Methodik zur fähigkeitsbasierten Planung modularer Montagesysteme

Abstract

Turbulente, globale Märkte erfordern von Produktionsunternehmen zur Sicherung wirtschaft-licher Erfolge wandlungsfähige Produktionsstrukturen. Modulare Montagesysteme stellen hierzu eine Lösungsmöglichkeit dar. Spezifische Eigenschaften modularer Systeme werden in bisherigen Montageplanungssystematiken jedoch nicht ausreichend betrachtet. Eine verbesserte Planungsmethodik hat Aspekte wie die Betrachtung von zukünftigen Marktentwicklungen, die standardisierte Beschreibung von Ressourcen und Prozessen sowie die Verlagerung von Planungsaufgaben auf den Anlagenhersteller zu berücksichtigen.

Auf dieser Grundlage wurde eine Methodik zur fähigkeitsbasierten Planung modularer Mon-tagesysteme für Anlagenhersteller entwickelt. Dabei wurde in der ersten Teillösung zur Be-rücksichtigung zukünftiger Entwicklungen die Szenariotechnik an die Erfordernisse der Grobplanung der Montageplanung angepasst. Die zweite Teillösung ist eine generische Beschreibungsmethode, welche auf einem Fähigkeitsmodell basiert. Die generische Beschreibungsmethode dient im Wesentlichen der dritten Teillösung, der Alternativengenerierung. Die letzte, in einem Tabellenkalkulationsprogramm umgesetzte Teillösung in Form einer systematischen, szenariobasierten, mehrdimensionalen Bewertung nutzt durch ihre spezifische Struktur die im jeweiligen Planungsfall entwickelten Szenarien für Analyse, Bewertung und Auswahl der Lösungsmöglichkeiten. Neben der Struktur stellt vor allem die umfangreiche Kostenbetrachtung über den Lebenszyklus des sich durch verschiedene Ausbaustufen verändern den Montagesystems einen Schwerpunkt der Bewertungssystematik dar.

Zum Nachweis der Anwendbarkeit und Funktionsfähigkeit wurde die neu entwickelte Metho-dik als rechnergestützter Prototyp realisiert. Die Anwendung erfolgte in der Lernfabrik aIE auf Basis des im TFB 59 entwickelten, virtuellen Unternehmens EMARTi AG.

Tubulent, global markets require transformable production structures to secure economic success of production enterprises. For this reason solutions like modular assembly systems have been developed. Specific characteristics of modular Systems are considered insufficiently within existing planning methodologies. Therefore the objective of this work was defined as the development of a methodology for the rough planning process of modular assembly systems using a generic description method, considering inaccuracy of product information and including a life-cycle oriented, automated creation of alternative configurations and a system for evaluation and selection.

Based on the objective and the requirements for the methodology as well as the identified key issues, the method for capability-based planning of modular assembly systems was developed. As a first core part of the methodology the solution for considering possibly changing business conditions was developed using scenario planning, which was adapted to the demands of rough assembly planning. The second core part a generic description method uses a fundamental model based on capabilities which is supplemented by description, structuring and analyzing assembly resources and processes. Afterwards – as the third core part – the generation of alternatives was developed which is used as foundation for the subsequent computerized realization of assembly planning and also is an influencing factor for the structure of the evaluation system. This evaluation system was developed in the last core part and is using the scenarios of each planning case for analysis, evaluation and selection. The use of scenarios primarily becomes apparent in the reflection of assembly costs during the life-cycle and the structure of the evaluation system.

In order to validate the methodology in applicability and functionality the new methodology was realized as computerized prototype. The application was realized to the learning factory advanced Industrial Engineering, based on the virtual enterprise EMARTi AG which was developed in the Transfer Centre 59.