Hydromechanische-Federspeicherantriebe

Hydromechanische-Federspeicherantriebe
Von der Standplatzmontage
zur Fließmontage
Ausgangssituation
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Nobelstraße 12
70569 Stuttgart
Ansprechpartner
Timm Wiegmann
Telefon +49 711 970-1394
wiegmann@ipa.fraunhofer.de
www.ipa.fraunhofer.de
Asea Brown Boveri (ABB) ist ein Konzern
der führend in der Energie- und Automationstechnik ist. Am Standort HanauGroßauheim produziert ABB Hochspannungsprodukte.
Durch ein positives Marktwachstum ergab
sich für ABB die Chance, ihre bestehende
Federspeicherantriebsmontage
neuzugestalten, da die geplanten Stückzahlen in der
bestehenden Montage nicht mehr abgebildet werden konnten.
In der Ausgangssituation wurden die Federspeicherantriebe jeweils von einem Mitarbeiter in einer Standplatzmontage montiert. Durch dieses Montageprinzip war
sowohl die Durchlaufzeit eines Federspeicherantriebes als auch der Einarbeitungsaufwand für neue Mitarbeiter sehr hoch,
da dieser die komplette Montage eines
Federspeicherantriebes beherrschen mussten. Des Weiteren existierten Verbesserungsmöglichkeiten bei der Materialbereitstellung, da nicht alle für die Montage
notwendigen Materialien an jedem Monta-
geplatz bereitgestellt werden konnten und
es keine direkte Trennung zwischen Montage und Logistik gab. Die Verkettung der
Montageplätze mit einer stationären Federpresse und Prüfsystemen war nur über
einen einzigen Hallenkran möglich. Dadurch entstanden erhebliche Wartezeiten
im Montageprozess.
Aufgabenstellung und Zielsetzung
Das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik (IPA) in Stuttgart wurde beauftragt,
ABB bei der Konzeptionierung der neuen
Montagelinie zu unterstützen und die
zukünftige Montage bis zur Umsetzung
neu zu gestalten. Zukünftig sollte in einem
neuen Hallenabschnitt die Montage integriert und neu organisiert werden, d. h. die
bestehenden Standplatzmontagen sollten
durch eine Fließmontage komplett ersetzt
werden.
Die mit diesem Projekt verfolgten Schwerpunkte waren:
• Reduzierung Durchlaufzeiten
 Errichtung einer deutlich flexibleren Montageorganisation
(zum Ausgleich von Bedarfsschwankungen)
•Verbesserung der Arbeitsproduktivität
(Reduzierung von Nebentätigkeiten und
Wartezeiten)
 Entwicklung eines neuen Bereitstellungskonzeptes (Trennung Montage und Logistik)
•Ausarbeitung eines Verkettungskonzeptes
für die Fließfertigung
Planung der Montagelinie und Entwicklung
eines geeigneten Verkettungssystems
Ausgehend von der Datenanalyse (Produktionsdaten, Montageablauf etc.) wurde die
Montagelinie geplant. Determinierend für
die Montagelinie waren dabei Arbeitsinhalte, Betriebsmittel und die Materialbereitstellung. Die Montagelinie wurde so geplant, dass zukünftig eine konsequente
Trennung zwischen Montage und Logistik
möglich ist. Dies wurde u.a. erreicht durch
Einführung von Durchlaufregalen (für Kleinteile) und Palettenbahnen (für Großteile).
Neben der Bereitstellungsform wurde auch
die Bereitstellungsstrategie jedes Artikels
festgelegt. Je nach Verbrauch und Platzbedarf werden die Artikel auftragsbezogen
oder verbrauchsgesteuert am richtigen
Montageplatz bereitgestellt.
Eine besondere Herausforderung in der
Planung war es, ein geeignetes Verkettungssystem für die zukünftige Montagelinie zu entwickeln. Das Verkettungssystem
sollte u.a. einen geringen Automatisierungsgrad aufweisen, ohne neue Fundamente auskommen, ergonomischen Richtlinien entsprechen und eine schnelle und
einfache Verkettung der Montagestationen
ermöglichen. Neben diesen Prämissen
musste ein Verkettungssystem so ausgelegt
sein, dass es die Gewichtzunahme des
Federspeichers während des geplanten
Montageablaufs um den Faktor 10 sinnvoll
abbilden kann. Zusätzlich musste sichergestellt sein, dass der Federspeicherantrieb
während des Montagefortschritts gedreht
werden kann.
In einem gemeinsamen Projektteam von
ABB und dem Fraunhofer IPA wurde gemeinsam eine Lösung erarbeitet die zwei
verschiedene Verkettungssysteme vorsieht.
An den ersten Montagestationen erfolgt
der Transport zwischen den einzelnen
Montagestationen mit Portalkran.
Der Antrieb wird mit dem Kran aufgenommen und an den Montagebock mit
einem
Schnellspannsystem
arretiert.
Nach Beendigung der Montagearbeiten
wird der Antrieb mit dem nachgelagerten
Kran vom Montagebock genommen und
zur nächsten Montagestation weitergegeben. Ist diese noch belegt, kann der Monteur den Antrieb an einer Pufferstation
einhängen, bis der Monteur der nachgelagerten Station sich den Federspeicherantrieb an seine Montagestation holt (elastische Verkettung). Ist nicht jede Station
besetzt, kann der Monteur mit dem Antrieb
zur nächsten Montagestation gehen und
dort die nächsten Montageschritte durchführen. Dies ermöglicht Flexibilität bei
Personal- und Auftragsschwankungen.
Im hinteren Segment der Montageline
wurde die Verkettung der Montagelinie mit
einem Rundschienensystem umgesetzt. Das
Rundschienensystem hat den Vorteil, dass
gegenüber dem Hängekransystem die
Transportzeiten und Investkosten geringer
sind. Die Verwendung des Schienensystems
ist
aufgrund
andere
Handlingsanforderungen in diesem Segmente möglich.
Abbildung 1: Ausschnitt 3D-Planung (IPA)
Nutzen
Die Firma ABB hat mit der neu entwickelten
Montagelinie ihre Durchlaufzeiten reduziert
können und eine deutliche Effizienzsteigerung in ihrer Montage erreicht. Die geplanten Stückzahlen können mit der Linie abgebildet werden.
Zudem ist in der Montagelinie eine deutlich
höhere Transparenz bezüglich des Materialflusses.
Durch die neue Montageorganisationsform
ist zudem eine höhere Flexibilität bezüglich
Stückzahlschwankungen möglich und neue
Mitarbeiter können leichter integriert werden.
Die enge Zusammenarbeit zwischen IPA
und ABB und der Einsatz von 3D-Modellen
implizierten eine schnelle Akzeptanz der
Planungsergebnisse und eine schnelle Umsetzung.
Abbildung 2: Umgesetztes Montagekonzept
(ABB)
Abbildung 3: Realisierte Materialbereitstellung an
der Linie (ABB)