Autoren: Barbara Baudzus, Matthias Krebs, Edwin Lotter, Uwe Müller, Andre Bachmann, Jan Szczesny, Manfred Jäger, Harald Korn
Auszug aus “Wandlungsfähige Produktion”, 4.1 Technologie – Montagesysteme wandlungsfähig gestalten
Basis jeder Produkterstellung und jeder Wertschöpfung sind die technologischen Elemente eines Produktionssystems. Ein Montagesystem ist ein Gestaltungselement des Gestaltungsfeldes Technologie und beinhaltet alle erforderlichen Ressourcen, um die Montageaufgabe zu erfüllen. In der Produktion nimmt die Montage eine zentrale Position ein, da erst in diesem Schritt Teile zu einem Endprodukt höherer Komplexität zusammengebaut werden (vgl.Warnecke et al.1975). Die Montage kann von 15% bis zu 75% der Gesamtfertigungszeit in Anspruch nehmen, wobei der Anteil zwischen den Branchen schwankt (vgl. Lotter et al. 2006). Darüber hinaus wird in der Montage ein Großteil der Fertigungskosten verursacht, sodass für eine wirtschaftliche Montage ein geeignetes und ausreichend anpassungsfähiges Montagekonzept gewählt werden sollte.
Montagesysteme werden in manuelle, automatisierte und hybride Systeme unterschieden, wobei die hybride Montage eine Kombination aus manueller und automatisierter Montage darstellt (vgl. Lotter et al. 2006). Im Forschungsprojekt stand die manuelle Montage im Vordergrund, da sie in der deutschen Industrie nach wie vor weitverbreitete Praxis ist. Das liegt auch darin begründet, dass die manuelle Montage durch den Einsatz von Mitarbeitern grundsätzlich als flexibel gilt (vgl. Baudzus et al. 2012). Doch nicht nur der Mensch, sondern auch das technische Montagesystem muss die Fähigkeit besitzen, im Wandlungsfall an neue Rahmenbedingungen anpassbar zu sein.
Wenn Unternehmen wandlungsfähige Produktionssysteme anstreben, rückt der Gestaltungsprozess eines manuellen Montagesystems im Hinblick auf potentielle Wandlungsfälle in den Fokus der Aufmerksamkeit.
Die nachfolgend vorgestellte Gestaltungsmethodik für Technologie besteht aus vier aufeinander aufbauenden Schritten. Zunächst werden die Systemeigenschaften identifiziert, die ein Montagesystem dazu befähigen, bei einem potentiell eintretenden Wandlungsfall anpassbar zu sein. In einem zweiten Schritt werden technische Lösungen für Systemelemente vorgestellt, die in ihrer Gestaltung die wandlungsbefähigenden Eigenschaften ermöglichen. Wird die Gestaltungsmethodik im Vorfeld der Entwicklung von Montagesystemen eingesetzt, können daraus abgeleitete Ergebnisse als Ideenspeicher genutzt werden. Somit ist ein Unternehmen in der Lage, seine Wandlungsfähigkeit zu erhöhen und von den daraus resultierenden Vorteilen zu profitieren.
Elemente des Montagesystems und wandlungsbefähigende Systemeigenschaften
In diesem Kapitel werden zunächst die Subgestaltungselennente eines Montagesystems vorgestellt und anschließend die Wandlungsbefähiger für Montagesysteme definiert sowie detailliert.
Subgestaltungselemente eines Montagesystems
Definition und Strukturierung von Subgestaltungselementen eines Montagesystems basieren grundlegend auf der Beschreibung nach Feldmann et al., die sich durch eine elementorientierte Unterteilung für den hier vorliegenden technologischen Anwendungsfall auszeichnet (vgl. Feldmann et al. 2004). Das Montagesystem wird dabei als Systemmodul dergestellt, das bis zu einzelnen Gestaltungselementen detailliert werden kann (s. Abbildung 4.1).
Das Systemmodul ist in diesem Fall die Montagestation, die aus dem Funktions- und dem Versorgungsmodul besteht. Das Funktionsmodul repräsentiert dabei den Ort der Funktionsausführung (Montage) und das Versorgungsmodul den Ort der Teilebereitstellung. Des Weiteren werden Basis- und Handhabungsoperatoren definiert. Basisoperatoren üben selbst keine aktive Funktion aus, sondern dienen als Grundlage der Montagetätigkeit (z. B. Arbeitstisch). Handhabungsoperatoren sind dagegen aktive Bestandteile (z. B. Mensch) und realisieren den Montageprozess.
Die Positions- und Funktionsoperatoren vervollständigen das System. Der Positionsoperator dient der Fixierung von Objekten in einer definierten Lage (z.B.Werkstückträger oder ein Behälterplatz). Der Funktionsoperator übernimmt die eigentliche Montagefunktion (z. B. Akkuschrauber) und wird von einem Handhabungsoperator geführt.