Kapazitätsorientierte Auftragsfreigabe in matrixstrukturierten Montagesystemen

Schukat, Esben; Burggräf, Peter; Schuh, Günther

doi:HT030693580

Kapazitätsorientierte Auftragsfreigabe in matrixstrukturierten Montagesystemen = Capacity-orientated order release in matrix-structured assembly systems

Schukat, Esben^RWTH*

2024

VerantwortlichkeitsangabeEsben Schukat

Ausgabe1. Auflage

ImpressumAachen : Apprimus Verlag 2024

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

ISBN978-3-98555-198-9

ReiheErgebnisse aus der Produktionstechnik ; 2024,3

Dissertation, RWTH Aachen University, 2023

Druckausgabe: 2024. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University. - Weitere Reihe: Produktionssystematik. - Weitere Reihe: Edition Wissenschaft Apprimus

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Schuh, Günther (Thesis advisor)^RWTH* ; Burggräf, Peter (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2023-12-05

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2024-01778
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/979707/files/979707.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Fabrikplanung (frei) ; Matrixmontage (frei) ; Montageplanung (frei) ; matrixstrukturierte Montagesysteme (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Die starre Verkettung von Montagestationen in Montagelinien führt zunehmend zu Taktzeitverlusten und Ineffizienzen. In diesem Kontext haben sich matrixstrukturierte Montagesysteme als alternative, taktzeitunabhängige Organisationsform der Montage hervorgetan. In matrixstrukturierten Montagesystemen sind die Montagestationen voneinander entkoppelt und, ähnlich wie die Felder eines Schachbretts, zweidimensional angeordnet. Die auszuführenden Montagetätigkeiten sowie die zu durchlaufenden Montagestationen werden in Abhängigkeit von individuellen Auftragsmerkmalen und Stationsverfügbarkeiten durch eine reaktive Montagesteuerung festgelegt. Anders als in Montagelinien können somit belegte, inaktive oder nicht erforderliche Montagestationen übersprungen werden. Dadurch versprechen matrixstrukturierte Montagesysteme im Vergleich zu Montagelinien eine Reduktion von Taktzeitverlusten und Ineffizienzen. Gleichzeitig steigt jedoch die Anzahl zu berücksichtigender Freiheitsgrade in der Montagesteuerung und damit die Komplexität. Dies betrifft auch die Auftragsfreigabe, welche als integraler Bestandteil der Montagesteuerung gilt. Bisher stützten sich Ansätze zur Auftragsfreigabe in matrixstrukturierten Montagesystemen noch nicht auf einen detaillierten Abgleich von auftragsspezifischen Kapazitätsbedarfen und tätigkeitsbezogenen Bearbeitungsangeboten. Dieser ist jedoch entscheidend für die Wirtschaftlichkeitsbewertung sowie den effizienten Betrieb matrixstrukturierter Montagesysteme. Das übergeordnete Ziel dieser Dissertation ist daher die Entwicklung einer Methodik zur kapazitätsorientierten Auftragsfreigabe in matrixstrukturierten Montagesystemen. Die Methodik wird als Teil eines Agentensystems zur dezentralen Montagesteuerung in einer Evaluationsumgebung modelliert, wodurch die Wirkzusammenhänge innerhalb der Montagesteuerung realitätsnah abgebildet werden. Die simulationsbasierte Bewertung der Methodik erfolgt am Beispiel einer Batteriemontage, wobei die generelle Funktionalität der Methodik sowie ihr Mehrwert unter Berücksichtigung relevanter Produktivitätskennzahlen untersucht und belegt werden.

The rigid interlinking of assembly stations in assembly lines is increasingly leading to cycle time losses and inefficiencies. In this context, matrix-structured assembly systems have emerged as an alternative, cycle time-independent form of assembly organization. In matrix-structured assembly systems, the assembly stations are decoupled from each other and arranged two-dimensionally, similar to the squares of a chessboard. The assembly activities to be carried out and the assembly stations to be passed through are determined by a reactive assembly control system depending on individual order characteristics and station availability. Unlike in assembly lines, occupied, inactive or unnecessary assembly stations can be skipped. As a result, matrix-structured assembly systems promise a reduction in cycle time losses and inefficiencies compared to assembly lines. At the same time, however, the number of degrees of freedom to be taken into account in assembly control increases and with it the complexity. This also applies to order release, which is an integral part of assembly control. Until now, approaches to order release in matrix-structured assembly systems have not been based on a detailed comparison of order-specific capacity requirements and activity-related processing offers. However, this is crucial for the economic evaluation and efficient operation of matrix-structured assembly systems. The overall objective of this dissertation is therefore the development of a methodology for capacity-oriented order release in matrix-structured assembly systems. The methodology is modeled as part of an agent system for decentralized assembly control in an evaluation environment, whereby the interdependencies within the assembly control are realistically modeled. The simulation-based evaluation of the methodology is carried out using the example of battery assembly, examining and proving the general functionality of the methodology and its added value, taking into account relevant productivity indicators.

OpenAccess:
PDF
(additional files)