Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wann sich Automatisierung lohnt

28.06.2002


Sollen Abläufe in der Fertigung optimiert werden, stellt sich meist die Frage "Handarbeit oder Automatisieren?" Auf der Suche nach dem Königsweg hilft die Automatisierungspotenzial-Analyse. Die rechnergestützte Methode erlaubt es, in sehr kurzer Zeit das Automatisierungspotenzial einer Montageanlage unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten abzuschätzen.

Rezepte und Strategien, die Produktivität zu steigern und damit Herstellungskosten zu senken, gibt es zahlreiche, allgemeingültige nur wenige. Die Struktur von Arbeitsprozessen zu verändern ist ein erfolgversprechendes Mittel, die Höherautomatisierung von Montageanlagen ein weiteres. Letzere "allerdings nur, wenn sie sinnvoll ist", betont Jochen Spingler vom Fraunhofer IPA. "Mit Automatisierung lässt sich viel erreichen. Ein Allheilmittel ist sie jedoch ganz sicher nicht", erklärt der Gruppenleiter Montagesysteme. Gemeinsam mit seiner Teamkollegin Katharina Beumelburg hat er eine Methode entwickelt, die hilft, den Königsweg zu finden. Ihr Ziel war es, in kurzen Analysezeiträumen eine fundierte Aussage darüber machen zu können, ob und in welchem Umfang Automatisierungspotenziale in der Montage vorhanden sind. Rechnergestützt erfassen und klassifizieren die Stuttgarter Ingenieure nach dieser Methode die verschiedenen Alternativen unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten.

Der erste Schritt der Potenzialanalyse ist die technische Klassifizierung der manuellen Montageprozesse. Die einzelnen Arbeitsschritte werden chrakterisiert, gewichtet und mit Kennzahlen bewertet. Die Charakteristika berücksichtigen die technischen Möglichkeiten automatischer Anlagen, die Fähigkeiten der beteiligten Werker sowie eine ergonomische Arbeitsgestaltung. Darüber hinaus fließen Eigenschaften der Werkstücke, der Prozesse und der Materialbereitstellung ein. Zu den Werkstückmerkmalen zählen beispielsweise die Werkstücksteifigkeit oder die Zugänglichkeit des Fügeorts. Die Prozessmerkmale umfassen die Abläufe beim Fügen und Handhaben sowie ihre technischen Voraussetzungen. Bei der Materialbereitstellung wird bewertet, inwieweit die vorhandenen Einrichtungen automatisierungstauglich sind. Jedem Charakteristikum sind eine Gewichtung und verschiedene Ausprägungen zugeordnet. "Die Gewichtung beschreibt die Relevanz des Charakteristikums bei der Bewertung der Automatisierbarkeit des Prozesses", erklärt Katharina Beumelburg. "Sie bewirkt, dass bei den folgenden Berechnungen Kriterien, die einen großen Einfluss auf die Automatisierbarkeit haben, stärker berücksichtigt werden als solche mit geringer Wichtigkeit", fährt sie fort.

Die Ausprägungen beispielsweise des Charakteristikums "Werkstücksteifigkeit" sind "biegeschlaff", "elastisch" und "starr". Die Zuteilungsfaktoren für diese Ausprägungen bewerten die Fähigkeiten und Fertigkeiten von Mensch und Maschine auf einer Scala von null gleich "ungeeignet" bis drei für "sehr gut geeignet". In einem Prozess "Montage eines biegeschlaffen Kabels" bekäme der Mensch den Zuteilungsfaktor drei, eine automatische Anlage den Faktor eins zugewiesen. Das Bewertungssystem beruht auf Machbarkeitsuntersuchungen, ergonomischen Kennzahlen und Erfahrungswerten. Ein datenbankbasiertes Tool verknüpft die Zuordnungsfaktoren für die einzelnen Ausprägungen mit den Gewichtungen der Charakteristika und berechnet die Eignungsgrade für die manuelle und die automatische Montage. Aus der Relation dieser Eignungsgrade ergibt sich dann der Automatisierungseignungsgrad (AEG).

"Nimmt der Automatisierungseignungsgrad einen Wert über eins an, empfiehlt es sich in der Regel zu Automatisieren", sagt Jochen Spingler. "Für diese Prozesse führen wir anschließend eine Wirtschaftlichkeitsanalyse durch", ergänzt er. Dabei stützen sich die Stuttgarter Wissenschaftler auf eine Datenbank, die Prinzipienlösungen für die Automatisierung und Grobschätzungen der zugehörigen Investitionsvolumina enthält. Für jedes Szenario ist es außerdem möglich, relativ genau den Retur-on-Investment und die Amortisationszeiten einer Anlage anzugeben. Die "IPA-Automatisierungspotenzial-Analyse" hat sich bereits in mehreren Beratungsprojekten bewährt. Besonders positiv bewerteten die Projektpartner die Transparenz und die konkreten Zahlenwerte, die das Verfahren bietet.


Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:

... mehr zu:
»Prozess

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. Jochen C. Spingler, Telefon 0711/970-1202, Telefax 0711/970-1006, E-Mail jos@ipa.fhg.de
Dipl.-Wirt.-Ing. Katharina Beumelburg, Telefon 0711/970-1306, Telefax 0711/970-1006, E-Mail kab@ipa.fhg.de

Dipl.-Ing. Michaela Neuner | idw

Weitere Berichte zu: Prozess

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Staubarmes Recycling wertvoller Rohstoffe aus Elektronikschrott
16.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Mikrostrukturen mit dem Laser ätzen
25.10.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie