Montage

1.: Mechanik (Dampfkraft, Wasserkraft, Dampfmaschine, Webstuhl )

2.: Elektrik (elektrische Energie, Fliessfertigung, Ford)

3.: Automatisierung (Office IT, SPS, Desktop PC, Internet)

4.: Vernetzung (CPS)

Etwas greifen, bewegen und an einem bestimmten Ort ablegen
Durch Handhaben wird die Position oder Lage von Gegenständen geändert.

Zusammenfügen mehrerer Teile oder Baugruppen zu einem System höheren Komplexitätsgrades in einer bestimmten Stückzahl je Zeiteinheit

- Je nach Produkt 50 bis 70% der Gesamtfertigungszeit
- Maschinenbau: 20 –45%
- Fahrzeugbau: 30 –50%
- Elektro-und Feinwerktechnik: 40 – 70%

- Zunehmender Individualismus (Bsp. Auto, Nike Schuhdesigner, handgemachte Schuhe, usw.)
- Produktspektrum wird immer breiter, Variantenvielfalt steigt
- stetige Verkürzung der Produktlebensdauer
- Zwang zur Just in time-Lieferung
- Globalisierung führt zu extremen Wettbewerbssituationen

- Losgrössenreduzierung
- Standardisierung von Komponenten der Montageanlagen
- Optimales Verhältnis zwischen Investitionen und Personalkosten
- Ausgeglichener Arbeitsinhalt in Montagelinie -> ProcessBalancing
   –Beispiel: Bottleneck, langsamster Schritt in der Kette, Wartezeiten und Unproduktivität
- Vermeidung unnötiger Bewegungen von Montageobjekt, Mensch und Montagemittel (Prinzipien Lean Production)

- manuelle Montage

- hybride Montagesysteme

- automatisierte Montage

- Integration der Teilefertigung in die Montage

- Montagevorgänge werden von Hand durch den Menschen ausgeführt

- Mensch steht im Mittel des Herstellungsprozesses (Eigenschaften v. Mensch: Einsatz der Hände / Fingerfertigkeit / Geschicklichkeit / Sinnesorgane / Intelligenz (z.B. kleine Korrekturen bei Massabweichungen, Roboter könnte es nicht) / Leistungsfähigkeit (Arbeitsplatz-und Raumgestaltung, Klima, Lärm, Betriebsklima, persönliche Verfassung)

- Ergonomische Arbeitsplatzgestaltung ist eine Verpflichtung des Arbeitgebers (Dauerhafte Erhaltung der Arbeitsleistung ohne gesundheitliche Schäden / Ermüdungsgrad senken / Ausschussquoten senken / Erleichterung der Arbeit durch Einsatz von Hilfsmitteln, z.B. Werkzeuge wie Schrauber, Vorrichtungen und Lehren)

- Arbeitssicherheit muss immer gewährleistet sein

(manuelle Montage) 

- Das erste Produkt eines Loses wird schrittweise zusammengebaut
- Das nächste Produkt wird erst begonnen, wenn alle Montagevorgänge am ersten Produkt ausgeführt sind

- Einsatzgebiet vor allem industrielle Produkte, wie Maschinen, Anlagen, Motoren, Getriebe und Grosshaushaltsgeräte –Grundfläche > 1500 cm²
- Im Kleingerätebereich dann, wenn Arbeitsinhalt gross und Produktionsvolumen gering ist

(manuelle Montage) 

- Arbeitsplatz wird mit definiertem Satz gleicher Teile bestückt
- Durchführung des ersten Montagevorganges an allen aufgelegten Produkten
- Nächster Montagegang erfolgt, wenn vorhergehende Vorgänge an allen Produkten ausgeführt worden sind

- Einsatzgebiet vor allem Elektronische Baugruppen, Feinwerktechnische Geräte, Kleinhaushaltsgeräte –Grundfläche < 250 cm²

(manuelle Montage) 

- Einfachste Form der Montage
- Alle Montagevorgänge zur Herstellung eines Produktes werden nacheinander an einem Arbeitsplatz durchgeführt
- Arbeitsplatz und Arbeitskraft sind stationär
- Arbeitsplatz in der Regel eingerichtet für ein Produkt einschliesslich seiner Produktvarianten

(manuella Montage)

- Vorteile:
  –Geringer Planungsbedarf
  –Grosse Flexibilität bei Veränderungen von Stückzahlen und Typen
  –Störungen haben keinen Einfluss auf andere Arbeitsplätze

- Nachteile:
  –Arbeitsplätze bei geringer Auslastung nur sporadisch im Einsatz (Flächenbedarf)
  –Bei steigendem Produktionsvolumen müssen weitere identische Arbeitsplätze incl.   Montagevorrichtungen eingerichtet werden (Kapitalbedarf)

- Vorteile:
–Reduzierte Prozesszeiten durch Wiederholung einzelner Montageschritte
–Weniger Werkzeugwechselzeiten
–Kleinteile (Schrauben, Scheiben) können in Mengen (handvoll) gegriffen werden -> spart Hinlang-und Bringbewegungen
–Vereinfachter Bewegungsablauf
–Hoher Übungsgrad
–Verbesserte Montagequalität durch Bewegungswiederholung
–Produktivitätssteigerungen gegenüber stückweiser Montage vonbis zu 40% erreichbar

- Nachteile:
–Höhere Investitionen zur Ausrüstung des Arbeitsplatzes

- Mitarbeiter verbleiben nicht am Platz
- Verschieben eines Montageschlittens mit Werkstück von einer Montageoperation zur nächsten
- Häufig U-förmige Linien (Start und Endpunkt der Montage möglichst nah zusammen)
- Ziele:
  –Reduzierung der Fertigungskosten
  –Reduzierung der Bestände –keine Zwischenlager oder Puffer
  –Reduzierung der Fertigungs-und Montagefehler

(manuelle Montage) 

- Kurze Greifwege (20 bis 40 cm)
- Optimale Greifhöhe
- Guter Situationsüberblick –alle Tätigkeiten im ergonomisch günstigen Blickwinkel
- Weniger Ermüdung der Mitarbeiter
- Effiziente Arbeitsweise
- Hohe Qualität
- Geringer Flächenbedarf (U-Form)
- Hohe Flexibilität durch modular aufgebaute einfache Stationen

•Produkte mit hoher Komplexität und hohem Produktionsvolumen pro Zeiteinheit
•Einzelarbeitsplätze nicht mehr wirtschaftlich –Verkettung von Arbeitsplätzen mit definierter Zeitvorgabe je Station
•Anordnung der einzelnen Montagearbeitsplätze entspricht der Montagereihenfolge
•Anforderung: möglichst gleicher Zeitinhalt pro Arbeitsplatz
•Unterscheidung durch Förderung des Montageobjektes
•Unterscheidung durch Form und Anordnung der Arbeitsstationen
•Unterscheidung durch Flussprinzip

•Manuelle Förderung des Montageobjektes
•Mitarbeiter gibt Montageobjekt manuell weiter
•in der Regel werden Zwischenpuffer eingesetzt

(manuelle Montage) 

•Vorteile:
–Kostengünstig, keine Investitionen für Fördermittel
–Einfach durchzuführen -> neue Mitarbeiter lernen schnell
–Durch Zwischenpuffer -> kurzzeitige Störungen oder Leistungsschwankungen einzelner Mitarbeiter wirken sich nicht sofort auf Gesamtleistung aus

•Nachteile:
–Hoher Zeitaufwand für manuelle Förderung
–Durch Zwischenpuffer wird Kapital gebunden (Work in Process–WIP)
–Durch Zwischenpuffer wird die Durchlaufzeit verlängert

•Werkstückträger wird von Hand durch Mitarbeiter weitergeschoben
•Werkstückträger wird in definierter Montagelage gebracht
•Werkstückträger nehmen Montagekräfte auf

•Einsatz von Werkstückträgern (WT) -> Förderung mit Band
•WT muss genau positioniert werden und Montagekräfte aufnehmen
•WT wird am Arbeitsplatz mit Stoppvorrichtung angehalten
•Zwischen Arbeitsplätzen Zwischenpuffer durch Auflaufen mehererWT’smöglich

•Vorteile:
–Kurze Durchlaufzeiten des Montageobjektes
–Keine Nebentätigkeiten durch manuelles Fördern des Montageobjektes
–Einzelne Teilabschnitte können später automatisiert werden
•Nachteile:
–Einsatz grosser Anzahl von Werkstückträgern –Kosten
–Geringe Flexibilität bei Stückzahlschwankungen und hoher Variantenvielfalt
–Schnelle Auswirkung von Störungen einzelner Stationen auf Gesamtausbringung
–Teilweise schwieriger Taktausgleich

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..

(manuelle Montage)

Werkstücke bewegen sich in einer Hauptrichtung 

(manuella Montage) 

Werkstücke werden über Bypass ausgeschleust

(manuelle Montage)

•Feste Verkettung:
–Zusammenschaltung von Montagestationen ohne Speicher für Basisteile oder Werkstückträger
–Weitergabe aller Montageeinheiten erfolgt zeitsyncron
–Vorteile: kurze Durchlaufzeiten, keine Zwischenpuffer
–Nachteile: Störung an einer Station legt sofort ganze Linie still

•Lose Verkettung:
–Zusammenschaltung von Montagestationen über Zwischenspeicher
–Weitergabe erfolgt nicht zeitsyncron
–Warteplätze vor jeder Station
–Vorteile: bei Störung an einer Station kann an allen anderen Stationen weitergearbeitet werden
–Nachteil: Zwischenpuffer mit Material, längere Durchlaufzeiten

•Kombinierte Verkettung
–Aneinanderreihung von Montageabschnitten mit fester Verkettung über Zwischenspeicher
–Kompromiss zwischen fester und loser Verkettung

•Hohe Investitionskosten
•Bei Investitionskosten oft Planungskosten,Test-und Anlaufkostennicht genügend berücksichtigt
•Höhere Betriebskostenz.B. zusätzliche Kosten für Energie sowie Wartung und Instandhaltung der Automaten nicht hinreichend berücksichtigt
•Indirekte Betriebskosten z.B. zusätzliche Schutzeinrichtungen oft nicht berücksichtigt
•Niedriger Wiederverwendungswert hochautomatisierter Anlagen

•Vertriebsprognosentreffen nicht zu
•Gesamtverfügbarkeitverketteter Anlagen wird nicht (richtig) berechnet
•Fehleinschätzungder Variantenvielfalt
•Fehleinschätzungder Lebenszyklen
•Schrumpfende Seriengrössen

•Kombination aus Handarbeitsplätzenund Automatikstationen

•Parallele Ausführung von manuellen und automatischen Montageprozessen

•Liegen zwischen Manueller und Automatischer Montage

(je nach Automatisierungsgrad sinken Montagezeiten im Vergl. zur manuellen Ausführung um bis zu 60%) 

•Gut geeignet für Montage von Kleingeräten im mittleren Stückzahlbereich undmittlerer bishoher Variantenvielfalt
•Wichtige Faktoren sind auch:
•Arbeitsinhaltder Montagevorgänge
•Komplexitäteinzelner Fügevorgänge

•Viele Montagesysteme ohne manuelle Mitarbeit nicht funktionsfähig
•Lernfähigkeit, Sensibilitätund Beweglichkeitvon Händen und Armen vielfach technisch noch nicht ersetzbar
•diffizile Justiervorgänge
•Handhabung sehr empfindlicher Teile
•Komplexe Sichtkontrollen
•Schwierigere Funktionsprüfungen
•…werden oft manuell durchgeführt

•Basiszur Planung ist die rein manuelle Montage
•Bestimmung des Automatisierungsgrades so, dass Kundenbedarf abgedeckt werden kann (unter Berücksichtigung von Marktanalysen)
•Wenn Marktanforderungen steigen: Automatisierungsgradkann stufenweise erhöht werden
•BeiProduktänderungen: können durch Einschiebenoder Austauschenstandardisierter Systemkomponenten realisiert werden

•systembedingte zeitlicheKopplung Mensch –Automat
•Kann durch Pufferelementezwischen manuellen Arbeitsplätzen und Automatikstationen vermiedenoder gelockertwerden
•Dann erfolgt Weitergabedes Montageobjektes nicht taktgebunden durch den Menschen

•Menschenhaben vielfältige Fähigkeiten im Sinne der Wertschöpfung am Produkt
•Es sind angemessene Arbeitsinhalte wie z.B. Überwachungsfunktionenfür die Mitarbeitenden zu sichern
•Es sollen keine Wartezeiten undkeine Stresssituationen(durch den Automatentakt) für den Menschen entstehen
•(möglichweise notwendig Entkoppelungder manuellen Arbeitsplätze vom Rhythmus der automatisierten Stationen)
•Unbedingt verhindern, dass Mensch Lückenbüsseroder zum Anhängsel derAutomatisierung degradiert wird

Flexibilität
•hohe Stückzahlflexibilität –je nach Auftragsvolumen kann mit einem oder mehreren Mitarbeitenden gearbeitet werden
•Erst bei erhöhten Marktvolumina wird nächste Ausbaustufe realisiert -> Gefahr einer Fehlinvestition wird minimiert
•viele Produktvarianten und kleine Lose wirtschaftlich herstellbar
•Standardisierte Systemkomponenten (produktneutraler Aufbau) können oft weiterverwendetwerden

Investitionen
•Meist geringerbis mittlerer Investitionsbedarf
•Bei wachsendem Volumen kommendie Investitionenerst dann, wenn sie notwendig sind
•Wirtschaftlich interessant (genau zu prüfen bei Überlegung von Produktionsverlagerungen in Niedriglohnländer)
•Standardisierte Systemkomponenten (produktneutraler Aufbau) können oft nach Auslauf eines Produktes weiterverwendetwerden

Sonstige Vorteile
•geringer Platzbedarf
•Manuelle Montagevorgänge können parallelzu automatisiertenlaufen (ohne Taktzeitverluste)
•Satzweise Montage möglich –wirtschaftlich interessant
•Montagestückkostenweitgehend durch variable Kosten bestimmt (Personalanteil)
•trotz hoher Rationalisierung werden Menschen beschäftigt