One-Piece-Flow Montagelinie

Arbeiten im schlanken U

Lean-Production-Montagelinie für die Auftragsmontage.

Eine One-Piece-Flow Montagelinie ermöglicht die wirtschaftliche Montage von Baugruppen bis zu der Größe von 750 mal 750 mal 200 Millimeter. Das Prinzip reduziert Arbeits- und Nebenzeiten sowie Bestände und stellt die Nachverfolgbarkeit des Materialflusses sicher. Die Linie lässt sich für verschiedene Produkte schnell umrüsten.

Bei Zentner in Freiburg werden in der Auftragsfertigung Produkte für die Medizintechnik und die Elektroindustrie verkaufsfertig hergestellt. Bei typischen Seriengrößen von 500 bis 5.000 Stück werden hierbei sowohl Schaltschränke bestückt und verdrahtet als auch mechanische Baugruppen montiert. Für mehr Wirtschaftlichkeit und kürzere Lieferzeiten hat Zentner ein neues Montagekonzept gesucht. Bisher wurde ein Montageschritt an 30 Einheiten abgearbeitet und die Erzeugnisse zwischengelagert, bevor der nächste Montageschritt durchgeführt werden konnte. Das hatte Nachteile: große Materialbestände in der Fertigung, großer Flächenbedarf durch die Zwischenlagerung von sperrigen Teilen, lange Durchlaufzeiten und kein kontinuierlicher Materialfluss.

Optimale Arbeitsplatzgestaltung und höchste Flexibilität

Zentner hat sich nach Prüfung verschiedener Alternativen für die One-Piece-Flow-Montage (OPF) in einer U-Linie entschieden. Der One-Piece-Flow Ansatz wurde in Japan als Teil des weltweit tausendfach kopierten Toyota-Produktionssystems entwickelt. In den westlichen Ländern war lange Zeit die Fließband- oder Werkstattfertigung verbreitet. Beim OPF-Prinzip erfolgt die Montage auf in Serie hintereinander angeordneten Arbeitsstationen ohne Zwischenlager, wobei jede Einheit jede Arbeitsstation ohne Unterbrechung bis zum fertigen Endprodukt durchläuft. Auf diese Weise werden die Vorteile der Fließfertigung (optimale Arbeitsplatzgestaltung) und die Vorteile der Werkstattfertigung (höchste Flexibilität) miteinander verbunden. Die Montagelinie ist meist U-förmig aufgebaut, woraus die kürzesten Wege resultieren. In der Linie können mehrere Werker hintereinander arbeiten. Durch das OPF-Prinzip wird die Arbeit abwechslungsreicher, die Bestände halbfertiger Erzeugnisse in der Montage werden auf nahezu Null reduziert, und der Materialfluss kann lückenlos nachverfolgt werden. Andere Lean-Production Ansätze wie Kanban oder Low-Cost-Automation lassen sich gut mit dem OPF-Konzept verknüpfen.

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Werker sind in den Verbesserungsprozess eingebunden

Bei der Detailplanung und Konstruktion der Montagelinie stand deren schnelle Umrüstbarkeit im Fokus, um diverse Produkte in Stückzahlen kleiner 100 abwechselnd montieren zu können und somit ein Wettbewerbsvorteil insbesondere bei kleinen und mittleren Stückzahlen zu schaffen. In der Anwendung bei Zentner stand die Anforderungen im Vordergrund, dass große Mengen voluminöser Komponenten an den Arbeitsplätzen zugeführt werden können und das Umrüsten der Linie auf ein anderes Produkt innerhalb von maximal 30 Minuten erfolgen kann. Außerdem war das Handling von bis zu 80 Kilogramm schweren Baugruppen zu realisieren. Gemäß den Grundsätzen der japanischen Lean-Management Philosophie wurde die Planung im eigenen Haus durchgeführt. Ein Planungsbüro hat den Prozess begleitet und weiteres Lean-Production-Spezialwissen eingebracht. Die Werker und Meister, die heute in der Linie arbeiten, haben diese selbst mit aufgebaut und sind in den kontinuierlichen Verbesserungsprozess von Beginn an eingebunden. Außerdem können sie Anpassungen und Optimierungen in Eigenverantwortung durchführen.

Das Material wird in Kleinladungsträgern von außen auf die Materialablagen gebracht. Über Beschriftungen an den Materialablagen wird die Position des Materials unverwechselbar bestimmt. Die Ablagen lassen sich in der Höhe und im Winkel verstellen und sind somit an die Behältergröße anpassbar. Das Besondere: Mit einem Hochhubwagen können Sie aus Ihrer Halterung entnommen und in Regalen abgelegt werden. Auf diese Weise wird die Linie mit wenigen Handgriffen von einem zum nächsten Produkt umgerüstet. Der Materialfluss wird je nach Volumen und Umschlagshäufigkeit des Artikels über Karten- oder Behälter-Kanban gesteuert.

Ein halbautomatisches Werkstückträgersystem ermöglicht den Transport des Werkstücks. Der Werkstückträger wird hierzu manuell weitergeschoben und am nächsten Arbeitsplatz durch eine Pneumatik selbsttätig und spielfrei arretiert. Auch hier wurde „lean“ gedacht: Die rein pneumatische Lösung beherrschen die Werker auch ohne Programmiererkenntnisse. Mit einem Drehteller kann sich der Werker sein Werkstück beliebig positionieren. Praktisch ist auch das digitale Anzeigesystem für Arbeits- und Prüfpläne: Sie werden dem Werker auf Monitoren dargestellt. Der Fertigungsleiter kann vom Meisterbüro aus per Knopfdruck die Dokumentation der Linie auf das jeweils aktuelle Produkt umschalten. Die Inhalte werden direkt aus dem ERP-System geladen und in einem HTML-Bericht mit Bildern dargestellt. Per Fußtaster kann der Werker die Ansichten wechseln. Auf diese Weise gehören falsche Revisionen und aufwändiges Schreiben der Dokumentation der Vergangenheit an.

Zentner hat mittlerweile erste Anfragen von Unternehmen, die diese Montagelinie ebenfalls einsetzen möchten; Montagetische und Komponenten zur Materialbereitstellung sollen deshalb demnächst als modulares System angeboten werden.

pb

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