Sonstige Veröffentlichungen (Arbeits- und Produktionssysteme)
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Item variANa – Multivariate Analyseverfahren zur Strategiewahl in der Nachserie(2015-01) Finke, Yvonne Antonia; Deuse, JochenSteigender Konkurrenz- und Innovationsdruck, verkürzte Produktlebenszyklen und eine hohe Variantenanzahl beeinflussen das Ersatzteilgeschäft zunehmend. Voraussetzung, das Potenzial des Ersatzteilgeschäfts adäquat zu nutzen, bildet eine effiziente Planung der Ersatzteilversorgung. Die Planung der NSV erfordert die Auswahl von Versorgungsstrategien (VS) und ist eine sehr komplexe Aufgabe, bei der eine Vielzahl an Anforderungen und Abhängigkeiten zu berücksichtigen sind. Es existierte kein Vorgehen, das es erlaubt, heterogene Ersatzteilspektren auf quantitativer Basis den VS zuzuordnen. Primäres Ziel des Vorhabens war daher die Entwicklung einer systematischen Methodik zur Bildung von Ersatzteil (ET)-Klassen mittels strukturabbildender Verfahren, um Merkmalsausprägungen zu identifizieren, die eine vergleichbare NSV-Strategie zulassen. Die hierzu entwickelte Methodik zur Klassifikation von ET ist in einen Softwaredemonstrator und Leitfaden überführt worden. Der Einsatz des Leitfadens ermöglicht anwendenden Unternehmen objektive Handlungsempfehlungen zur Auswahl einer NSV-Strategie in Abhängigkeit der ET, ohne wiederholt detaillierte Analysen durchzuführen. Basierend auf den generierten ET-Klassen können die zugeordneten VS operationalisiert und optimiert werden. Beides führt zu eine Komplexitätsreduktion in der Planung der NSV. Gerade KMU, deren Portfolio häufig viele verschiedene Produktvarianten umfasst, werden in die Lage versetzt, aktuellen und zukünftigen Lieferverpflichtungen kosten- und aufwandsoptimiert zu begegnen und eine nachhaltige Datenbasis aufzubauen.Item Reinheitsgerechte Materialflusssysteme(2014-09-19) Zwinkau, Ronny; Krebs, MatthiasDie Reinheitsanforderungen an industriell gefertigte Bauteile haben in den letzten Jahren insbesondere in der Automobilindustrie, aber auch in weiteren Branchen wie der Elektroindustrie oder dem Maschinenbau, stark zugenommen. Durch die Entwicklung immer kleinerer und filigranerer Bauteile mit hochwertigen Oberflächen steigt die Notwendigkeit, selbst kleinste Verunreinigungen prozesssicher von der Bauteiloberfläche zu entfernen und diesen Zustand entlang des Wertstroms aufrecht zu erhalten. Um insbesondere kleinen und mittelständigen Unternehmen (KMU) die Möglichkeit zu bieten, auf die hieraus resultierenden Herausforderungen bei der Planung und Gestaltung ihrer Wertströme angemessen reagieren zu können, ist im Rahmen dieses Forschungsvorhabens ein Leitfaden zur Überprüfung und Planung der innerbetrieblichen Materialflussoperationen im Hinblick auf die Bauteilsauberkeit entwickelt worden. Schwerpunkt war die Entwicklung einer systematischen Vorgehensweise bei der Modellierung der Wertströme, die Klassifizierung repräsentativer technischer Mittel des Materialflusses sowie die Identifikation und Bewertung der hierbei auftretenden sauberkeitsrelevanten Einflüsse. Auf Basis einer umfassenden Recherche und Gesprächen mit Experten aus der Industrie konnten Herausforderungen und Anforderungen an die technischen Mittel des Materialflusses zur Erhaltung der Bauteilsauberkeit bei Materialflussoperationen systematisch aufgenommen und klassifiziert werden. Die Vielfältigkeit von Materialflussoperationen sowie die zahlreichen technischen Mittel, die für diese eingesetzt werden können, führen zu einer hohen Anzahl möglicher Lösungen. Darüber hinaus wurden Möglichkeiten der Rückverschmutzung von gereinigten Bauteilen entlang des Wertstroms ermittelt und systematisiert. Diese Analyse verdeutlicht die Komplexität der untersuchten Thematik und die Vielzahl an unternehmensspezifischen Anforderungen und Einflüssen auf die Sauberkeit von Bauteilen.Item Entwicklung und technische Integration einer Bewertungsmethodik zur Ermittlung von Mitarbeiterbelastungen in Kommissioniersystemen (ErgoKom)(fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik, 2014) Günthner, Willibald A.; Deuse, Jochen; Rammelmeier, Tobias; Weisner, KirstenZiel des Forschungsprojekts ErgoKom war die Entwicklung einer Methodik zur aufwandsarmen Bewertung der tatsächlich vorliegenden Mitarbeiterbelastung unter Berücksichtigung der speziellen Anforderungen der Kommissionierung. Durch die Integration und Implementierung technischer Hilfsmittel, wie Motion Capturing und industrieller Sensoren, wird eine automatisierte, fortlaufende Belastungserfassung, Risikobewertung und Visualisierung ermöglicht. Zudem wird erläutert, wie differenzierte Arbeitsgestaltungsmaßnahmen zur Neuplanung ergonomisch günstiger sowie zur Optimierung bestehender Kommissioniersysteme abgeleitet werden können. Die Anwendung der Methodik ermöglicht die Reduktion langfristiger gesundheitlicher Schädigungen im Kontext der aufgrund des demographischen Wandels veränderten Größe und Zusammensetzung des Erwerbspersonenpotenzials.Item rorarob - Schweißaufgabenassistenz für Rohr- und Rahmenkonstruktionen durch ein Robotersystem - Teilvorhaben: Ergonomische, arbeitsorganisatorische und sicherheitstechnische Gestaltung der Fertigungs- und Anlagenkonzepte(2014-07-21) Busch, Felix; Deuse, JochenDas Schweißen von Rohr- und Rahmenkonstruktionen ist im mittelständisch geprägten Maschinen- und Anlagenbau von großer Bedeutung. Auf Grund der geringen Stückzahlen bis hin zur Einzelteilfertigung stellt dieser Bereich einen arbeitsintensiven Produktionsprozess dar, welcher überwiegend von manuellen Arbeitsplätzen und einem geringen Mechanisierungs- und Automatisierungsgrad geprägt ist. Die häufig sperrigen und schwergewichtigen Bauteile erschweren die Handhabung und führen gerade bei Fügeprozessen wie dem Schweißen und den damit verbundenen Positioniervorgängen zu ungünstige Formen statischer Halte- und Haltungsarbeit und somit zu einer kaum zu vermeidenden hohen physischen Belastung des Mitarbeiters. Im Forschungsprojekt „rorarob – Schweißaufgabenassistenz für Rohr- und Rahmenkonstruktionen durch ein Robotersystem“ wurde ein industriell einsetzbares System entwickelt, bei dem die Interaktion von Mensch und Roboter im Mittelpunkt steht. Im Fokus standen die Gewährleistung der Arbeitssicherheit, die Einhaltung der strengen gesetzlichen Bestimmungen sowie die unter ergonomischen Gesichtspunkten belastungsreduzierte Arbeitsausführung. Im Projekt wurden neue Technologien und Konzepte in den Bereichen Arbeitsplanung, ergonomische Arbeitsplatzgestaltung, kollaborierende Robotersysteme und Offlinesimulation entwickelt und in einen Demonstrator an der TU Dortmund implementiert. In vier Projektphasen wurde in enger Kooperation mit dem Systementwickler für Roboterapplikation carat robotic innovation GmbH und den Anwenderunternehmen MAN Diesel & Turbo SE und der Böcker Maschinenwerke GmbH sowie der Professur für Arbeits- und Produktionssysteme und der Professur für Industrielle Robotik und Produktionsautomatisierung am Institut für Produktionssysteme der Technischen Universität Dortmund ein industriell einsetzbares und für die besonderen Randbedingungen von KMU ausgelegtes Multirobotersystem zur Schweißaufgaben-assistenz entwickelt. Projektbegleitende Fachtagungen sowie die Einbindung des Netzwerks Industrie RuhrOst (NIRO) stellten die Breitenwirk-samkeit und Industrietauglichkeit der entwickelten Lösung sowie einen schnellen Wissenstransfer in die mittelständisch geprägte Industrie sicher. Das hybride System mit einer direkten Kooperation zwischen Mensch und Roboter wurde vor Realisierung in einer Simulationsumgebung abgebildet. Die verwendete Software zu Offlinesimulation wurde um ein digitales Menschmodell erweitert. Erst dies ermöglichte es, eine Simulation des gesamten Systems, einschließlich der menschlichen Kinematik, durchzuführen, um Kollisionsgefahren und weitere ergonomische Aspekte, wie belastende Körperhaltungen des Mitarbeiters, prospektiv zu analysieren und zu bewerten. Die im Projekt verwendete Offline-Programmiersoftware ist FAMOS, entwickelt von carat robotic innovation GmbH. Bisher ist diese Software in der Lage Roboteranwendungen in einer virtuellen Arbeitsumgebung abzubilden und zu simulieren. Im Projekt wurde ein Character Animation System (CAS) aus der Unterhaltungsindustrie verwendet, um ein bewegtes Menschmodell in die bestehende Lösung zu integrieren. Dies ermöglichte virtuelle Kollisionsanalysen während der Bahnplanung sowie die frühzeitige digitale ergonomische Bewertung der Belastungssituation für das Muskel-Skelett-System.Item Entwicklung eines Vibrationsreinigungsverfahrens für die industrielle, ressourcenschonende Bauteilreinigung (ViReBa)(2011-02-11) Krebs, Matthias; Oeken, NilsDie Bedeutung des Qualitätsmerkmals Technische Sauberkeit für industriell gefertigte Bauteile nimmt kontinuierlich zu. Darüber hinaus rücken neben ökonomischen aktuell insbesondere ökologische Gesichtspunkte bei der Gestaltung von Wertströmen in den Fokus. Aus diesem Grund wurde im Rahmen des Forschungsprojektes das energieeffiziente und ressourcenschonende Vibrationsreinigungsverfahren, welches zudem ein großes Potential hinsichtlich einer wirtschaftlichen Bauteilreinigung besitzt, für den Einsatz in der industriellen Serienfertigung weiter entwickelt. Zunächst wurden hierzu die wesentlichen Charakteristika eines Reinigungsszenarios identifiziert, anhand derer die Eignung der Vibrationsreinigung für einen Anwendungsfall analysiert werden kann. Für die detaillierte Planung der Vibrationsreinigung, insbesondere unter Berücksichtigung des gesamten Wertstroms, wurde ein Datenbogen entwickelt, mit dem die umfangreichen Rahmenbedingungen für einen Anwendungsfall aufgenommen werden können. Um die ökonomischen Vorteile, die mit dem Einsatz der Vibrationsreinigung gegenüber einem Nassreinigungsverfahren erzielt werden können, überschlägig zu quantifizieren, wurde des Weiteren ein Wertschöpfungsrechner entwickelt. Im konstruktiven Bereich wurde eine deutliche Flexibilisierung der Absaugvorrichtung und der Spannvorrichtung der Vibrationsreinigungsanlage erreicht. Hierdurch konnte einerseits die potenziell erreichbare Reinigungsqualität des Verfahrens gesteigert und andererseits das Produktspektrum zu reinigender Bauteile erweitert werden. Im Bereich der Strömungssimulation wurde eine Methode entwickelt, welche es ermöglicht, strömungs- und damit reinigungsoptimierte Saugwerkzeuge selbst für komplizierte Bauteile zu konstruieren und mit Hilfe eines 3D-Printing-Verfahrens zu produzieren. Die Methode ermöglicht es außerdem, die potenzielle Reinigbarkeit von Bauteilen mit der Vibrationsreinigung bereits vor der Herstellung von Reinigungswerkzeugen zu prognostizieren. Anschließend wurden für die technische Integration der Vibrationsreinigungsanlage in Fertigungslinien mögliche Handhabungskonzepte entwickelt. Im Projektverlauf wurde jedoch deutlich, dass diese Konzepte für die verschiedenen Anwendungsfälle individuell gestaltet werden müssen, wobei auf Grundbewegungsabläufe zurückgegriffen werden kann. Zur Quantifizierung der Reinigungsleistung des Vibrationsreinigungsverfahrens wurden abschließend Restschmutzanalysen durchgeführt, welche die Grenzen des Vibrationstrockenreinigungsverfahrens aufzeigten aber auch die möglichen Reinheitsergebnisse, die mit einem kombinierten Verfahren möglich sind, in Aussicht stellten. Durch die entwickelten Lösungsbausteine ist die Basis geschaffen worden, neue Marktsegmente für das Vibrationsreinigungsverfahren zu erschließen und somit eine weitere Verbreitung in der Serienfertigung zu erzielen.Item Kostenoptimale Produktions- und Bevorratungsstrategie nach End of Production (EOP)(2010-06-02T10:09:01Z) Finke, Yvonne; Deuse, JochenUm insbesondere kleinen und mittelständigen Unternehmen zu ermöglichen, auf die Vielzahl an Herausforderungen in der Nachserie angemessen zu reagieren, ist im Rahmen dieses Forschungsvorhabens eine umfassende Planungssystematik zur Generierung kostenoptimaler Produktions- und Bevorratungsstrategien in der Nachserienphase entwickelt und als MS Excel- basiertes Werkzeug implementiert worden. Schwerpunkte der Entwicklung und Implementierung waren die Berücksichtigung von Produktionsstufen, die Analyse und Abbildung von Alternativen zur Integration von Ersatzteilbedarfen in eine laufende mehrstufige Produktion und die optimale Anpassung und Flexibilität der Systematik hinsichtlich den spezifischen Randbedingungen der Produkte und Prozesse. Auf Basis einer umfassenden Recherche und einer empirischen Erhebung zur Nachserienversorgung in der Industrie, konnten Herausforderungen und Anforderungen zur Gestaltung kostenoptimaler Produktions- und Bevorratungsstrategien in der Nachserienphase systematisch aufgenommen und klassifiziert werden. Die empirische Erhebung verdeutlicht die Komplexität der untersuchten Thematik und die große Abhängigkeit von unternehmensspezifischen Größen. Die Planungssystematik wurde daher unter Berücksichtigung produkt- und prozessspezifischer Rahmenbedingungen und Restriktionen, die unternehmensspezifisch ausgeprägt werden können (Kontextvariablen), und einer konsequent Zielorientierung in Form der Kostenminimierung (Performancevariablen) entwickelt. Auf Grundlage dieser Variablen (Zielsystem) wurden Designvariablen identifiziert, die für alle Produktionsstufen eine Generierung und Ausgestaltung von Produktions- und Bevorratungsstrategien ermöglichen. Die je Produktionsstufe zu realisierenden Losgrößen, Fertigungszeitpunkte und einzulagernden Mengen bilden diese Designvariablen, die zur Erfüllung des Zielsystems kostenoptimal zu gestalten und simultan, d. h. produktionsstufenübergreifend, zu planen sind. Zur kostenoptimalen Gestaltung wurden entscheidungsrelevante Rüst-, Lager- und variable Produktionskosten berücksichtigt. Diese sind im Rahmen des Forschungsvorhabens für den Kontext der Nachserienversorgung detailliertaufgeschlüsselt und in Abhängigkeit der Randbedingungen und Alternativen zur Integration in die laufende Produktion differenziert worden. Die dargestellten Aspekte sind in ein mathematisches Modell überführt und als MS-Excel-basiertes Werkzeug zur Planung und quantitativen Bewertung von Produktions- und Bevorratungsstrategien implementiert und validiert worden. Durch das MS-Excel-basierte Werkzeug werden die je Produktionsstufe zu realisierenden Losgrößen, Fertigungszeitpunkte und die je Produktionsstufe einzulagernden Mengen quantitativ ermittelt und visualisiert. Unternehmen sind befähigt, die Produktions- und Bevorratungsstrategien durch die Variation von Eingabegrößen dynamisch an die unternehmensspezifischen Randbedingungen anzupassen und folglich rollierend zu planen. Zum Vergleich der alternativen Integrations- bzw. Produktionsformen können zudem verschiedene Szenarien berechnet und abschließend bezüglich der resultierenden Gesamtkosten verglichen und quantitativ bewertet werden.Item Skalierbare Kommissioniersysteme(2009-10-29T10:03:54Z) Scholl, Philipp; Deuse, JochenDas Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Instrumentariums zur Auswahl eines kostenoptimalen Kommissioniersystems. Ein wesentlicher Aspekt ist die Berücksichtigung von saisonalen und lebenszyklusbedingten Auslastungsschwankungen. Das Forschungsvorhaben unterscheidet bei den Ursachen für Auslastungsschwankungen die Fristigkeit der Absatzveränderung und die Höhe der Absatzveränderung. Besondere Herausforderungen stellen kurzfristige und hohe Veränderungen an den wirtschaftlichen Betrieb von Kommissioniersystemen. Auf Grund der gefunden Kostenstruktur in Kommissioniersystemen sind die meisten Kostenverläufe unabhängig von der Kommissionierleistung. Dies gilt vor allem in der Betrachtung von kurzfristigen Absatzveränderungen. Es wird systematisch untersucht, wie die Kosten in Kommissioniersystemen verursacht werden und die verursachten Kosten unter Berücksichtigung der (insbesondere kurzfristigen) Absatzveränderung beeinflusst werden können. Methodischer Ansatzpunkt in der Suche nach kostenbeeinflussenden Größen sind die Kapazitäten zur Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft. Die Kapazitäten im Kommissioniersystem (Mensch, Transportmittel, Lagermittel) werden hinsichtlich ihres Kostenverhaltens und ihres Flexibilitätspotenzials bewertet. Die Untersuchung identifiziert das größte Flexibilitätspotenzial für kurzfristige Anpassungsmaßnahmen in der Personalkapazität. Die kostenwirksamen Einflussmöglichkeiten auf die Personalkapazität werden als konkrete Anpassungsmaßnahmen formuliert, die es ermöglichen, auf unterschiedliche Absatzveränderungen zu reagieren. Darüber hinaus wird der leistungsbezogene und monetäre Nutzen der Anpassungsmaßnahmen bestimmt. Ein Entscheidungsmodell ist der methodische Kern zur Auswahl der Anpassungsmaßnahmen in Kommissioniersystemen bei Absatzveränderungen. Das Modell ist in der Lage, nicht nur für einen definierten Kapazitätsbedarf den optimalen Personaleinsatz zu bestimmen, sondern kann unter Berücksichtigung von Nachfrageschwankungen und Marktveränderungen eine optimale Folge von Anpassungsmaßnahmen über mehrere Perioden hinweg zu ermitteln. Die Berechnung und die Ergebnisdarstellung (in Form von Kostenkennlinien) erfolgt in einer programmierten Software. Unterschiedliche Gestaltungsalternativen von Kommissioniersystemen und die unternehmensspezifischen Kosten- und Leistungsgrößen können durch das Ausprägen von Parametern im Entscheidungsmodell abgebildet werden.Item Ganzheitliche Produktionssysteme für Logistikdienstleister(2009-10-01T09:08:26Z) Deuse, Jochen; Droste, Markus; Keßler, Stephan; Kuhn, AxelAufgrund hoher Marktdynamik und Wettbewerbsintensität steht die Logistikdienstleistungswirtschaft vor neuartigen Herausforderungen. Kunden fordern verstärkt komplexe Systemleistungen aus einer Hand und eine tiefe, reibungslose Integration der Dienstleistungserstellung in die eigenen Leistungsprozesse. Die Probleme, die von industriellen Auftraggebern beim Outsourcing logistischer Leistungsumfänge beklagt werden, deuten an, dass die Herausforderungen nicht zufriedenstellend bewältigt werden und machen eine Veränderung des bisher angewendeten Systems zur Leistungserstellung notwendig. Logistikunternehmen muss es künftig gelingen, die eigenen Prozesse konsequent an den Anforderungen des Kunden auszurichten. Expertise in der systematischen Unterstützung der Wertschöpfung des Kunden und ein vertieftes Verständnis für die Produktionskultur der Auftraggeber ist dafür eine Voraussetzung. Diese Kultur wird in zahlreichen produzierenden Unternehmen durch die auf das Toyota- Produktionssystem zurückzuführenden Ansätze des Schlanken Denkens geprägt. Dabei bündeln, standardisieren und integrieren Ganzheitliche Produktionssysteme die mit diesen Ansätzen verbundenen Inhalte zu einem aus den Unternehmenszielen abgeleiteten und unternehmensspezifisch zugeschnittenen methodischen Ordnungsrahmen. Aufgrund ihrer Schnittstellenposition kommen Logistikunternehmen zwangsläufig mit den durch die Verschlankungsbemühungen induzierten organisatorischen Veränderungen in Kontakt, vor allem auch deshalb, weil einige dieser Veränderungen starken Einfluss auf den Aktionsraum der Dienstleister – die Logistik – haben. Das Forschungsvorhaben leistet daher einen Beitrag, um die im schlanken Transformationsprozess erreichten Erfolge zahlreicher Unternehmen in der Sachgüterproduktion auch der Logistikdienstleistungswirtschaft zugänglich zu machen. Die Auswirkungen der Verbreitung von schlanken Produktionssystemen in produzierenden Unternehmen auf die Logistikdienstleistungserstellung wurden dazu systematisch analysiert und transparent gemacht. Zudem wurden die Anwendungspotenziale des Ansatzes der Ganzheitlichen Produktionssysteme zur Verankerung standardisierter, schlanker und stabiler Prozesse in Logistikunternehmen untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden in einen spezifischen Gestaltungsrahmen zur Schaffung derartiger Systeme in der Logistikbranche überführt. Dieser Gestaltungsrahmen ist ein methodischer Ansatz, der interessierte Dienstleister bei der unternehmensspezifischen Konfiguration und Implementierung eines eigenen Ganzheitlichen Produktionssystems oder aber auch lediglich Teilen davon unterstützt. Darüber hinaus liefert er Hinweise zur Erfolgskontrolle des initiierten Veränderungsprozesses. Durch eine zielgruppenorientierte Aufbereitung aller Teilergebnisse des Forschungsvorhabens und deren Integration in einen internetbasierten Anwenderkatalog steht interessierten Logistikunternehmen nunmehr eine Plattform zur Verfügung, die sie zur Auseinandersetzung mit innovativen Trends in der Produktionsorganisation einlädt. Diese Einschätzung wurde auch von beteiligten Kooperationspartnern aus der Logistikdienstleistungswirtschaft geteilt.