Ein Fertigungskonzept, welches Verschwendung vermeiden hilft und mit einer erhöhten Variantenvielfalt bei Losgröße eins fertig wird, ist die One-Piece-Flow-Fertigung. Auf Basis unseres Slogans „modular – individuell – flexibel“ stellen wir bei Zeltwanger dem Kunden dafür einen Modulbaukasten in Form von durchdachten Prozessstationen zur Verfügung.
Der One-Piece-Flow-Fertigung liegt logistisch eine Fließfertigung zu Grunde. Anders als beim konventionellen Fließband verbleiben die Mitarbeiter aber nicht an ihrem Platz, sondern begleiten das Werkstück auf dem gesamten Weg, der ohne Unterbrechung von einem Arbeitssystem zum nächsten führt. Durch die Durchführung aller Arbeitsschritte soll der Werker einen besseren Bezug zum Produkt finden.
Die Fertigungsprozesse werden abschnittsweise in Inseln angeordnet, um die Anzahl der Arbeitsschritte und den dafür nötigen Trainingsgrad der Werker überschaubar zu halten. Start und Endpunkt einer Insel sollten räumlich möglichst eng zusammenliegen. Daher kommen häufig U-förmige Linien zum Einsatz.
Nach dem Durchlauf einer Insel werden die Produkte verpackt oder einer weiteren Fertigungsinsel übergeben. Solche Linien werden auch Chaku-Chaku-Linien genannt. Chaku bedeutet auf japanisch einsetzen oder laden. Das sind Montagekonzepte, bei welchem vom Werker die Werkstücke nur noch in die automatischen Prozesse eingesetzt werden müssen, also keine manuelle Montage mehr erfolgt. Große Vorteile dieser Methode gegenüber der konventionellen Fließfertigung sind unter anderem:
- hohe Flexibilität für Varianten und Produktionsschwankungen,
- verringerte Lieferzeit, da nicht gewartet werden muss, bis ein Los einer Variante zusammenkommt,
- verringerte Bestände und so verringerter Flächen- und Kapitalbedarf,
- besser beherrschte Qualität.
Welche Anforderungen werden nun an die Prozessstationen gestellt und wie haben wir das umgesetzt?
- 1. Da die Werker durch die Linie von Station zu Station laufen, müssen wir die Stationen sehr schmal bauen. Die Werker laufen innerhalb des U. Die Logistiker laufen außerhalb und befüllen die Magazine.
- 2. Modularer Aufbau der Prozessstationen: Diese bestehen aus einem Maschinengestell-Modul inklusive Sicherheitseinrichtung, einem Prozessmodul (wie Fügen, Schweißen, Schrauben, Prüfen) und einer Bedieneinheit. Die Prozessmodule sind standardisiert und können mit kurzen Vorlaufzeiten für andere Anwendungen umgerüstet werden.
- 3. Nach dem automatisierten Prozessschritt werden die Werkstücke durch eine Auswurffunktion zur nächsten Station beziehungsweise in den Griffbereich des Werkers gebracht. Dadurch findet der Werker stets eine leere Werkstückaufnahme vor, wenn er zum entsprechenden Prozessmodul gelangt.
- 4. Durch die Erhöhung der Werkeranzahl kann flexibel auf Stückzahlerhöhung reagiert werden. Dies ist bis zu dem Punkt sinnvoll, bei welchem die durchschnittlichen Automatiktaktzeiten länger sind als die Taktzeit der manuellen Einlegevorgänge der Werker. Grundsatz: Der Werker wartet nie auf die Maschine. Die Maschine wartet immer auf den Werker.
- 5. Fehlerdarstellung und Anzeige: Jeder der Prozesszellen verfügt über zwei bis drei gekennzeichnete und abgefragte NIO-Aufnahmen. Jeder Fehler wird durch das Aufleuchten der Fehlerlampen signalisiert.
- 6. Durch die modulare Bauweise und das Aneinanderreihen von Einzelzellen lassen sich vom Anwender einfach neue Varianten durch Hinzufügen von zusätzlichen Prozessschritten erstellen.
- 7. Umrüstung: Bei Fertigungskonzepten mit einer hohen Produktvarianz müssen die Rüstzeiten auf ein Minimum verkürzt werden, da diese überproportional in die Durchlaufzeiten eingehen. Die Werkstückaufnahmen lassen sich ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen wechseln.
- 8. Ergonomie und Teileversorgung: Die Prozesszellen müssen für den Werker leicht zu handhaben, simpel und praktisch sein. Um dies zu erreichen, müssen die einzelnen Arbeitsplätze über eine greifwegoptimierte Teilezufuhr verfügen.
Wie kommt ein Kunde nun zu einer optimierten Montagelinie? Wir raten:
- 1. Mit Werkern und Technikern einen Workshop veranstalten.
- 2. Nach dem Grundkonzept ein Mock-up aus Karton aufbauen, damit die Rhythmik der Bewegungsvorgänge und die Bereitstellungsform durch Probieren erarbeitet werden kann.
- 3. Hieraus lassen sich dann einfach auf Basis der Zeltwanger-Module Fertigungsinseln als Chaku-Chaku-Linien modular zusammenstellen.
Johannes Strasser Zeltwanger Automation GmbH www.zeltwanger.de
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