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MATVAR - Materialflusssysteme für variable Fertigungssegmente im dynamischen Produktionsumfeld

vom BMBF über das PFT gefördertes Verbundprojekt im Rahmen des Programms „Produktion 2000“

 

Ausgangssituation


Die zu Projektbeginn eingesetzten starren Produktions- und Materialflusssysteme sind aufgrund mangelnder Umbau- und Umrüstflexibilität nicht oder nur mit hohem zeitlichen und finanziellen Aufwand umrüstfähig. Den sich dynamisch ändernden Anforderungen aufgrund schneller Produktlebenszyklen, den ständig sich ändernden Zulieferbedingungen und hoher Variantenvielfalt bei kleiner werdenden Losgrößen entsprechen sie nicht.

Zielsetzung und Aufgabenstellung

Ziel des Forschungsvorhabens MATVAR ist es, flexible Materialflusssysteme für variable Fertigungsstrukturen im dynamischen Produktionsumfeld zu erarbeiten. Hierbei ist die Strukturierung von Fertigungen in Segmenten oder Inseln unter praxisrelevanten Bedingungen, wie zum Beispiel ortsfeste Maschinen oder unteilbare Kapazitäten, technisch zu realisieren. Anhand dieser Realisierungen sind Anforderungen an die innerbetriebliche physische und informatorische Logistik abzuleiten, um die Entwicklung der Materialflusskomponenten innerhalb des Forschungsvorhabens zielgerichtet und anwenderbezogen durchführen zu können.

Ergebnisse:

Stufenweise automatisierbares Leichtkransystem

Aufgabe am Lehrstuhl fml ist es, zusammen mit den Projektpartnern MDC, OBTec und HBC, auf Basis des Kranbaukastens KBK, einen rüstflexiblen, gut einpassbaren Leichtkran als Baukastensystem zu entwickeln. Dieses ist in verschiedenen, dem Anwendungsfall anpassbaren Automatisierungsstufen einsetzbar. So lässt sich ein handgesteuerter Kran schrittweise über automatisierte Leer- und Lastfahrten bis hin zu einem vollautomatischen Materialflusssystem aufrüsten. Die Umsetzung eines Baukastens nicht nur in Mechanik, sondern auch in Elektrik, Steuerung und Programmierung ist mit einem dezentralen Steuerungskonzept möglich. Grundlage dafür ist der Einsatz von busfähigen Komponenten.

 
 

 

Transportieren lassen sich geschlossene Behälter, neben Kunststoff-Großladungsträgern bis 500kg und Gitterboxen bis zu 1t auch VDA-Kleinladungsträger im Bereich bis 50kg. Entsprechende formschlüssige, intelligente und automatisierte Lastaufnahmemittel sind entstanden.

Sie sind auch erforderlich, um einen Lastabsturz zu verhindern. Automatisierte Transporte über Personen hinweg erfordern neue Wege beim Thema Sicherheit. Einerseits werden Lasten nur transportiert, wenn sie sich in der höchsten Stellung befinden, andererseits gibt es für die Lastübergabe spezielle, abgesperrte und überwachte Übergabeplätze.

Letztlich kommt der Integration des entwickelten Leichtfördersystems in den innerbetrieblichen Materialfluss eine besondere Bedeutung zu: Die Kombination mit herkömmlicher Fördertechnik wie Rollenbahnen und Lagertechnik, aber auch mit flurgebundenen Fördergeräten wie z.B. Gabelstaplern wurde in der Pilotanlage realisiert. Für eine flexible Erweiterung der Anlage wurden die Grundlagen geschaffen.

Computergestützte Planung von Materialflusssystemen

Zusätzlich waren für die genannten Materialflusssysteme CAD- und Simulationsbausteine für eine rechnerintegrierte, einfache und schnelle Planung zu entwickeln. Die im entwickelten Planungswerkzeug implementierten Funktionalitäten erlauben ein schnelles Erstellen von Groblayouts und die Berechnung der statischen Auslastung der enthaltenen Materialflusssysteme. Bei einfachen Planungsprojekten hat der Planer somit ein Werkzeug an der Hand, um die Materialflusssysteme grob zu dimensionieren, ohne eine aufwendige Simulation durchführen zu müssen. Bei komplexeren Projekten kann er zu einem frühen Zeitpunkt erkennen, welche Planungsvarianten simulationswürdig sind. Für diese Varianten stehen ihm dann bereits sinnvolle Modell- und Eingangsdaten zur Verfügung. Damit ist sowohl bei einfachen, als auch bei umfangreichen und komplexen Planungsprojekten ein beträchtlicher Zeitgewinn zu erzielen. Dieser eröffnet die Möglichkeit, mehr Planungsvarianten zu verfolgen bzw. detaillierter zu betrachten, und erhöht dadurch die Planungssicherheit.

 


 

Abschlussbericht

Günthner, W. A., Reinhart, G. (Hrsg.)
Abschlussbericht: MATVAR - Materialflusssysteme für variable Fertigungssegmente im dynamischen Produktionsumfeld
München: Herbert Utz Verlag, 2000, ISBN: 3-89675-927-2
S. 1-248

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Boltzmannstraße 15
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