Produktionsmanagement I Arbeitsvorbereitung / Arbeitsplanung

Transcription

Vorlesung 6
Produktionsmanagement I (Prof. Schuh)
Produktionsmanagement I
- Anhang 6 -
Arbeitsvorbereitung / Arbeitsplanung
Vorlesungsbetreuer:
M. Phornprapha, M. Eng.
[email protected]
WZL, R. 504
Tel.: 0241-80-27383
© WZL
A6 Seite I
Vorlesung 6
Ausgangsteilbestimmung
Auftragsdaten
Werkstückdaten
Werkstoffdaten
Schmiedeteil
Bestimmung der
Rohform
Halbzeug
Auftragsstückzahl: < 3000
Auftragsstückzahl: > 3000
Stückzahl: 2
Ausgangsmaterial: Stange rund
Ermittlung der
Rohteildaten
345
Materialkatalog
60
Werkstoff: ST 50
Material: Stange rund, blank
Durchmesser[mm] Länge[mm]
• Material: Stange rund, blank
• Durchmesser: Ø = 60 mm
• Länge: L = 340 + 5
L = 345 mm
• Gewicht: G = 2,21 * 345/100
G = 7,6 Kg
Gewicht[Kg/100mm]
40
50
2000
2000
0,97
1,53
60
70
2000
2000
2,21
3,00
© WZL
Bild 1
Anmerkungen zum Bild:
Die Ausgangsteilbestimmung dient zur Festlegung von Rohform und Rohteildaten unter
Berücksichtigung der Anforderungen des Werkstücks anhand folgender Kriterien:
• technologische (Gestalt, Oberfläche, Werkstoff),
• wirtschaftliche (Stückzahl, Beschaffungs- und Bearbeitungskosten),
• zeitliche (Beschaffungszeit).
Die Ergebnisse dieser Planungsfunktion sind:
• Art/ Form des Ausgangsteils (z.B. Schmiedeteil, Flachstahl, Rundmaterial),
• Geometrie (z.B. Durchmesser, Länge, Höhe),
• Gewicht,
•...
A6 Seite 1
Vorlesung 6
Arbeitsvorgangsfolgeermittlung
• Auftragsdaten
• Rohteildaten
• verfügbare Fertigungsverfahren
• Werkstückdaten
Arbeitsvorgangsfolgebestimmung
Fertigungsablauf
Erläuterung
AVO 10: Sägen
Säge:
Ausgangsmaterial: Stange rund, mit Aufmaß zum
Planen
AVO 20: Ablängen und Zentrieren
Zentriermaschine:
Vorbedingung für:
AVO 30: Komplett Drehen
Drehmaschine:
Vorbedingung für:
-Drehen
-Bohren
-Gewinde schneiden
-Fräsen
-Schleifen
AVO 40: Bohren und Gewindeschneiden
Bohrmaschine:
2 Axialbohrungren M6 x 20 für die Befestigung eines
Deckels
AVO 50: Fräsen
Fräsmaschine:
Nuten fräsen für Paßfeder mit Paarung P9
AVO 60: Schleifen
Schleifmaschine:
Lagersitz auf Nennmaß schleifen
© WZL
Bild 2
Die Arbeitsvorgangsfolge, d. h. die Reihenfolge, durch die ein Stoff oder Körper über
schrittweise Verändern der Form und/ oder der Stoffeigenschaften vom Rohzustand in
einen Fertigzustand überführt wird, stellt für alle betroffenen Unternehmensbereiche die
wichtigste Information zur Herstellung eines Werkstücks dar.
A6 Seite 2
Vorlesung 6
Fertigungsmittelbestimmung
• Auftragsdaten
• Rohteildaten
• Werkstückdaten
Fertigungsmittelbestimmung für Arbeitsvorgang "Komplett Drehen"
Maschinenauswahl
KopierDaten des M
SpitzenM
NCM
Beispiels 1 drehmaschine 2 drehmaschine 3 drehmaschine
Kostenstelle/ Lohngruppe
-
360/08
360/08
360/07
max. Durchmesser [mm]
60
340
300
350
max. Länge [mm]
340
700
700
650
Prozess- M1
kosten
M2
M3
M2
M3
M1
Auftragsstückzahl
2
1
2
50
Werkzeugauswahl
150
100
Stückzahl
Kostenstelle:360
Lohngruppe :08
Werkzeugkatalog
Operation WerkzeugNr.
Längs1101
schruppen
Bezeichnung
Skizze
Inv.-Nr.
Schruppdrehmeißel
Längs-HM
1101
Schruppdrehmeißel
Plan-HM
1102
© WZL
Bild 3
Zu jedem Arbeitsvorgang im Arbeitsplan müssen die zur Ausführung erforderlichen
Fertigungsmittel/ -hilfsmittel (Maschinen, Vorrichtungen und Werkzeuge) bestimmt
werden.
Die Auswahl erfolgt dabei zuerst unter Berücksichtigung technischer Einflussgrößen
(z.B. Arbeitsraumabmessungen, Maschinengenauigkeit). Die Entscheidung zwischen
technisch möglichen Alternativen wird dann unter Berücksichtigung wirtschaftlicher
Kriterien vorgenommen. Dazu werden in der Regel nur die variablen Kosten berücksichtigt, die jedoch auch losfixe Kostenanteile (z.B. zur NC-Programmerstellung)
beinhalten können.
A6 Seite 3
Vorlesung 6
Vorgabezeitbestimmung
• Auftragsdaten
• Rohteildaten
• Werkstückdaten
Vorgabezeitbestimmung für den Arbeitsvorgang „Komplett Drehen“
Lfd.
Nr.
1
Arbeitsschritte
th
(min)
Einspannen
1. Einspannung
tn
(min)
0,30
2
3
Reitstock positionieren
rechte Seite komplett Drehen
1,08
0,15
1,60
4
5
Umspannen
Stufe Drehen
0,05
0,40
0,30
6
7
Werkzeugwechsel
Fase rechts Drehen
0,03
0,30
0,15
8
9
Werkzeugwechsel
Einstechdrehen
0,06
0,30
0,25
10
Ausspannen
Gesamt
1,22
0,15
3,90
Grundzeit
Verteilzeit (Zv = 12%)
5,12
0,61
Erholzeit (Zer = 8%)
Stückzeit (te)
0,41
6,14
2. Einspannung
X
= Arbeitsschritt
Arbeitsschritt 3 umfasst Längsdrehen,
Fase Drehen, Freistiche Drehen
Rüstzeit: tr = 4,6 min (Tabellenwert)
© WZL
Bild 4
Die Methoden zur Bestimmung der Vorgabezeiten haben einen unterschiedlichen
Genauigkeitsgrad. Gängige Verfahren sind:
• Schätzen (Erfahrungswerte),
• Verwenden von Planzeitwerten (Tabellen),
• Zeitaufnahme,
• Berechnen.
Die Haupt- und Nebenzeiten werden entweder pro Arbeitsvorgang bestimmt, oder es
erfolgt eine Feinplanung des Arbeitsvorgangs mithilfe von Teilarbeitsvorgängen (Arbeitsschritten), wobei die Zeiten dann pro Teilarbeitsvorgang ermittelt werden. Die Stückzeit
für den Arbeitsvorgang ergibt sich aus der Summe von Haupt- und Nebenzeiten der
Teilarbeitsvorgänge unter Berücksichtigung von Zuschlägen für die Verteil- und
Erholzeit.
A6 Seite 4
Vorlesung 6
Vorgabezeitberechnung eines Teilarbeitsvorgangs
Vorgabezeitberechnung „Stufe-Drehen“
Lfd.
Arbeitsschritte
Nr.
1
Anstellen
2
Stufendrehen
(Längsdrehen)
3
4
th
0,10
0,05
Zurückfahren
0,10
Messen
0,10
Gesamt
0,05
Hauptzeitberechnung (th):
(Formeln siehe Hauptzeittabelle)
th = π*D*L*i
f*vc*1000
tn
i = D-d
2*ap
D = 60; d = 45; L = 30
(Maße aus der Zeichnung)
ap = 7,5; f = 0,6; vc = 180
th ≈ 0,05 min
Nebenzeittabelle (Kst. 360)
Drehoperation
Anstellen
Längs
Plan
0,10
0,12
tn (min)
Rücklauf mm
Zurückfahren
Messen
50
100
150
200
tn (min)
1,10
0,11
0,12
0,13
Messlänge mm
50
100
150
200
tn (min)
0,10
0,11
0,12
0,13
0,30
Schnittwerttabelle Schruppen
Werkstoff: St50
Schneidstoff: P25
LängsPlandrehen
drehen
ap (mm)
8,0
6,0
{
f (mm)
0,6
0,5
vc (m/min)
180
160
© WZL
Bild 5
Für die Vorgabezeitermittlung eines Teilarbeitsvorgangs ist eine Aufgliederung des
Teilarbeitsvorgangs in Arbeitsstufen möglich. Die Haupt- und Nebenzeitermittlung erfolgt
dann pro Arbeitsstufe. In dem Beispiel wird die Ermittlung der Hauptzeit mithilfe einer
Hauptzeitformel (vgl. Übung) gezeigt, wobei die technologischen Daten einer
Schnittwerttabelle entnommen werden. Zur Bestimmung der Nebenzeitanteile wird hier
eine Nebenzeittabelle genutzt.
A6 Seite 5
Vorlesung 6
Systematik der Standardarbeitsplanerstellung und -nutzung
Bildung von Werkstückgruppen ähnlicher Teile
metrisches
Gewinde
Standardarbeitsplanerstellung
WhitworthGewinde
metrisches
Feingewinde
Standardisierung der Werkstückgruppen
WZL-Arbeitsplanung
1 2 3 4 5 6 7 8
Arbeitsvorgangsstruktur
Planungsregeln
Maschinendaten
Werkzeugdaten
Vorgabezeiten
Dokumentation der Planungsinformationen
Nutzung
Zeichnung
Standardarbeitsplan
Anpassung/
Erweiterung
Aktueller
Arbeitsplan
© WZL
Bild 6
Für eine Teilefamilie (Werkstückgruppe) werden Standardarbeitsabläufe ermittelt, die in
Standardarbeitsplänen dokumentiert werden.
Der Arbeitsplaner ordnet das Werkstück einer Teilefamilie zu und kann dann den zugehörigen
Standardarbeitsplan nutzen. Der Arbeitsplan für das Werkstück entsteht durch die Kombination
der erforderlichen Wahlarbeitsgänge des Standardarbeitsplans.
A6 Seite 6
Vorlesung 6
Informationsgrundlagen und Inhalt eines NC-Programms
Werkstück
X
Geometrie
Technologie
P7
Startpunkt
Werkstücknullpunkt
X
Z
K
Maschinendaten
P5
Z
Kreismittelpunkt- Vorschubabstand
befehl
I
z
P1
P6
Satz
WegNr. bedingung Wegbefehle
G
x
P4
P3
P2
NC-Programmblatt
N
Maschine
Bearbeitungssegment
Drehzahlbefehl
F
S
Werkzeugbefehl
Hilfsfunktionen
T
M
T0103
M06
%
N01
G95
N03
G00
N04
G01
M04
S 350
N02
150
300
Maschinendaten
Wohin wird gefahren ?
N05
G01
Wie wird gefahren ?
6000
Bewegungsdaten
Schnittwerte
Technologische Daten
© WZL
Bild 7
Als Eingangsinformationen für die Erstellung des NC-Programms müssen neben den
Werkstückdaten (Geometrie- und Technologiedaten) auch Angaben zu der einzusetzenden Bearbeitungsmaschine vorliegen.
Das Ergebnis der (manuellen) Programmierung ist ein Teileprogramm im Satzformat
gemäß DIN 66 025, das die explizite Vorgabe aller Bewegungen, Funktionen und Werte
für die Durchführung der Bearbeitung enthält.
A6 Seite 7
Vorlesung 6
Arbeitsplanung in Abhängigkeit von der Fertigungsart
ARBEITSPLANUNG
ANFORDERUNGEN
Genauigkeit
Aktualität
Reproduzierbarkeit
Automatisierungsgrad
Fertigungsart
Anteil Facharbeiter
Losgröße
…
Einzel- und Kleinserienfertigung
Serienfertigung
DATENÜBERGABE
Organisatorische Daten
Rohmaterialdaten
Arbeitsvorgänge
Teil-Arbeitsvorgänge
Maschinengruppen
Kostenstellen
Restzeiten
1 Stück
1h
Auftragsstückzahl
Planungsaufwand
AVO
Nr.
MGR
05
1147 ABSAEG 5
05
1213 t = 5,1; t = 2,1
R
e
10
2010
FRAES
9
10
2017 FREAS
15
3020
S - BO
5
20
4015 SCHLEIF 3
te
Nr. MGR
Zeiten je Einheit
Schnittwerte
Zusatztexte
…
%
20
10
FERTIGUNG
80 Stück
6h
-10
-20
Art der Arbeit
ABSAEG
t e = 8,06; t R = 2,1
s = 140 mm/min
v = 80 m/min
15
durchschnittliche Abweichung der ermittelten
von der gemessenen Vorgabezeit
+20%
-
+5
-5
+5%
© WZL
Bild 8
Aus der Analyse der betrieblichen Randbedingungen kann die notwendige Planungstiefe ermittelt
werden. Aus ihr können die Rationalisierungsziele abgeleitet werden.
A6 Seite 8
Vorlesung 6
Anzahl der verschiedenen Einzelteile
Aufbau der Teilevielfalt in einer Werkzeugmaschine
300
250
200
150
100
50
0
Teileart
Normteile
Ähnlichkeitsteile
Produktspezifische
Teile
Schrauben
Deckel Zahnräder Gehäuse
Betten
Stifte
Passfedern
Buchsen Wellen Lagerböcke
Hebel
Schlitten
© WZL
Bild 9
Durch die Werkstückanalyse können Teile nach Ähnlichkeitskriterien gruppiert werden
(vgl. werkstückbeschreibende Klassifizierungssysteme, z.B. Opitz-Schlüssel).
Ähnlichkeitsteile bieten eine Einsatzmöglichkeit für Standardarbeitspläne. Im Unterschied zur Werkstückanalyse ordnet die ABC-Analyse das Teilespektrum nach
quantifizierbaren Kriterien, z.B. nach den verursachten Kosten.
A6 Seite 9
Vorlesung 6
Zeitaufwand für Tätigkeiten bei der Arbeitsplanerstellung
Tätigkeiten
Zeitaufwand
- Auftrag prüfen auf Vollständigkeit
- Material vorhanden
4
- Zeichnung lesen
- Rücksprache Konstruktion
5
- Fertigungstechnische Kontrolle
- Rücksprache Werkstatt
5
3
- Ähnlichkeitsteile suchen
- Arbeitsvorgangsfolgeermittlung
- wirtschaftlicher Verfahrensvergleich
30
- Prüfung/ Korrektur der Arbeitsvorgangsfolge
5
15
- Zeitkalkulation
- Auftrag abschließen
- Weitergabe des Arbeitsplans zur Datenerfassung
3
- Datenerfassung
3
2
- Endprüfung
0
3
6
Basis: Erfassungszeit 2 Wochen, 80 Arbeitspläne, 5-8 Arbeitsvorgänge/ Plan
9
12
15
Zeit
30
min
© WZL
Bild 10
Mit der Tätigkeitsanalyse werden Rationalisierungspotentiale in der Arbeitsplanung
aufgedeckt.
A6 Seite 10
Vorlesung 6
Anwendung von Planungshilfsmitteln in der Arbeitsplanung
Lohnkostentabelle
Tabelle mit Maschinenstundensätzen
Zeitrichtwertkatalog
Schnittwerttabelle
Werkzeugkatalog
Vorrichtungs-, Messmittel-, Lehrenkat.
Maschinenkatalog, Maschinenkartei
Materialprospekt des Handels
Materiallagerkatalog
Relativkostenkatalog
Standardarbeitspläne
ähnliche Arbeitspläne
Wiederholteilkatalog
Anwendungsbereich
Normen, Vorschriften, Richtlinien
Planungshilfsmittel
Stücklistenverarbeitung
Arbeitsplanerstellung
Arbeitsvorgangsfolgebestimmung
Maschinenauswahl
Vorrichtungsauswahl
Werkzeugauswahl
Vorgabezeitberechnung
NC-Programmierung
Sonderbetriebsmittelplanung
© WZL
Bild 11
Die Tabelle ordnet die Hilfsmittel der Arbeitsplanung den Tätigkeiten zu, die sie
unterstützen.
Mit einem Relativkosten-Katalog können beispielsweise alternative Verfahren für eine
kostenoptimale Bearbeitung ausgewählt werden.
Die Maschinenkarte liefert dem Arbeitsplaner Informationen zur Auswahl und zum
Einsatz von Maschinen.
In Richtwerttabellen werden in Abhängigkeit von Werkstoff/ Schneidstoffpaarungen
technologische Einstellbedingungen festgehalten, die nach verschiedenen Zielkriterien
wie maximale Standzeit oder minimale Kosten ausgerichtet sind.
A6 Seite 11
Vorlesung 6
Relativkosten für verschiedene Schweißverfahren
Werkstoff: St
5
Relativkosten
a
4
3
MIG/MAG-Schweißen
Metall-Lichtbogenschweißen
2
Unterpulverschweißen
1
3
4
5
6
7
Schweißnahtdicke a
8
9
10
Legende:
MIG:
MAG:
Metall-Intergas-Schweißen
Metall-Aktivgas-Schweißen
nach: Busch
© WZL
Bild 12
Mit einem Relativkosten-Katalog können alternative Verfahren für eine kostenoptimale
Bearbeitung ausgewählt werden.
A6 Seite 12
Vorlesung 6
Dokumentation von Maschinendaten
© WZL
Bild 13
Die Maschinenkarte (z.B. AWF-Karte) liefert dem Arbeitsplaner Informationen zur
Auswahl und zum Einsatz von Maschinen.
A6 Seite 13
Vorlesung 6
AACHEN
INFOS-Richtwerttabellen für das Drehen
Richtwertempfehlung für das Außenlängsdrehen
Wärmebehandlung geglüht auf BG
Werkstoffnummer 1.7335
Zugfestigkeit 500 N/mm2
Härte 148 HB
Oberfläche vorgedreht
kc1,1=144
VSTAND=571
E=-0,20
F=-0,10
Schnittgeschwindigkeit
α=5°
γ=6°
Schneidteil
Werkstoff 13CrMo 4 4
1-mc=0,86
G=-0,20
H=0,24
vcmax=350m/min
vcmin=200
λ=0°
χ=70°
Vorschub f (mm)
Beschichtetes Hartmetall
Besonderheiten Mehrbereichssorte
Schnitttiefe ap (mm)
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
.250
350
50
3
87
330
110
6
165
320
170
9
240
310
220
12
310
300
280
14
375
.315
340
60
4
107
310
130
7
195
300
200
10
283
290
270
13
365
290
340
17
456
320
80
5
128
300
170
9
240
290
250
12
348
280
340
16
448
270
420
19
540
.400
Plattenform SPUN 120308
I
N
F
O
S
Schnittgeschw. Vc (m/min)
P
M
K
Anwendungsbereich
01 10 15 20 25 30 35 40
Schnittkraft Fc (daN)
Schnittleistg. P (kW)
Volumenrate (cm3/min)
Standzeit T = 10 min
VBmax = 0,3 mm
nach:
EXAPT
© WZL
Bild 14
In Richtwerttabellen werden in Abhängigkeit von Werkstoff/ Schneidstoffpaarungen
technologische Einstellbedingungen festgehalten, die nach verschiedenen Zielkriterien
wie:
- maximale Standzeit oder
- minimale Kosten
ausgerichtet sind.
A6 Seite 14
Vorlesung 6
Anwendungsmöglichkeiten von Zugriffssystemen auf Planungshilfsmittel
Lohnkostentabelle
Tabelle mit Maschinenstundensätzen
Zeitrichtwertkatalog
Schnittwerttabelle
Werkzeugkatalog
Vorrichtungs-, Messmittel-, Lehrenkat.
Maschinenkatalog, Maschinenkartei
Materialprospekt des Handels
Materiallagerkatalog
Relativkostenkatalog
Standardarbeitspläne
ähnliche Arbeitspläne
Wiederholteilkatalog
Normen, Vorschriften, Richtlinien
Planungshilfsmittel
Klassifizierung
Suchsysteme
Identnummer
(Suchsystem)
Alphabetisches Inhaltsverzeichnis
Werkstückorientierte Klassifizierung
Verfahrensorientierte Klassifizierung
Kreuzliste
Nummer
Indextabelle
Sachmerkmalleiste
© WZL
Bild 15
Die Vielzahl der Dokumente und Hilfsmittel ist nur durch einen systematischen Zugriff zu
nutzen. Die unterschiedlichen Planungshilfsmittel können mit den aufgeführten Zugriffssystemen verwaltet werden.
A6 Seite 15
Vorlesung 6
Dokumentation der Auswahlkriterien in Entscheidungstabellen
1801
Härten
ENTSCHEIDUNGSTABELLE
Auswahlkriterien
Drehen
Arbeitsvorgangsnummer
Auswahlkriterien
1901
Nuten ziehen
2002
Auswahlkriterien
2101
Auswahlkriterien
NC-Bohren
Auswahlkriterien
Dokumentation in
Entscheidungstabellen
Schleifen
Auswahlkriterien
Maßnahmen
2201
Nuten fräsen
Bedingungen
2001
2002
lfd.
REGELN
Nr.
R1
R2
Nut vorhanden
1
X
X
Nutbreite<=10
2
X
F.-Gewicht<=10
3
X
Rohdurchm.>20
4
X
Werkstoff C45
5
X
Rohlänge>=250
6
AV 802 vorhanden
7
NIMM AV 2002
1
X
GEHE NACH AV 2101
2
X
GEHE NACH AV 2402
3
R3
X
X
X
X
© WZL
Bild 16
In IT-Systemen zur Arbeitsplanerstellung (CAP: Computer Aided Planning) ist die
Planungslogik häufig in Form von Entscheidungstabellen implementiert.
A6 Seite 16

Produktionsmanagement I Arbeitsvorbereitung / Arbeitsplanung

Transcription

Documents pareils

Flexibel Laserschneiden Flexible Laser Cutting

Ausgewählte Referenzen Einführung eines MES/CAQ

seit ueber 100 Jahren. PAUL GREEN F/S 2016 - schuhhaus-pape

WZL Gear Toolbox

Praktikum in der Arbeitsvorbereitung

Beobachtungsbogen - Bewegter Kindergarten

14.11.19 Gesunde Fu¨ße

La plus belle chaussure du monde

Übung 02. Collage-City

www.prmaximus.de/14289 Schuhe mit Tradition Birkenstock Schuhe

Richter über Schuhgrößen

Facharbeit – Was ist das?