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2009 | Buch

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Produktionsleitsysteme in der Automobilfertigung

verfasst von: Markus Kropik

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Buchreihe : VDI-Buch

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Das Buch zeigt wie die fertigungsnahe IT-Landschaft (Produktionsleittechnik) in der Automobilfertigung vom Presswerk bis zur Endmontage homogenisiert und damit effizienter gemacht werden kann. Beschrieben werden Motivationen für die Einführung von Produktionsleitsystemen und der mögliche ROI. Desweiteren werden Methoden für die Einführung, Prozesse, die in Produktionsleitsystemen abgebildet werden, Benutzerschnittstellen, IT- und Datenstrukturen erläutert. Diskutiert werden auch Basistechnologien in IT und Automatisierung und deren Einfluss auf die Auslegung von PLS. Dies ist das erste Buch, das dieses Thema speziell in der Automobilindustrie abdeckt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Überblick über die Automobilfertigung

Zusammenfassung

Dieser Abschnitt beschreibt die wesentlichen Grundzüge der Automobilproduktion, soweit diese für den Aufbau und den Einsatz von Produktionsleitsystemen relevant sind. Nach einem Überblick über die verschiedenen Fertigungstechnologien wird auf Trends und Herausforderungen eingegangen, denen sich ein Automobilbauer heute stellen muss. Ebenso werden verschiedene Philosophien in der Fertigung beschrieben. Eine Abgrenzung zu anderen Fertigungsindustrien soll dem Leser einen Einblick in die Besonderheiten der Automobilproduktion vermitteln. Außerdem werden der Einsatz und die Bedeutung von Produktionsleitsystemen vor diesem wirtschaftlichen und technologischen Hintergrund umrissen.

Markus Kropik

2. Modellierung von Fertigungsprozessen

Zusammenfassung

Produktionsleitsysteme arbeiten immer auf Basis eines Modells der realen Ferti-gung. Ausgehend von grundsätzlichen Überlegungen zur Modellbildung werden in diesem Abschnitt die wichtigsten Entitäten, die in Modellen für Produktions-leitsysteme eingesetzt werden, wie Stücklisten, Ressourcenpläne und Prozess-pläne mitsamt ihren grundsätzlichen Eigenschaften beschrieben. Weiters wird in diesem Abschnitt auf grundlegende Aufgaben der Fertigungssteuerung eingegan-gen, wie der Stücklistenauflösung, der Bedarfsrechnung, der Sequenzierung und der Abtaktung. In diesem Zug werden auch der Ablauf der Produktionsplanung und der Einsatz von Werkzeugen zur Produktionsplanung grob beschrieben.

Markus Kropik

3. Einführung in Produktionsleitsysteme

Zusammenfassung

Dieser Abschnitt bietet eine Einführung in den Aufbau und den Betrieb von Pro-duktionsleitsystemen für die Automobilindustrie. Ausgegangen wird vom Ebe-nenmodell des Unternehmens, um die Einordnung von Produktionsleitsystemen im komplexen Gefüge des Produktionsbetriebes zu ermöglichen. Es folgt eine Be-schreibung des Systemaufbaus und der Strukturierung der zentralen Serverkom-ponenten, wobei auf verschiedene Architekturvarianten eingegangen wird, und des Aufbaus von Schnittstellen zwischen Prozessleittechniksystemen und Syste-men in der Produktionsanlage, wobei der technische Aufbau und die ausge-tauschten Arten von Daten beschrieben werden. Weiters wird die Schnittstelle zwischen dem Produktionsleitsystem und übergeordneten Systemen auf der ERP-Ebene, die hauptsächlich Planungsaufgaben wahrnehmen, beschrieben. Letztlich werden die grundlegenden Funktionen eines Produktionsleitsystems und der durch seinen Einsatz zu erwartende Nutzen umrissen.

Markus Kropik

4. Teileidentifikation und Teileverfolgung

Zusammenfassung

Die Teileverfolgung ist eine wichtige Basisaufgabe von Produktionsleitsystemen, denn jederzeit zu wissen, wo sich ein Fahrzeug befindet, ist eine Grundvorausset-zung für viele weitere Funktionen. Dieser Abschnitt beschreibt zunächst grundle-gende Verfahren zur Identifikation von Teilen mitsamt ihrer Vor- und Nachteile, wobei auf Barcodes, RFID Transponder, induktive Systeme und weitere einge-gangen wird. Weiters wird beschrieben, wie die Teileverfolgung zu planen ist und welches Systemmodell im Produktionsleitsystem hierfür erforderlich ist, sodass auch Schieberegister und Teilezähler implementiert werden können. Weiters wird auch auf Notfallsstrategien und auf weitere Funktionen, wie die teilebezo-gene Ansteuerung von Betriebsmitteln eingegangen.

Markus Kropik

5. Überwachung von Fertigungseinrichtungen

Zusammenfassung

Die Überwachung von Fertigungslinien ist eine der wesentlichsten Funktionen ei-nes Produktionsleitsystems. In diesen Bereich fallen Funktionen wie Anlagenvisu-alisierung, die Ermittlung von Anlagenkennzahlen und das Berichtswesen. Diese Prozesse werden im vorliegenden Abschnitt erläutert, wobei auch auf die Konfi-guration und auf die Anwendung grob eingegangen wird. Weiters wird als Bei-spiel eines einfachen aber sehr leistungsfähigen Verfahrens zur Beurteilung der Performance von Produktionsanlagen das Betriebskennlinienverfahren beschrie-ben. Zuletzt werden noch einige Anforderungen hinsichtlich des Berichtswesens, auf welche ein Produktionsleitsystem Rücksicht nehmen muss, beschrieben.

Markus Kropik

6. Unterstützung der Instandhaltung

Zusammenfassung

In diesem Abschnitt wird erläutert, wie Produktionsleitsysteme Prozesse in der Instandhaltung von Produktionsanlagen unterstützen können. Ausgehend von ei-nem Abriss der Entwicklung und Steigerung der Anforderungen an die Instand-haltung wird das Modell „Reliability Centered Maintenance“ beschrieben. An-schließend werden Funktionen in der Produktionsleittechnik zur Unterstützung der reaktiven Wartung erläutert. Hierzu zählen Funktionen wie Visualisierung, Alarmierung, Unterstützung von Best Practice Ansätzen und von Notfahrweisen. Anschließend werden Funktionen zur Unterstützung der vorbeugenden Instand-haltung erläutert. Hierzu zählen Prozesse wie Kalibrierung von Messmitteln, War-tungstrigger, TPM und Schnittstellen zu Wartungsmanagementsystemen.

Markus Kropik

7. Prozessabsicherung

Zusammenfassung

Produktionsleitsysteme spielen bei der Absicherung von Produktionsprozessen eine wesentliche Rolle. Unter Prozessabsicherung versteht man Maßnahmen, die das Auftreten von Fehlern im Prozess verhindern oder bereits aufgetretene Fehler anzeigen und so einer Behebung zuführen. Ausgehend von einer Klassifizierung von Fehlern werden in diesem Abschnitt grundlegende Maßnahmen zur Behandlung von Fehlern beschrieben. Ausgehend von dieser theoretischen Betrachtung wird schließlich eine Reihe praktischer Anwendungen der Prozessabsicherung beschrieben. Hierzu zählen automatisierte Sortiertische, die Absicherung sicherheitskritischer Verschraubungen und verschiedene Mittel zur Rückmeldung an den Werker.

Markus Kropik

8. Versorgung manueller Arbeitsplätze

Zusammenfassung

In diesem Abschnitt werden die grundlegenden Funktionsabläufe in einem Produktionsleitsystem erläutert, die erforderlich sind, um ausgehend von den Informationen zu Fahrzeugen, die vom Planungssystem übernommen werden, manuelle Arbeitsplätze versorgen zu können. Viele dieser Funktionen werden in identischer Form auch für die Versorgung automatischer Produktionseinrichtungen benötigt. Eingegangen wird auf die Schnittstelle zum Planungssystem ebenso wie auf Besonderheiten des Prozessplans, des Teilemodells und die erforderlichen Regelwerke und Logiken im Prozessleitsystem. Anschließend werden Masken erläutert, die als Schnittstelle zum Werker dienen. Zuletzt werden noch erweiterte Aspekte, wie die Einsatzsteuerung bei Änderungen erläutert.

Markus Kropik

9. Versorgung automatischer Fertigungseinrichtungen

Zusammenfassung

Die Versorgung automatischer Fertigungseinrichtungen baut zu einem großen Teil auf den gleichen Funktionen auf, wie die Versorgung manueller Fertigungseinrichtungen. Die Schnittstelle zwischen Anlagen und dem Produktionsleitsystem ist naturgemäß sehr unterschiedlich zum Produktionsleittechnik Client, welcher für die Implementierung manueller Arbeitsgänge benötigt wird. Dieser Abschnitt beschreibt diese Unterschiede und die Besonderheiten automatischer Fertigungseinrichtungen. Grundlagen zur Netzwerkinfrastruktur und zur Datenkommunikation mit SPS und PC-basierten Produktionsanlagen wurden oben bereits beschrieben. An dieser Stelle soll auf die Protokollinhalte und die Protokollsemantiken näher eingegangen werden, die für den Austausch von Produktionsdaten zwischen der Produktionsleittechnik und den automatischen Produktionsanlagen erforderlich sind.

Markus Kropik

10. Steuerung des Teileflusses

Zusammenfassung

Die Steuerung des Teileflusses oder Karossenflusses in der Fertigung ist eine der wichtigsten Aufgaben, die sich das Produktionsleitsystem mit den Planungssystemen und den Logistiksystemen teilt. Zunächst werden Basisaufgaben, wie Vorlaufterminierung, Maschinenbelegungsplanung und Sequenzierung beschrieben. Weiters wird auf JIT Verfahren (Just In Time) und JIS (Just in Sequence) eingegangen. Die Automobilproduktion war seit jeher Vorreiter bei der JIT Produktion, weshalb die Unterstützung dieser Verfahren durch das Produktionsleitsystem in jedem Fall erforderlich ist. Letztlich wird KANBAN als eine weit verbreitete, dezentrale Methode der JIT Steuerung beschrieben.

Markus Kropik

11. Nacharbeitssteuerung

Zusammenfassung

Viele Automobilproduzenten streben einen Null-Fehler Prozess in der Fertigung an. Diese Vision soll in ihrer Bedeutung als Zielvorgabe nicht in Frage gestellt werden. In realen Produktionswelten ist jedoch die Durchführung von Nacharbeiten aus verschiedensten Gründen erforderlich. Es ist eine der Hauptaufgaben eines Produktionsleitsystems, Funktionen für die Steuerung der Nacharbeit anzubieten. Diese sollen im vorliegenden Abschnitt erläutert werden. Zunächst wird beschrieben, wie der Nacharbeitsbedarf im Produktionsleitsystem erfasst werden kann. Weiters wird erläutert, wie Nacharbeiten erfasst und terminiert werden. Ebenso wichtig sind Aspekte der Kostenerfassung und des Berichtswesens sowie eine Unterstützung von Best-Practice Ansätzen.

Markus Kropik

12. Zertifizierung und Auslieferung

Zusammenfassung

In diesem Abschnitt werden spezielle Funktionen in der Produktionsleittechnik beschrieben, welche für die Steuerung der Zertifizierung und Auslieferung von Fahrzeugen erforderlich sind, also für die letzten Produktionsschritte, die ein Fahrzeug durchläuft, bevor es das Werk verlässt und dem Vertrieb übergeben wird. Neben normalen Fertigungstätigkeiten, die der Komplettierung des Lieferumfangs dienen, werden in diesem Bereich spezielle Funktionen, wie Lackfehlererfassung zur Steuerung der Lacknacharbeit, Stellplatzverwaltung und letztlich Funktionen zur Steuerung der Verpackung, Verladung und Werksausfahrt benötigt.

Markus Kropik

13. Systemanforderungen

Zusammenfassung

In diesem Abschnitt werden systemtechnische Anforderungen an Produktionsleitsysteme beschrieben. Dies umfasst Themen wie Systemverfügbarkeit, Verlässlichkeit, Zugriffsschutz, Nachvollziehbarkeit, Datensicherheit, Zeitverhalten, Wartbarkeit usw. Zu allen diesen Themen werden neben der Formulierung der Anforderungen auch Strategien zu deren Umsetzung im Produktionsleitsystem erläutert. Produktionsleitsysteme stellen besondere Anforderungen an die IT-Technik, da neben den üblichen Anforderungen an umfangreiche EDV-Systeme auch einige weiche Echtzeitanforderungen gestellt werden.

Markus Kropik

14. Implementierung von Produktionsleitsystemen

Zusammenfassung

In diesem Abschnitt werden einige grundlegende Überlegungen zur Organisation von Projekten zur Einführung von Produktionsleitsystemen in Fertigungsbetrieben erläutert. Zunächst werden die Aufgaben im Einführungsprojekt umrissen. Es folgen Überlegungen zum Projektablauf, der notwendigerweise mit dem Ablauf des gesamten Aufbauprojekts eines Automobilwerks verbunden ist. Weiters werden Hinweise zur Projektorganisation sowie zum Konfigurationsmanagement, zum Qualitätsmanagement und zum Projektmanagement gegeben.

Markus Kropik

15. Der Betrieb von Produktionsleitsystemen

Zusammenfassung

Dieser Abschnitt befasst sich mit Überlegungen zum Betrieb von Produktionsleit-systemen. Wenn nach dem Abschluss des Einführungsprojekts ein stabiler Betriebszustand des Systems erreicht ist, muss eine Organisation geschaffen sein, die den langfristigen Betrieb und Wert des Systems sicherstellt. Zunächst werden die Aufgaben dieser Organisation kurz umrissen. Anschließend wird ITIL (IT Information Library) als ein Rahmen von Prozessen für die Sicherstellung des Betriebs erläutert. Die ITIL Prozesse Incident Management, Problem Management und Change Management werden kurz beschrieben. Weiters wird die CMDB als ein Rahmen für die Qualitätssicherung beschrieben. Letztlich werden noch spezifische Aufgaben der Systemadministration erläutert, wozu unter anderem die Überwachung des Systembetriebs oder das Einspielen von Patches, Virenschutz, Sicherung, Archivierung und andere gehören.

Markus Kropik

Backmatter

Titel: Produktionsleitsysteme in der Automobilfertigung
verfasst von: Markus Kropik
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-540-88991-5
Print ISBN: 978-3-540-88990-8
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-88991-5