FP Bericht Gruppe C2 - Note: 1,3 PDF

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Bericht Fabrikplanung Gruppenübung Fabrikplanung Von: Gruppe C6 Morris Solarz - 549537 Cagdas Muzac - 530069 Ahmad Abou Ezzah - 549387 Hasan Aktay - 555138 Abgabedatum 14.02.2017 Fachbereich 4, Wirtschaftsingenieurwesen (B) Prof. Dr. Ing. Uwe Prét

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Fabrikplanung Bericht Gruppe C2 – WS 17/18

Selbständigkeitserklärung „Ich erkläre hiermit, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne Benutzung anderer als der angegebenen Hilfsmittel angefertigt habe; die aus fremden Werken wörtlich oder sinngemäß übernommenen Gedanken sind unter Angabe der Quellen gekennzeichnet.“

Berlin, 14.02.2017 ............................. Ort, Datum

....................... ......... Ahmad Abou Ezzah

Berlin, 14.02.2017 ............................. Ort, Datum

......................... ....... Morris Solarz

Berlin, 14.02.2017 ............................. Ort, Datum

................................ Cagdas Muzac

Berlin, 14.02.2017 ............................. Ort, Datum

................................ Hasan Aktay

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Fabrikplanung Bericht Gruppe C2 – WS 17/18

Inhaltsverzeichnis G1 Vorplanung ......................................................................................................................................... 6 1.

Layoutziele .................................................................................................................................. 6 1.1.

Ergebnis der Einzelbestimmungen ..................................................................................... 9

1.2.

ABC-Analyse...................................................................................................................... 11

1.3.

Interpretation der Ergebnisse .......................................................................................... 12

2.

Bruttobedarfsermittlung ........................................................................................................... 13 2.1.

Nettobedarf ...................................................................................................................... 13

2.2.

Ausschussmatrix ............................................................................................................... 13

2.3.

Bruttobedarfsrechnung .................................................................................................... 14

G2. Strukturplanung ............................................................................................................................... 15 3.

Bestimmung der optimalen Fertigungsprinzipien ....................................................................15 3.1.

Grobauswahl der Fertigungsprinzipien ............................................................................ 15

3.2

Feinauswahl der Fertigungsprinzipien ............................................................................. 16

3.3

Interpretation der Ergebnisse .......................................................................................... 24

4.

Ideales Funktionsschema .......................................................................................................... 25

G3. Dimensionierung .............................................................................................................................. 26 5.

Bestimmung Betriebsmittelanzahl (BM) ................................................................................... 26 5.1

6.

Zusammenfassung der Betriebsmittelberechnung .......................................................... 33 Berechnung Gesamtpersonalbedarf ......................................................................................... 35

6.1

Berechnung der Mitarbeiter unter Berücksichtigung der Schichten ............................... 36

6.2

Berechnung der Gesamten Mitarbeiter ........................................................................... 36

7.

Ermittlung der Bruttogrundfläche ............................................................................................37 7.1

Flächenbedarfsrechnung .................................................................................................. 38

7.2

Nachweisrechnung ........................................................................................................... 40

7.3

Flächenmaßstäbliches Funktionsschema ......................................................................... 42

G4. Idealplanung .................................................................................................................................... 43 8.

Materialflussgerechte Anordnung nach SCHMIGALLA ............................................................. 43 8.1

Von-Nach Beziehungen .................................................................................................... 43

8.2

Gerichtete Transportintensitätsmatrix ............................................................................ 44

8.3

Gespiegelte Transportintensitätsmatrix .......................................................................... 44

8.4 9. 10.

Dreiecksnetz nach Schmigalla .......................................................................................... 45 Blocklayout ................................................................................................................................ 46 Sankey-Diagramm ................................................................................................................. 47

G5. Realplanung ..................................................................................................................................... 48 3

Fabrikplanung Bericht Gruppe C2 – WS 17/18 11.

Feinlayoutvarianten .............................................................................................................. 48

12.

Nutzwertanalyse zur Beurteilung der Feinlayout-Varianten................................................ 50

12.1 13.

Bewertungskriterien ......................................................................................................... 50 Zusammenfassung – Fazit ..................................................................................................... 56

Anlagen................................................................................................................................................... 57

Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Gewichtungsmöglichkeiten Präferenzmatrix ........................................................................ 8 Tabelle 2: Bewertung Layoutziele - Morris Solarz .................................................................................. 9 Tabelle 3: Bewertung Layoutziele - Ahmad Abou Ezzah ........................................................................ 9 Tabelle 4: Bewertung Layoutziele - Cagdas Muzac .............................................................................. 10 Tabelle 5: Bewertung Layoutziele - Hasan Aktay ................................................................................. 10 Tabelle 6: Zusammenfassung Einzelbewertungen ............................................................................... 11 Tabelle 7: ABC-Analyse der Layoutziele................................................................................................ 11 Tabelle 8: Übersicht der zu fertigen Teile ............................................................................................. 13 Tabelle 9: Berechnung des Ausschusskoeffizienten............................................................................. 13 Tabelle 10: Bruttobedarfsrechnung ...................................................................................................... 14 Tabelle 11: Arbeitsgangfolgeschema .................................................................................................... 16 Tabelle 12: Variante 1 - Geometrische Anordnung .............................................................................. 16 Tabelle 13: Variante 2 - Maschinenorientierte Anordnung ................................................................. 16 Tabelle 14: Variante 3 – Geometrische Anordnung mit Berücksichtigung auf Verzahnung .............. 17 Tabelle 15: Darstellung der Teile in eigener Teilefamilie..................................................................... 19 Tabelle 16: Abgleich mit Optimum ....................................................................................................... 19 Tabelle 17: Kapazitätsnachweis Variante 1 .......................................................................................... 20 Tabelle 18: Abgleich mit Optimum ....................................................................................................... 21 Tabelle 19: Kapazitätsnachweis Variante 2 .......................................................................................... 21 Tabelle 20: Abgleich mit Optimum ....................................................................................................... 22 Tabelle 21: Kapazitätsnachweis Variante 3 .......................................................................................... 22 Tabelle 22: Reihenfertigung .................................................................................................................. 23 Tabelle 23: Kapazitätsnachweis Reihenfertigung ................................................................................ 23 Tabelle 24: Übersicht Losgrößen........................................................................................................... 26 Tabelle 25: Berechnung der benötigten Betriebsmittel für die ABS 280 ............................................ 27 Tabelle 26: Berechnung der benötigten Betriebsmittel für die TNC 65 .............................................. 29 Tabelle 27: Berechnung der benötigten Betriebsmittel für die RISZ 10 .............................................. 30 Tabelle 28: Berechnung der benötigten Betriebsmittel für die PE 150 C ............................................ 31 Tabelle 29: Berechnung der benötigten Betriebsmittel für die ZX1 .................................................... 32 Tabelle 30: Entscheidung über die Gesamtbetriebsmittelanzahl ........................................................ 34 Tabelle 31: Berechnung des Personalbedarfs ......................................................................................35 Tabelle 32: Berechnung der Mitarbeiter unter Berücksichtigung der Schichten................................ 36 Tabelle 33: Berechnung der Gesamtmitarbeiter .................................................................................. 36 Tabelle 34: Berechnung des Flächenbedarfs ........................................................................................ 38 Tabelle 35: Berechnung Bruttogrundfläche ......................................................................................... 39 Tabelle 36: Nachweis BGF ..................................................................................................................... 40 Tabelle 37: Von-Nach Beziehungen ...................................................................................................... 43 Tabelle 38: Gerichtete Transportintensitätsmatrix.............................................................................. 44

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Fabrikplanung Bericht Gruppe C2 – WS 17/18 Tabelle 39: Gespiegelte Transportintensitätsmatrix mit Rangfolge.................................................... 44 Tabelle 40: Blocklayout Berechnung..................................................................................................... 46 Tabelle 41: Kriteriengewichtung der Nutzwertanalyse .......................................................................50 Tabelle 42: Nutzwertanalyse - Morris Solarz........................................................................................ 51 Tabelle 43: Nutzwertanalyse - Ahmad Abou Ezzah .............................................................................. 52 Tabelle 44: Nutzwertanalyse - Cagdas Muzac ..................................................................................... 53 Tabelle 45: Nutzwertanalyse - Hasan Aktay ......................................................................................... 54 Tabelle 46: Gemittelte Nutzwertanalyse.............................................................................................. 55

Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Lorenzkurve der ABC-Analyse ......................................................................................... 12 Abbildung 2: Grobauswahl der Fertigungsprinzipien........................................................................... 15 Abbildung 3: Werkstattprinzip .............................................................................................................. 18 Abbildung 4: Linienfertigung ................................................................................................................. 18 Abbildung 5: Gruppenfertigung nach Variante 1 ................................................................................. 19 Abbildung 6: Gruppenfertigung nach Variante 1 ................................................................................ 21 Abbildung 7: Gruppenfertigung nach Variante 3 ................................................................................ 22 Abbildung 8: Ideales Funktionsschema Reihenfertigung..................................................................... 25 Abbildung 9: Flächengliederung nach DIN 277 .................................................................................... 37 Abbildung 10: Ersatzflächenmethode................................................................................................... 38 Abbildung 11: Flächenmaßstäbliches Funktionsschema ..................................................................... 42 Abbildung 12: Dreiecksnetz nach Schmigalla ....................................................................................... 45 Abbildung 13: Blocklayout .................................................................................................................... 46 Abbildung 14: Sankey Diagramm .......................................................................................................... 47 Abbildung 15: Realplanung Variante 1 ................................................................................................. 48 Abbildung 16: Reallayout Variante 2 .................................................................................................... 49

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Fabrikplanung Bericht Gruppe C2 – WS 17/18

Aufgabenstellung Der Betrachtungsgegenstand dieses Berichts umfasst die Umplanung eines Fertigungsbereiches in einem mittelständischen Unternehmen, welches als leistungsfähiges Zuliefererunternehmen für Werkstücke des Maschinenbaus bekannt ist. Das Unternehmen besitzt mehrere Kundenaufträge für die Fertigung eines vorgegebenen Einzelteilsortiments für einen mittelfristigen Zeithorizont. Die Umplanung soll für die Produktion von 8 Werkstücken vorgenommen werden. Dafür steht ein beräumtes Gebäude mit gegebenen Gebäuderestriktionen zur Verfügung. Der umzuplanende Fertigungsbereich soll ausschließlich für die neuen Kundenaufträge ausgelegt werden. Die Fertigungstiefe beträgt 100%. Eine weitergehende Fremdfertigung von Werkstücken und Arbeitsgängen ist vertraglich nicht zulässig. Die zu fertigen Teile haben keine sachliche Beziehung zueinander. Der Fertigungsbereich soll alle für die Realisierung des Produktionsprogramms erforderlichen Funktionen beinhalten. Lediglich in Bezug auf zentrale Verwaltungs-, Sozial- und Sanitärfunktionen (z. B. Umkleideräume, Duschräume) kann auf zentrale Einrichtungen des Gesamtbetriebes zurückgegriffen werden. Das gilt jedoch nicht für Mindestanforderungen laut Arbeitsstättenverordnung.

G1 Vorplanung 1. Layoutziele Im ersten Schritt wurden geeignete Layoutplanungsziele festgelegt und durch Vergleich die Gewichtung der einzelnen Planungsziele festgelegt. •

Flussgerechte Fertigungsprinzipien Hier sind grundsätzlich drei Prinzipien möglich. Zum einen die Werkstattfertigung (Zusammenfassung

gleicher

Bearbeitungsverfahren),

die

Gruppenfertigung

(Zusammenfassung der notwendigen Verfahren für eine Werkstückgruppe) und die Fließfertigung (Arbeitsvorgangsfolge bestimmt die Maschinenanordnung). Die richtige Wahl des Fertigungsprinzips ist ein entscheidender Faktor für die Einhaltung von Zeitzielen. •

Materialflussgerechte Anordnung der Bereiche und Maschinen Die Anordnung der Maschinen an den logischen Produktionsfluss. Ziel ist es, ein Minimum an gefahrener Transportleistung zu erreichen. Dies wird durch einen Variantenvergleich bestimmt.

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Fabrikplanung Bericht Gruppe C2 – WS 17/18

•

Logistikgerechte Trassierung Unter diesem Planungsziel werden folgende Parameter berücksichtigt: o

•

Sichere Befahrbarkeit

o

Gesetzliche Vorgaben

o

Angemessene Verkehrsqualität

o

Wirtschaftlichkeit

o

Schonung vorhandener Werte (Flächenverbrauch, Flurförderfahrzeuge etc.)

Flächennutzung Die gegebene Hallenfläche muss so ausgenutzt werden, dass eine Erweiterbarkeit ohne große Umbaumaßnahmen erledigt werden kann.

•

Erweiterungsfähigkeit Die Anordnung der Maschinen sollte mindestens die folgenden drei Punkte berücksichtigen:

•

o

Arbeitsgangfolge

o

Zugänglichkeit der Maschinen

o

Maschinenerweiterung/- Erneuerung

Restflächennutzbarkeit Die von Maschinen, Transport- und Personenwegen nicht benötigten Flächen sollen Produktionsoptimierend genutzt werden. Dabei wäre Beispielsweise die Schaffung von Pufferflächen möglich.

•

Mehrmaschinenbedienbarkeit Durch eine optimale Maschinenanordnung können mehrere Maschinen von einem Menschen zeitversetzt und ohne Zurücklegung großer Entfernungen bedient werden. Des Weiteren kann dadurch Erhöhung der Flächennutzung erzielt werden. Voraussetzung dafür ist ein unterbrechungsfreier Produktionsfluss.

7

Fabrikplanung Bericht Gruppe C2 – WS 17/18 •

Wandlungsfähigkeit Um eine zukunftsfähige Fabrik zu schaffen müssen Wandlungsbefähiger in der Planung berücksichtigt werden. Eine Wandlungsfähigkeit kann z.B. durch die Bewegbarkeit von Maschinen und flexible Arbeitszeitmodelle geschehen.

•

Zugänglichkeit der Arbeitsplätze (Arbeitswege) Es sollte für Mensch, Material, Energie, Werkzeuge und Abprodukte ein einfacher und schneller Zugriff gewährleistet sein.

•

Übersichtlichkeit Die Anordnung der Arbeitsmittel sollte so gewählt werden, dass Störungen im Produktionsprozess schnell erkannt und gelöst werden können. (z.B. U-Form)

Die aufgeführten Layoutplanungsziele wirken sich gegenseitig unterschiedlich aufeinander aus. Dabei können diese Ziele miteinander konkurrieren, sich gegenseitig unterstützen oder nicht voneinander Abhängig sein. Um die Ziele in Abhängigkeit bewerten zu können, ist es notwendig eine Präferenzmatrix mit folgenden Gewichtungsmöglichkeiten aufzustellen. (siehe Tabelle1)

Gewichtungsmöglichkeiten bei paarweisen Vergleich >

wi...