Montage in der industriellen Produktion

Frontmatter

1. Einführung

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Industriell hergestellte Produkte bestehen in der Regel aus einer Vielzahl von Einzelteilen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten mit unterschiedlichen Fertigungsverfahren hergestellt werden. Es ist Aufgabe der Montage, aus diesen Teilen ein Produkt höherer Komplexität mit vorgegebenen Funktionen in einer bestimmten Zeit zusammenzubauen (Warnecke 1975). Aus dieser Definition ist abzuleiten, dass erst seit dem Beginn der industriellen Produktion von der Montage im Sinne eines separaten Produktionsabschnittes gesprochen werden kann.

Bruno Lotter

2. Montagegerechte Produktgestaltung

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Effektives Montieren setzt eine Produktgestaltung voraus, die den spezifischen Erfordernissen der Handhabung und des Fügens von Teilen zu Baugruppen und Produkten genügt. Um alle Aspekte zu berücksichtigen, brauchen Produktentwickler ein Verständnis für die Vorgänge während der Montage. Komplexe Erzeugnisse werden deshalb vorzugsweise in Teamarbeit entwickelt. Hinzu kommt, dass der Schwierigkeitsgrad der Montage aus Sicht der Konstruktion zunimmt. Das resultiert aus folgenden Ursachen:

• steigende funktionale Komplexität der Produkte,
• erhöhte Anzahl miniaturisierter Fügeteile,
• steigende Reinheits- und Qualitätsanforderungen,
• zunehmende Produktvarianten mit kleinen Losen,
• möglichst späte Variantenbildung in der Wertschöpfungskette und
• häufigere Produktänderungen durch den Kunden.

Stefan Hesse

3. Die Primär-Sekundär-Analyse

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Wirtschaftliche Montagekonzepte zeichnen sich u.a. dadurch aus, dass sie während der Montage bei sämtlichen Handhabungs- und Fügevorgängen jede unnötige Bewegung des Montageobjektes, des Menschen und der Montagemittel vermeiden. Dazu ist die montagefreundliche Produktgestaltung eine wesentliche Voraussetzung, wie sie in Kap. 2 ausführlich erläutert wurde.

Bruno Lotter

4. Gestaltung der Montageorganisation

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Für die Gestaltung der Montageorganisation sind im Vorfeld einige wesentliche Grundlagen zu diskutieren. Sie betreffen die Prozessorientierung, die Unternehmensfunktionen (Wertschöpfung, Support und Koordination), das Fluss-Prinzip und die integrierte Qualitätssicherung.

Michael Richter

5. Manuelle Montage von Kleingeräten

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Wie das Wort „manuell“ (lat. manus: Hand; engl. manual: von Hand) besagt, werden bei der manuellen Montage die Montagevorgänge durch den Menschen ausgeführt. Hier steht der Mensch wie bei kaum einem anderen Fertigungsprozess im Mittelpunkt. Durch den Einsatz seiner Hände, seiner Fingerfertigkeit, seiner Sinnesorgane und seiner Intelligenz führt er unter Inanspruchnahme von Hilfsmitteln, wie Werkzeuge, Vorrichtungen und Lehren, die Montagevorgänge aus.

Bruno Lotter

6. Manuelle Montage von Großgeräten

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Die manuelle Montage von Großgeräten — wie. z. B. Maschinen, Traktoren, Haushaltsgeräte, PKW-Motoren, LKW-Achsen, Schaltschränke usw. — wird in ihrer Montagestruktur vorrangig durch das Produktgewicht, die Produktabmessung und die Produktionsrate bestimmt.

Bruno Lotter

7. Hybride Montagesysteme

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Hybride Montagesysteme sind Einrichtungen zur Montage von Baugruppen und/oder Produkten, in denen Automatikstationen mit Handarbeitsplätzen kombiniert sind. Sie liegen hinsichtlich Stückzahl, Variantenvielfalt, Produktivität and Flexibilität zwischen der manuellen Montage und automatisierten Montageanlagen, wie in Abb. 7-1 schematisch dargestellt. Solche hybriden Montagearbeitsplätze sind gut geeignet, um bei der Montage von Kleingeräten den mittleren Stückzahlbereich unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu beherrschen. Die Entscheidung, wann mittlere Stückzahlen vorliegen, die den Einsatz hybrider Montagesysteme rechtfertigen, richtet sich dabei nicht ausschließlich nach der erforderlichen Ausbringung in einem bestimmten Zeitraum, sondern auch nach Faktoren wie Arbeitsinhalt and Komplexität einzelner Fügevorgänge. Unter Berücksichtigung kürzer werdender Produktlebenszeiten bei gleichzeitig zunehmender Produktvarianz sind derartige Mischsysteme von zunehmender Bedeutung.

Edwin Lotter

8. Automatische Montagemaschinen

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Seit den 1950er Jahren werden Produkte in größerem Ausmaß automatisch montiert. Besonders bei ausgesprochenen Massenprodukten wurde inzwischen ein hoher technischer Stand erreicht. Die dazu benutzten Montageautomaten sind Sondermaschinen, die fur ein Produkt individuell angepasst sind. Typisch sind mittlerweile ein modularer Aufbau and die Kombination von erprobten Baukastenkomponenten zu einer Anlage. Es gibt verschiedene Bauformen, von denen sich jede in Verbindung mit bestimmten Erzeugnissen and Bedingungen bewährt hat. In manchen Anwendungen mit kleinen Stückzahlen, zahlreichen Varianten oder bei einzelnen diffizilen Arbeitsschritten können Handarbeitsplätze erforderlich sein, was zu sog. hybriden Montagesystemen als Kombination von Hand- und Maschinenarbeitsplätzen führt.

Stefan Hesse

9. Flexible Montage mit Robotereinsatz

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Unter einer flexiblen Montageanlage versteht man eine Montageeinrichtung, mit der in beliebiger Reihenfolge unterschiedliche Produkte oder Produktvarianten montiert werden können. Dies wird durch die Integration programmierbarer Handhabungsgerate, Füge- and Prüfeinrichtungen erreicht. Damit stehen flexible Montageanlagen in Konkurrenz zur manuellen Montage. Als programmierbare Handhabungsgerate sind Montageroboter verfügbar.

Bruno Lotter

10. Materialbereitstellung in der Montage

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Die Montage verarbeitet eine sehr große Anzahl unterschiedlicher Teile und Baugruppen in zahlreichen Varianten. Sie müssen mit hoher Zuverläs-sigkeit am richtigen Ort zur richtigen Zeit in der richtigen Qualität and zu den richtigen Kosten bereit stehen. Im Gegensatz zum Ausgangsmaterial in einer Fertigung sind sie funktionsfähig and damit meist empfindlich. Bevor sie an einer Montageeinrichtung eintreffen, sind auf dem Wege vom Hersteller zum Verbauort drei unterschiedliche Abschnitte zu erkennen, die von unterschiedlichen inner- und außerbetrieblichen Akteuren geplant, durchgeführt and überwacht werden.

Peter Nyhuis, Hans-Peter Wiendahl, Torsten Fiege, Helge Mühlenbruch

11. Integration der Teilefertigung in die Montage

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Die Ausführungen zur montagegerechten Produktgestaltung in Kap. 2 haben deutlich gemacht, dass schwierig oder gar nicht automatisch handhabbare Teile in der automatischen Montage problematisch sind. Dies sind beispielsweise:

• biegeschlaffe Teile, wie Kabel, weiche Drahtteile, dünne Isolierpapierteile usw.,
• dünne Platinen (weniger als 0,3 mm dick) oder platineähnliche Metallstanzteile,
• Wirrteile, wie Haken, Klammern, Schraubenfedern usw. sowie
• unstabile Formstanzteile

Bruno Lotter

12. Verfügbarkeit von Montagesystemen

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Im Vergleich zur Teileherstellung wird bei einer Montageanlage eine ungleich größere Anzahl verschiedener Teile in verketteten Stationen mit Taktzeiten im Sekundenbereich verarbeitet. Weiterhin sind viele unterschiedliche Füge- and Handhabungsfunktionen zur Montage and Prüfung der teilweise empfindlichen Teile erforderlich. Und schließlich erfordert die Verkettung and Speicherung der Teile and Zwischenprodukte umfangreiche Transport- and Speichereinrichtungen. In der Praxis treten daher vergleichsweise oft Unterbrechungen unterschiedlicher Dauer auf.

Hans-Peter Wiendahl, Matthias Hegenscheidt

13. Planung und Bewertung von Montagesystemen

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Die Gestaltung von Montagesystemen ist eine wesentliche Aufgabenstellung an die planenden Bereiche eines Unternehmens. Anhand von Praxis-beispielen werden Planungssystematiken and Bewertungsverfahren — sei es fur die Effizienzsteigerung einer bestehenden Montage oder die Entscheidung zwischen Varianten eines geplanten Montagesystems — aufzeigt. Die folgende Planungssystematik nach REFA wird für Produktionssysteme im Allgemeinen angewandt; die Planungssystematik nach Lotter ist speziell auf Montagesysteme ausgelegt.

Marko Hartel, Bruno Lotter

14. Überlegungen zum Standort Deutschland

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Die Entscheidung für eine Verlagerung von Montagebereichen ins Ausland basiert im Wesentlichen auf folgenden Gründen:

• Markterschließung: In dem betreffenden Land soll ein neuer Käufer-markt erschlossen werden. Die im Ausland montierten Produkte werden dort auch verkauft.
• Following the customer: Ein Großkunde im Ausland wird direkt an dessen Standort beliefet. Die montierten Produkte bleiben aus Sicht des Zulieferers in diesem Land. Der Großkunde liefert sein Endprodukt aber möglicherweise auch in andere Under.
• Kostenreduzierung: Die Verlagerung in ein so genanntes Niedriglohnland soll die Herstellkosten reduzieren. Die montierten Produkte werden zum Verkauf entweder nach Deutschland oder in andere Absatzländer zuruckgeführt.

Bruno Lotter

15. Mitarbeiterqualifizierung in der Montage

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Ein langfristiger Wettbewerbsvorteil kann nicht nur durch die Neuorganisation der Strukturen and Prozesse in der Montage erlangt werden, sondern auch durch die systematische Entwicklung der Mitarbeiterqualifikationen. Durch qualifizierte und engagierte Mitarbeiter entstehen Leistungsvorteile, die durch Wettbewerber schwer zu imitieren sind. Eine darauf ausgerichtete Unternehmensentwicklung beinhaltet in diesem Zusammenhang immer auch eine Personal- and Qualifikationsentwicklung.

Hartmut Buck

16. Mikromontage

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Die Mikromontage stellt seit einigen Jahren ein herausforderndes Themengebiet für die Forschung and Entwicklung im Bereich der Montagetechnik dar. Eine klare, allgemein anerkannte Definition des Begriffes Mikromontage existiert zurzeit noch nicht. Der Normentwurf DIN 32564 des Normenausschusses Feinmechanik and Optik (NAFuO) ist bemüht, durch die Definition von Begriffen zu Fertigungsmitteln für Mikrosysteme Abhilfe zu schaffen (DIN 32564 2003). Der Begriff „Mikromontage“ wird durch DIN 32564-2 wie folgt definiert:

„Mikromontage ist der Zusammenbau mikrotechnischer Bauteile, Aufbau von Mikrokomponenten auf Montageflächen oder deren Einbau in Gehäuse einschließlich elektrischer Kontaktierung and Erstellung sonstiger Anschlässe (z. B. Medien)“

Jürgen Hesselbach, Jan Wrege, Annika Raatz

17. Hochleistungsmontage

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Mit dem Begriff „Hochleistungsmontage“ wird eine Entwicklung benannt, die erhebliche technologische Leistungssteigerungen mit neuen Konzepten erreicht. Beim Vergleich der derzeit üblichen Montagesysteme erscheint die Klassifizierung von Systemen mit einer Leistung von mehr als 150 montierten Einheiten/min als „Hochleistungsmontagemaschinen“ sinnvoll.

Günter Höhne, Andreas Schmidt

18. Kabelkonfektion

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Grundsätzlich unterscheidet sich eine Kabelkonfektionslinie kaum von einer automatischen Montagelinie. Sämtliche automatischen Montageprozesse können auch bei einer Kabelkonfektionslinie zum Einsatz kommen. Der wesentliche Unterschied liegt im Montageobjekt Kabel, da es als biegeschlaffes Teil nicht wie ein Montageteil vollständig fixiert werden kann. Generall gilt, dass man ein Kabel nicht mehr loslassen darf, wenn man einen Teil davon fixiert hat. Eine weitere Besonderheit ist die Tatsache, dass die Raumtemperatur, die Temperatur des Kabels und die Luftfeuchtigkeit einen Einfluss auf die Position der Kabelenden verursachen. Dadurch müssen bei sämtlichen genauen Montage- und F#x00FC;geprozessen zussätzliche so genannte Litzen- oder Kabelfänger vorgesehen werden, damit das frei hängende Kabel vor dem Prozess genau positioniert werden kann.

Georg Miedzik

19. Zusammenfassung

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Im Vorwort wurde bereits auf die Veränderungen durch die Globalisierung hingewiesen. Die Auswirkungen auf die industrielle Montage lassen sich im Wesentlichen in vier Aussagen zusammenfassen:

• Die Produktlebensdauer verkürzt sich bei gleichzeitig extremem Anstieg der Produktvarianten und der Produktqualität.
• Importe aus den so genannten Niedriglohnländern erhöhen den Kostendruck.
• Der Planungshorizont der Kundendisposition wird permanent kürzer.

Bruno Lotter, Hans-Peter Wiendahl

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