Vernetzte, wertstromorientierte Produktionssteuerung. Für die Auftragsfertigung komplexer Teile aus Sinterwerkstoffen

Arzberger, Florian

Die heutigen Herausforderungen einer modernen Produktion sind gekoppelt an eine hohe Effizienz und Geschwindigkeit. Dies führt insbesondere bei kleinen verfahrenstechnisch spezialisierten Unternehmen zu beträchtlichen Auswirkungen, um die dabei auftretende Steuerungskomplexität zu beherrschen. Die vorliegende Arbeit begegnet dem mit einem neuartigen Steuerungsmodell, das die Wirkzusammenhänge der wertstromorientierten Steuerung der komplexen heterogenen Auftragsfertigung von Sinterbauteilen ganzheitlich betrachtet und entsprechende Lösungen erarbeitet. Den vorherrschenden zentralen Steuerungssystemen fehlt es häufig an Prägnanz und Aktualität in den Steuerungsinformationen, welches oft zu hoher Intransparenz in der Planung führt, die dann meist durch intensive Steuerungsaktivitäten ausgeglichen werden muss. Trotz einer hohen Komplexität des Produktionsprogramms und kurzem Planungshorizont in einer aufwendig verfahrenstechnisch verketteten Werkstattfertigung, zeigt diese Arbeit, dass die Prinzipien der Pull- und Flussorientierung auch auf diese industriespezifische Auftragsfertigung in angepasster Form anwendbar sind. Dazu werden die Methoden der Entkopplung und Synchronisierung, sowie moderne Kommunikations- und ITWerkzeuge, die heute meist in der Serienproduktion verbreitet sind, in Form eines ganzheitlichen Modellansatzes mit der komplexen Produktion von Sinterbauteilen in Verbindung gebracht und beispielhaft dargestellt. Ein neuartiges hybrides Steuerungsmodell, das dem Konfigurationsansatz der prozessorientierten Modularisierung folgt, funktionsorientierte Konzeptelemente und abgeleitete Formen der Implementierung sind die zentralen Ergebnisse dieser Konzeption. Die mehrstufige Produktion wird gezielt bereichsspezifisch optimiert und wertstromorientiert vernetzt in die Steuerung integriert. Module nehmen dazu adaptierte Funktionalitäten wahr, wodurch die Prozesskette am Anfang gezielt synchronisiert, durch die verfahrenstechnische Chargenproduktion flexibel getaktet und am Ende durch eine flussorientierte Werkstattproduktion in ein übergeordnetes Pull-System überführt wird. Eine Übertragung der Module in die reale betriebliche Praxis belegt bereits, anhand signifikanter Verkürzungen der Durchlauf- und Wartezeiten sowie verbesserter Auslastung, erhebliche Stabilisierungseffekte in der Prozesskette und die hohe Effizienz und Geschwindigkeit dieses Lösungsansatzes. Durch dezentrale Modul- und zentrale Schnittstellensteuerung in einer ganzheitlichen Betrachtung mit gezielter Digitalisierung von Produktionsabläufen leistet diese Arbeit einen wesentlichen Beitrag zu einer vernetzten, wertstromorientierten Produktionssteuerung. Weiterer Handlungsbedarf leitet sich daraus z. B. für eine tiefgreifende Integration von Produktionsplanung und -steuerung ab.

Today's challenges of a modern production are coupled with high efficiency and pace. This leads to considerable effects especially in small process and engineering oriented companies in order to cope with the resulting complexity in control. This thesis deals with this developing a novel control model which holistically considers the effects of the value-streamoriented control of the complex heterogeneous production of sintered components and develops corresponding solutions. The prevailing central control systems often lack the importance of conciseness and timeliness in the control information which often leads to a low degree of transparency in planning which must then usually be compensated by intensive control activities. Despite the high complexity of the production program and the short planning horizon in an complex process-chained workshop production this thesis demonstrates that the principles of pull and flow orientation can also be applied to this industry-specific order production in an adapted form. To this end the methods of decoupling and synchronizing as well as modern communication and IT tools which are now widely used in series production are presented in a holistic model approach. A novel hybrid control model that follows the configuration approach of process-oriented modularization, function-oriented concepts, and derived forms of implementation are the central results of this concept. The multi-stage production is specifically optimized in a range-specific manner and integrated into the control network in a particular manner. Modules take on adapted functionalities whereby the process chain is initially synchronized, flexibly clocked by the process-technical batch production and finally transferred to a higher-level pull system by a flow-oriented workshop production. The transfer of the modules into the real operational practice already demonstrates significant stabilization effects in the process chain as well as the high efficiency and speed of this solution approach due to significant shortening of the throughput and waiting times as well as improved utilization. Decentralized module and central interface control in a holistic view with targeted digitization of production processes make a significant contribution to a networked, value-oriented production control. Further need for action is derived for example, from a profound integration of production planning and control.

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Arzberger, Florian: Vernetzte, wertstromorientierte Produktionssteuerung. Für die Auftragsfertigung komplexer Teile aus Sinterwerkstoffen. 2017.

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