Schlagwort-Archive: Produktion

Definition Gruppenfertigung – Fertigungsinseln – Inselfertigung

Gruppenfertigung und Fertigungsinseln

Vorteile
Nachteile
Kürzere DLZ als Werkstattfertigung
Niedrigere Bestände
Komplettbearbeitung häufig nicht möglich=> aufwendigerer Materialfluss als Fließfertigung
Höhere Flexibilität als Fließfertigung Eignung nur für Serienfertigung
Wirtschaftliche Fertigung kleiner bis mittlerer Serien möglich Produktionsfortschritt innerhalb der Gruppe schwer nachvollziehbar aus der Sicht zentraler Abteilungen
Gerichteter Materialfluss innerhalb der Gruppe Flexibilität hinsichtlich des Produktionsprogramms eingeschränkt
Vereinfachte Fertigungssteuerung durch Dezentralisierung der Feinsteuerung Eingeschränkte Flexibilität für Eilaufträge
Vereinfachte Transportsteuerung durch übersichtlichen Materialfluss innerhalb der Gruppe Höher qualifizierte Mitarbeiter notwendig; Überforderungsgefahr; Gruppendruck
Humanisierung der Arbeitswelt durch Arbeitsbereicherung, Job-Rotation und Eigenverantwortung Schwierige Gestaltung des Entlohnungssystems Zeit-, Akkord-, Prämienlohn; Zielvereinbarung
Reduzierung der Wechsel von Verantwortungsbereichen Gruppengestaltung von Produktspektren abhängig
Durch Komplettbearbeitung hoher Identifikationsgrad mit Produkten

Für die Einführung von Fertigungsformen, die so erhebliche Auswirkungen wie Fertigungsinseln auf die Unternehmensstrukturen haben, ist die Notwendigkeit eines sehr sorgfältig und umfassend ausgearbeiteten Konzepts gegeben.
Die Planung und Umsetzung von Fertigungsinseln beschränkt sich nicht darauf, Anordnungsstrukturen zu verändern. Aufgaben- und Verantwortungsbereiche verschieben sich (beispielsweise dezentrale Steuerungskonzepte) und erzeugen im Extremfall in produktionsnahen Bereichen vollständig veränderte Aufbau- und Ablauforganisationen.
Von dem Planer ist unter dieser Problemstellung Weitsicht und Einfühlungsvermögen gefordert, da er oftmals im Spannungsfeld verschiedener Interessensgruppen steht.

 

Quelle: https://ews.tu-dortmund.de/public/lecture/logedugate/public/LFO/fertigungsstrukturplanung/content/15_gruppenfertigung_III.htm

vom 18.12.2016

Smarte Produktionslogistik / Fabrikplanung – Produktionsplanung / smart factories

Audi ersetzt Fließband durch 200 Montageinseln

So funktionieren Smart Factories: Audi trennt sich von der Fließband-Fertigung. Stattdessen setzt der Autobauer in Ingolstadt auf autonome Transport-Roboter, welche die Karosserie an 200 Montageinseln vorbeifahren. Jedes Auto wird dadurch so einzigartig wie ein Maßanzug.

Die Karosserien fahren eigenständig zu den benötigten Montageinseln. Die Reihenfolge kann variieren – je nachdem, wo gerade Kapazitäten verfügbar sind. Das steigert die Produktivität und entlastet Mitarbeiter vom Fließbandstress.

Henry Ford hätte Bauklötze gestaunt. 103 Jahre nach seiner Einführung des Fließbandes verabschiedet sich Audi von der einst revolutionären Idee, welche die Massenfertigung von Autos ermöglicht hat. Warum? Weil Autos keine Stangenware mehr sind. Gerade in der Oberklasse sind individuelle Ausstattungen gefragt, es laufen praktisch keine zwei Fahrzeuge mehr identisch vom Band. „Nur mit dem einen, immer gleichen Produkt ergab die Fließband-Fertigung vor 100 Jahren Sinn“, sagt Audi-Vorstand Hubert Waltl. „Heute wolle unsere Kunden genau das Gegenteil: Jeder Audi soll so einzigartig sein wie ein Maßanzug.“

Audi setzt auf Smart Factory

Audi schafft deswegen das Fließband ab. Im Werk in Ingolstadt wird es stattdessen zukünftig 200 Montageinseln geben. Roboter heben die Karosserie auf autonome Transportwagen, die verschiedene Insel-Routen abfahren. „Wie vor den Kassen im Supermarkt, wo sich der Kunde an der kürzesten Warteschlange anstellt, steuert das vernetzte Fahrzeug zunächst die Stationen an, wo die Auslastung niedriger ist“, erklärt Ingenieur und Innovationsmanager Fabian Rusitschka, der Audi bei der Umstellung unterstützt.

Autonome Fahrzeuge fahren Karosserien durch die Produktion. Mit dieser Alternative zum Fließband steigert Audi die Produktivität um 20 %.  Foto: Audi AG

Im Werk in Neckarsulm hat Audi das Fließband schon abgeschafft – der Sportwagen R8 entsteht in modularer Montage. Als nächstes testet Audi sie im ungarischen Motorenwerk in Györ. Waltl: „Sie stellt also keine Zukunftsmusik mehr dar.“ Bei den Konkurrenten Daimler und BMW sind vergleichbare Pläne hingegen nicht bekannt. Audi positioniert sich als Vorreiter.

Produktivität steigt um 20 %

Der Umstieg auf Montageinseln sorgt für deutlich höhere Produktivität. Ist eine Station nicht erforderlich, lässt sie das Fahrzeug aus. „Der Kunde in Afrika hat keine Sitzheizung bestellt, also umfährt das Fahrzeug diese Einbaustation“, sagt Rusitschka. Bei Zweitürern seien die Türdichtungen schneller montiert als im Viertürer. „Das Fahrzeug verlässt die Station schneller, die gesamte Auslastung wird höher – am Ende des Tages haben wir mehr Fahrzeuge produziert.“ Waltl rechnet mit rund 20 % mehr Produktivität: „Wir würden´s nicht machen, wenn´s teuer wäre.“

Verzicht auf Fließband entlastet Mitarbeiter

Auch die Mitarbeiter profitieren von den Montageinseln. Jeder Fabrikarbeiter „weiß, was für ein Stress entsteht, wenn man taktgebunden arbeiten muss“, sagt Waltl.

Tschüss, Fließband. Weil heutzutage quasi keine zwei Fahrzeuge mehr identisch vom Band laufen, verabschiedet sich Audi von der klassischen Produktionsmethode.  Foto: Audi AG

Während an manchen Bändern im VW-Konzern ein 60-Sekunden-Takt gefahren wird, können auf den Montageinseln auch alte und behinderte Mitarbeiter mithalten. Niemand muss mehr befürchten, die Anderen aufzuhalten. Rusitschka: „Psychologen sagen, das ist positiv für die Gesundheit der Mitarbeiter.“

In nur vier Stunden lässt sich der Elektrolaster Charge von nur einer Person montieren. Mit diesem Truck, der leicht, leise und umweltfreundlich ist, will der Unternehmer Denis Sverdlov den britischen Lkw-Markt von hinten aufrollen. ” 2017 soll der Charge in unterschiedlichen Größen gebaut werden. Mehr dazu finden Sie hier.

Von Patrick Schroeder
Quelle: http://www.ingenieur.de/Themen/Industrie-40/Audi-ersetzt-Fliessband-200-Montageinseln vom 28.11.2016

Zivile Jet-Triebwerke | Produktion in China

So will China seine eigene Triebwerksindustrie aufbauen

China fertigt seit langem Düsentriebwerke für Militärflugzeuge. Einen nennenswerten zivilen Triebwerksbau gibt es bisher aber nicht. Genau diese Lücke soll der neue Staatskonzern AECC schließen. Das könnte für westliche Hersteller erhebliche Einbußen bedeuten.

Präsentation der Comac C919

Präsentation der Comac C919 Ende 2015: Das erste in China entwickelte Verkehrsflugzeug fliegt noch mit westlichen Triebwerken. Jetzt hat China einen Konzern gegründet, der auch zivile Jet-Triebwerke entwickeln und produzieren soll.

Foto: Comac

Die Gründung der Aero Engine Corporation of China, kurz AECC, war ein Paukenschlag. Ausgestattet mit 6,7 Milliarden Euro Stammkapital beschäftigt das Unternehmen vom Start weg 96.000 Mitarbeiter und soll dafür sorgen, dass China seine zivilen Passagierflugzeuge und auch Militärmaschinen nicht länger mit Triebwerken aus dem Ausland ausrüsten muss.

Der neue chinesische Triebwerkskonzern bündelt eine ganze Reihe chinesischer Unternehmen, die bisher militärische Triebwerke entwickelt und gebaut haben. Auch Zulieferer gehören zu dem Konzern.

Die enge Verflechtung mit dem chinesischen Flugzeugbau zeigt sich auch in der Besitzstruktur. Neben der Zentralregierung haben sich auch die beiden Staatskonzerne Aviation Industrie Corporation of China (AICC), ein auf den Flugzeugbau und Wehrtechnik konzentriertes Unternehmen, sowie der Flugzeughersteller  Commercial Aircraft Corporation of China (Comac) an dem neuen Triebwerkskonzern beteiligt. Comac hatte erst im November 2015 das erste komplett in China entwickelte Passagierflugzeug C919 präsentiert.

Zivile Triebwerke bezieht China bislang aus dem Westen

Doch warum investiert China nun so viel Geld in den Aufbau einer eigenen Triebswerksindustrie? China will unabhängiger werden vom Ausland. Seit den 1950-er Jahren werden in China militärische wie auch zivile Flugzeuge hergestellt, die aber über lange Jahre nur Lizenzproduktionen russischer Muster waren. Inzwischen entwickelt und baut China aber auch selbst militärische Kampf- und Transportflugzeuge. Zumindest für deren Triebwerke ist das Land aber nach wie vor auf russische Hilfe angewiesen. Die Militärflugzeuge China fliegen vor allem mit russischen Triebwerkern, die zivilen Maschinen mit westlicher Technik.

Das soll sich nun möglichst schnell grundlegend ändern.

Comac-Techniker mit einem Triebwerk für das chinesische Verkehrsflugzeug C919: Es wird noch wenigstens zehn Jahre dauern, bis China auf eigene Triebwerke für Passagierflugzeuge zurückgreifen kann.

Foto: Comac

 

Bei zivilen Jet-Triebwerken hat China bisher ganz auf westliche Motoren gesetzt. Das erste chinesische Düsenverkehrsflugzeug, die ARJ21-700, wird von zwei Triebwerken des amerikanischen Herstellers General Electric angetrieben. Das von Comac vorgestellte Passagierflugzeug C919 ist mit zwei Triebwerken von CFM International ausgestattet, einem Joint Venture von General Electric aus den USA und Snecma/Safran aus Frankreich.

Kaum Know-how für zivile Triebwerke

Allerdings muss AECC nun erst einmal erhebliche Entwicklungsarbeit leisten, denn Erfahrungen haben die chinesischen Ingenieure derzeit vorrangig mit Triebwerken für Militärjets. Doch Jet-Motoren für Militär- und Verkehrsflugzeuge haben wenig Ähnlichkeiten.

Militärische Triebwerke sind in der Regel auf eine höchstmögliche Leistung ausgelegt, die aber nur über kurze Zeit erbracht werden muss. Zivile Triebwerke dagegen müssen eine hohe Leistung über lange Zeit bringen. Wie stark der Unterschied tatsächlich ist, belegt das Beispiel des britisch-französischen Überschallflugzeugs  Concorde. Die beiden Betreiber, Air France und British Airways, flogen mit ihren kleinen Concorde-Flotten weit mehr Stunden Überschall im Jahr als die gesamte amerikanische Luftwaffe.

Die chinesischen Flugzeugbauer wollen unabhängiger werden von ausländischen Zulieferern und bauen deshalb eine zivile Triebwerkproduktion auf.

Foto: Comac

 

Die chinesischen Ingenieure müssen also bei der Entwicklung ziviler Motoren mehr oder weniger von vorne anfangen. Das bedeutet, dass es lange Jahre dauern wird, bis diese Motoren im Linienbetrieb von Fluggesellschaften fliegen werden. Unter Ausklammerung von Prototypen können das leicht zehn Jahre sein – in denen aber die großen westlichen Triebwerkhersteller ihre Motoren weiter verbessern werden.

Dass China trotzdem das kostspielige Vorhaben einer eigenen Entwicklung ziviler Triebwerke eingeht, hat wirtschaftliche und politische Gründe. Politisch verspricht sich China einen erheblichen Prestigegewinn, wenn das Land am Weltmarkt nicht nur als Flugzeugbauer auftritt, sondern diese Flugzeuge auch von chinesischen Treibwerken bewegt werden.

Zahl von Flugzeugen wird stark zunehmen

Wirtschaftlich spielt eine wesentliche Rolle, dass der hohe Importbedarf an Triebwerken auf die Dauer doch eine beträchtliche Belastung darstellt. China betreibt heute schon mehrere tausend Verkehrsflugzeuge. Und Boeing rechnet damit, dass in den nächsten 20 bis 30 Jahren weitere 6000 Maschinen hinzukommen werden. Nach Prognose der Unternehmensberatung Ascend aus London wird die Zahl von Flugzeugen weltweit bis zum Jahr 2035 um 81 Prozent auf 49.940 wachsen. Und von diesem wachsenden Markt wollen die Chinesen größere Anteile erobern.

Die Triebwerke selbst für ein nur zweimotoriges Verkehrsflugzeug kosten aber bereits mehrere Millionen Dollar. Die westliche Motoren, die heute die in China zugelassenen Verkehrsflugzeuge antreiben, lassen sich theoretisch durchaus nachbauen. De facto aber geht es bei den Triebwerken keineswegs nur um die Hardware, sondern genauso um die Software. Und die ist den Chinesen bisher weitgehend verschlossen geblieben.

Das sind die zehn größten Flugzeug- und Triegwerkhersteller der Welt.

Von Peter Odrich

 

Quelle: http://www.ingenieur.de/Themen/Flugzeug/So-China-eigene-Triebwerksindustrie-aufbauen vom 31.10.2016

 

Werkstoff: Graphen

Super lässt sich steigern

Das Wundermaterial Graphen lässt sich jetzt wie Eisen magnetisieren. Wasserstoffatome machen das möglich. Ist damit auch ein neuer digitaler Speicher geboren?

13.05.2016, von Manfred Lindinger

© S. M. Hollen & J. A. Gupta, Science, AAS Auf dem hexagonalen Graphengitter sitzen Wasserstoffatome, die mit ihren Spins Ferromagnetismus (blaue Pfeile) oder Antiferromagnetismus (braune Pfeile) hervorrufen.

Einlagige Graphitschichten, sogenanntes Graphen, zeichnen sich durch exzellente mechanische, elektrische und optische Eigenschaften aus. Der häufig als Wundermaterial titulierte Stoff lässt sich mittlerweile sogar in einen Supraleiter verwandeln. Einzig der Magnetismus hat bislang im Repertoire der Materialeigenschaften gefehlt. Nun ist es einer spanisch-französischen Forschergruppe gelungen, diese Lücke mit Wasserstoffatomen zu schließen.

Manfred Lindinger Folgen:

Bei Graphen handelt es sich um eine zweidimensionale Substanz. Die Kohlenstoffatome sind ähnlich wie beim Graphit in einer Wabenstruktur miteinander verknüpft. Sie bilden auf diese Weise ein ausgedehntes, nur eine Atomlage dünnes hexagonales Gitter. Damit Graphen magnetisch wird, müssen einzelne Elektronenspins (Eigendrehimpulse) vorkommen. Die Valenzelektronen in den Atomorbitalen der gekoppelten Kohlenstoffatome treten jedoch immer nur paarweise auf, wodurch kein resultierendes magnetisches Moment entsteht. Graphen ist deshalb im Normalzustand unmagnetisch. Es wird nur in einem extrem starken Magnetfeld diamagnetisch.

Magnetismus in Graphen hervorrufen

Seit einigen Jahren gibt es Versuche, Magnetismus in Graphen hervorzurufen. Dazu bombardiert man die zweidimensionale Kohlenstoffmodifikation mit Atomen, die einzelne Atome aus dem Graphenverbund herausschlagen. Zwar lassen sich mit diesem recht brachialen Verfahren ungepaarte Elektronenspins mit magnetischen Momenten erzeugen. Ferromagnetismus, wie man ihn von magnetisiertem Eisen her kennt, ließ sich auf diese Weise allerdings bislang nicht bewirken.

Magnetisches Graphen © CIC Nanogune Madrid Vergrößern Ein Wasserstoffatom leuchtet auf einer Graphenoberfläche.

Einen eher sanften Ansatz verfolgt Iván Brihuega von der Universidad Autónoma de Madrid mit seinen Kollegen. Die Forscher machen sich den Umstand zu nutze, dass ein Wasserstoffatom, das mit einem Kohlenstoffatom verbunden ist, sein schwaches magnetisches Moment an seinen Bindungspartner überträgt. Untersuchungen haben gezeigt, dass die magnetische Wirkung des Wasserstoffs für atomare Maßstabe recht weit streut. Das führt dazu, dass die Kohlenstoffatome in Graphen das magnetische Moment eines gebundenen Wasserstoffatoms in ihrer Nähe spüren.

Brächte man nun weitere Wasserstoffatome auf eine Graphenoberfläche, so die Idee von Brihuega und seinen Mitarbeitern, ließe sich das zuvor unmagnetische Material in einen Magneten verwandeln. Dabei kommt es allerdings auf den Abstand der gebundenen Wasserstoffatome untereinander an. Ist er zu groß, ist die Gefahr groß, dass sie auf verschiedenen Untergittern der hexagonalen Wabenstruktur des Graphens sitzen. Dann können sie sich nicht entsprechend verstärken, und es tritt kein Magnetismus auf.

Eigendrehimplus entwickelt magnetisches Moment

Es kommt deshalb darauf an, die Wasserstoffatome möglichst exakt zu plazieren, wozu man üblicherweise ein Rastertunnelmikroskop verwendet. Das Instrument lässt sich wie eine Pinzette für Atome nutzen. In ihrem Experiment haben Brihuega und seine Kollegen eine Graphenprobe zunächst bis auf minus 268 Grad gekühlt und dann behutsam mit Wasserstoff bedampft. Die tiefe Temperatur bewirkte, dass die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome keine störenden Wärmebewegungen ausführten. Mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops schoben die Forscher die Wasserstoffatome an die gewünschte Stelle im Graphen. Mit ihrer Sonde konnten sie jeden Arbeitsschritt verfolgen und untersuchen, wie sich dabei die elektrischen und magnetischen Eigenschaften der Probe veränderten.

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Dort, wo sich ein Kohlenstoffatom mit einem Wasserstoffatom verbunden hatte, entstand ein ungepaartes Elektron, dessen Eigendrehimplus ein magnetisches Moment entwickelte. Plazierte man ein weiteres Wasserstoffatom in seiner Nachbarschaft, begannen die beiden Elektronenspins magnetisch miteinander zu interagieren und sich zu verstärken. Mit jedem hinzugefügten Wasserstoffatom wurde der Effekt stärker, und es bildete sich tatsächlich ein ferromagnetischer Bereich im Graphen, wie die Forscher in der Zeitschrift „Science“ berichten. Die magnetischen Momente der Wasserstoffatome zeigten in ein und dieselbe Richtung.

Waren die Wasserstoffatome des leichtesten Elements auf verschiedenen Untergittern verteilt, trat eine antiferromagnetische Ordnung auf. Die magnetischen Momente waren nun nicht mehr exakt parallel zueinander orientiert. Der Magnetismus schwächte sich ab oder verschwand vollständig, wenn sie antiparallel ausgerichtet waren. Durch gezieltes Verschieben der Wasserstoffatome auf dem Graphengitter konnten die Forscher den Magnetismus ein- und ausschalten. Da man Elektronenspins beispielsweise zum Speichern von Informationen nutzt, könnte man Graphen schon bald als digitalen Speicher nutzen.

Quelle: http://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-mehr/magnetisches-graphen-digitaler-speicher-der-zukunft-14212544.html vom 13.05.2016