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Kurspaket Industriemeister Metall

Aufstellen von Maschinen und Fertigungssystemen hinsichtlich des Fertigungsprozesses

01. Welche Aspekte sind beim Aufstellen von Maschinen und Fertigungssystemen zu beachten?

Folgende Aspekte sind beim Aufstellen von Maschinen und Fertigungssystemen zu beachten:
GesichtspunktEinzelheiten, BeispieleDetails vgl.
1Gesetze, Verordnungen, Vorschriften
  • Maschinensicherheitsnorm DIN EN 12100:2011
1.5.1
2Fertigungstechnik
  • Manuelle, maschinelle, mechanisierte Fertigung
2.6
3Fertigungstypen
  • Einzelfertigung
  • Mehrfachfertigung: Serien-, Sorten-, Massenfertigung
A 2.2.5
4Fertigungsorganisation
  • Werkstattfertigung
  • Gruppenfertigung
  • Fließfertigung
  • Baustellenfertigung
A 2.2.5
5Gestaltung wesentlicher Schnittstellen
  • Versorgung mit Energie, Betriebsstoffen, Werkzeugen, Material
  • Umgebungsverhältnisse
  • Schnittstellen (Transport, EDV)
  • Mensch-Maschine (Ergonomie)
  • Instandhaltung
  • Arbeitssicherheit
1.5.1
6Kapitalbedarf, Kapitalausstattungin Abhängigkeit von der Fertigungsorganisation, der Fertigungstechnik sowie dem FertigungstypA 2.2.5 4.
7Realisierung der Fertigungsziele, z. B.
  • Produktivität
  • Optimierung der Durchlaufzeiten
  • Optimierung des Materialflusses
  • Flexibilität der Fertigung
A 2.1.2
2.1.1
8Beachtung der Restriktionen, z. B.
  • Kapitalausstattung
  • Raum- und Platzangebot
  • Anordnung der Gebäude
  • Auflagen des Arbeits- und Umweltschutzes
1.5.1

Die Organisationsprinzipien der Montage werden ausführlich unter dem Qualifikationsschwerpunkt 3. Montagetechnik behandelt.

02. Welche Anordnungsstrukturen sind beim Aufstellen von Maschinen grundsätzlich möglich (Prinzipien der Fertigungsorganisation)?

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03. Welche Anordnungsstruktur ist bei der Werkstattfertigung vorherrschend?

Als Werkstattfertigung werden die Verfahren bezeichnet, bei denen die zur Herstellung oder zur Be- bzw. Verarbeitung erforderlichen Maschinen an einem Ort, der Werkstatt, zusammengefasst sind. Die Werkstücke werden von Maschine zu Maschine transportiert. Dabei kann die gesamte Fertigung in einer einzigen Werkstatt erfolgen oder auf verschiedene Spezialwerkstätten verteilt werden.

Die Werkstattfertigung ist dort zweckmäßig, wo eine Anordnung der Maschinen nicht nach dem Arbeitsablauf erfolgen kann und eine genaue zeitliche Abstimmung der einzelnen Arbeitsgänge nicht möglich ist, weil die Zahl der Erzeugnisse mit unterschiedlichen Fertigungsgängen sehr groß ist (weitere Ausführungen vgl. A 2.2.5 und 5.1.3).

04. Welche Anordnungsstruktur ist bei der Fließfertigung vorherrschend?

Fließfertigung ist eine örtlich fortschreitende, zeitlich bestimmte, lückenlose Folge von Arbeitsgängen. Bei der Fließfertigung ist der Standort der Maschinen vom Gang der Werkstücke abhängig und die Anordnung der Maschinen und Arbeitsplätze wird nach dem Produktionsablauf vorgenommen, wobei sich der Durchfluss des Materials vom Rohstoff bis zum Fertigprodukt von Produktionsstufe zu Produktionsstufe ohne Unterbrechung vollzieht. Die Arbeitsgänge erfolgen pausenlos und sind zeitlich genau aufeinander abgestimmt, sodass eine Verkürzung der Durchlaufzeiten erfolgen kann (weitere Ausführungen vgl. A 2.2.5 und 5.1.3).

05. Welche Anordnungsstruktur ist bei der Gruppenfertigung vorherrschend?

Die Gruppenfertigung ist eine Mischform von Fließfertigung und Werkstattfertigung, die die Nachteile der Werkstattfertigung zu vermeiden sucht. Bei diesem Verfahren werden verschiedene Arbeitsgänge zu Gruppen zusammengefasst und innerhalb jeder Gruppe nach dem Fließprinzip angeordnet (weitere Ausführungen vgl. A 2.2.5 und 5.1.3).

06. Was ist für die Baustellenfertigung charakteristisch?

Bei der Baustellenfertigung ist der Arbeitsgegenstand entweder völlig ortsgebunden oder kann zumindest während der Bauzeit nicht bewegt werden. Die Materialien, Maschinen und Arbeitskräfte werden an der jeweiligen Baustelle eingesetzt. Die Baustellenfertigung ist in der Regel bei Großprojekten im Hoch- und Tiefbau, bei Brücken, Schiffen sowie dem Bau von Fabrikanlagen anzutreffen (weitere Ausführungen vgl. A 2.2.5).

07. Wie erfolgt die Aufstellung der Maschinen unter Einbeziehung verketteter Lager- und Transportsysteme?

Die oben dargestellten Ausführungen erwecken unter Umständen den Eindruck, dass sich die Aufstellung von Maschinen/Anlagen nur an einem bestimmten Prinzip orientiert. Das ist in der heutigen Praxis nicht der Fall: Es würde zu einer isolierten Betrachtungsweise führen und Schwachstellen in der Ver- und Entsorgung der Produktion nach sich ziehen.

Moderne Konzepte der Layoutplanung von Produktionsstätten berücksichtigen die zentralen Aspekte der Logistik, speziell der Fertigungslogistik. Auch wenn in einem Unternehmen das vorherrschende Prinzip der Maschinenanordnung das „Werkstattprinzip“ ist, müssen bei der Layoutplanung Aspekte des internen Materialflusses, der Informationsversorgung, der Lagerplanung und der Entsorgung mit einbezogen werden (Prinzip „Logistische Kette“).

Maschinen und Anlagen müssen layoutmäßig so aufgestellt werden, dass eine Verkettung der Fertigung mit den Lagereinrichtungen (Eingangs-, Zwischen-, Ausgangslager) über geeignete Transportsysteme sicher gestellt ist. Fragen der Entsorgungslogistik sind dabei synchron zu beantworten (Reststoffe, Abfälle, Retouren, Recycling, Entsorgungskette; weitere Ausführungen vgl. 5.5.3).

Beispiel

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Vgl. dazu auch: 3.1.4 Montageorganisation und 5.1.4/09. Raumorientierte Ablaufplanung.

Für die neu zu planende Herstellung eines Pneumatikzylinders (Tageslosgröße 100) sollen das Gehäuse und die Kolbenstange in Halle 1 gefertigt werden. Kleinteile werden fremd bezogen. Es sind unter Berücksichtigung der Belegungs- und Auftragszeiten folgende Arbeitsplätze/Maschinen erforderlich: Das Gehäuse wird an zwei Metallsägen gefertigt und anschließend montiert. Die Kolbenstange wird auf drei CNC-Drehmaschinen und einer Universalfräsmaschine hergestellt. Es ist ein Pufferlager zwischen Fertigung und Montage einzurichten. Die Montage erfolgt in drei Stufen an drei Arbeitsplätzen. Der Montage nachgeschaltet ist die Qualitätskontrolle. Die nachfolgende Skizze zeigt die Gebäude- und Raumanordnung, das Raumangebot sowie den Flächenbedarf je Arbeitsplatz:

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Lösungsskizze:

  1. Fertigungsorganisation: Wegen der Losgröße (100 E pro Tag) werden die Maschinen nach dem Fließprinzip angeordnet.

  2. Fertigungstechnik: Es werden konventionelle Bearbeitungsmaschinen eingesetzt.

  3. Montageorganisation: Die Montagearbeitsplätze werden in Reihe angeordnet.

  4. Materialversorgung: Der Materialfluss für die Gehäuse erfolgt vom Eingangslager zu den Metallsägen und anschließend zum Zwischenlager (vor der Montage).

    Der Materialfluss für den Kolbenzylinder folgt dem Fließprinzip der Maschinenanordnung und wird dem Zwischenlager zugeführt.

  5. PPS-Steuerungsmethode: Es wird das MRP II-Konzept gewählt (vgl. 2.8.3).

  6. Schnittstellen, Restriktionen: Das Raumangebot ist ausreichend. Die Sicherheitsvorschriften (z. B. Breite der Verkehrswege) können eingehalten werden; die Energieversorgung ist ohne nennenswerten Zusatzaufwand gewährleistet u. Ä. (vgl. 2.7.1/01.).

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