichtigung hoher Variantenvielfalt beschrieben und anhand eines Beispiels von Werkzeugplatten für die Stahlprofilfertigung validiert. Ziel der Arbeit war es, im ersten Schritt anhand der relevanten wissenschaftlichen Grundlagen eine Methodik zu beschreiben um die Ist-Situation in manuellen Großgerätemontagen mit hoher Variantenvielfalt zu erfassen, Potentiale herauszuarbeiten und darzustellen, sowie neugestaltete Soll-Szenarien zu bewerten. Zu diesem Zweck wurde auf die Methode der Wertstromanalyse und des Wertstromdesigns zurückgegriffen, welche in der vorliegenden Arbeit auf die Bedürfnisse der variantenreichen Großgerätemontage angepasst wurde. Dazu wurde einerseits aktuelle Literatur hinsichtlich der manuellen Montage von Großgeräten in der industriellen Produktion aufgearbeitet. Andererseits wurden produktionslogistische Themen zur Planung und Bewertung der Produktionsabläufe beschrieben und mit den klassischen Ansätzen der Wertstromanalyse und des Wertstromdesigns kombiniert. Im praktischen Teil der Arbeit wurde die erarbeitete Methodik am Beispiel des sogenannten "Einstellen von Werkzeugplatten" bei der Welser Profile Austria GmbH angewandt um den Ist-Zustand darzustellen, Verbesserungspotentiale zu identifizieren und in weiterer Folge einen idealen Prozessablauf zu entwerfen und mögliche Szenarien zur Neugestaltung des Produktionslayouts zu bewerten. Wesentliche Punkte während der praktischen Umsetzung waren die Einbeziehung des Kundenbedarfs entlang des gesamten Montageprozesses, das Durchführen einer Tätigkeitsstrukturanalyse, sowie einer Störungsanalyse in den Montagevorgängen der wichtigsten drei Produktfamilien. Ein wesentliches Ergebnis des Projektes ist eine notwendige Trennung der Arbeitsinhalte in einen Schmutz- und einen Sauberbereich und somit eine Entkopplung der Auftragseinsteuerung, was zu einer geringeren Auftragsdurchlaufzeit sowie einer erhöhten Flexibilität in Auftragsplanung und Steuerung führt. Ein weiteres Ergebnis ist die Minimierung der Bearbeitungszeiten und Stehzeiten durch Reduktion von Verschwendung in der Montage und Optimierung der Arbeitsplätze inklusive Materialbereitstellung. Die wohl entscheidendste Erkenntnis des Projektes stellt jedoch die Notwendigkeit nach einem zentralen Lager für die Werkzeugplatten dar. Dies ist aufgrund des akuten Platzbedarfes in der momentanen Montagehalle Voraussetzung für die oben genannten Verbesserungen. Das Errichten eines zentralen Lagers stellt somit das größte Potential dar, da somit zusätzlich eine durchgän-gige Transparenz des Montagevorgangs geschaffen werden kann, Durchlaufzeit sowie Rüstzeiten minimiert werden können und die Qualität der Profilfertigung gesteigert werden kann.

In this thesis a method for potential analysis, optimisation and assessment of manual assembly processes for large parts and a high diversity of variants is described and applied on a practical example for the assembly of large tooling for a steel section manufacturer. The aim of the present thesis was to design a method on the basis of recent scientific principles, in order to display the current situation of manual assemblies for large parts and a high diversity of variants, to work out and implement potentials for improvement and assess newly designed target states for an optimised assembly process. Therefore in the present thesis value stream mapping (VSM) was adapted according to the needs of a multi-variant assembly for large parts. Initially current literature on the field of manual assembly of large parts in the industrial production was brought together. Afterwards issues of production logistics where described and combined with the classical approach of VSM In the practical part of the thesis, the delineated method was applied on the example of the so called 'ssembly of module tooling plates' together with Welser Profile Austria GmbH in order to work out potentials for improvement, shape an ideal state for the assembly process as well as create and assess possible target states so that it is possible for Welser Profile Austria GmbH to get into the implementation phase of the project once the thesis is finished. During the project it was important to include the customer needs of the section production along the whole assembly process as well as performing an operational structure analysis and a fault analysis in the three most important product segment of the assembly process. An important outcome of the project was, that a separation of working tasks is necessary. A separation in a dirty and a clean assembly area leads to a decoupling of the order processing and therefore to a shorter lead time and an increasing flexibility in planning and controlling. Another outcome is the minimisation of process time and down time because of reduction of waste in the assembly process and optimisation of the working places and material supply. The most important finding of the project is the necessity to install a central storage for the tooling plates. Because of the recent need of space in the assembly hall, a central storage is essential for the above mentioned improvements. Furthermore it creates a consistent transparency of the assembly process and optimises lead and set up time and increases the quality of the section production.