LogiMat 2005, Stuttgart, 1.-3. Februar 2005
Die Optimierung einer Fertigungssteuerung mit Hilfe von Simulationswerkzeugen am Beispiel der Lackiererei der AUDI AG, Ingolstadt Markus Behres, AUDI AG
Gliederung
Simulation bei Audi Ausgangssituation/Vorgehensweise Nutzen/Aufwand Fazit und Ausblick
Folie 2
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Entwicklung der Ablaufsimulation bei der AUDI AG Ingolstadt
1999:
Start Aufbau eines gewerkeübergreifenden Simulationsmodells des Werks Ingolstadt – SiFa (Simulation Fertigungsablauf)
2000:
Aufbau SimOffice, Operationalisierung der Simulation
2001:
Aufbau eines Geschäftsprozesssimulators
2003 - 2004: Integration von SimOffice in eine Linienfunktion innerhalb der Fertigung Themenbeispiele: Gestaltung Fabriklayout, Versorgungskonzepte Logistik, Fahrzeugsteuerungskonzepte, Gesamtverfügbarkeit und Harmonisierung Gewerke/Werk Folie 3
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Aufbau SiFa
Fahrzeugsteuerung: Auftragsdaten (Modellmix,Auftragsvolumen) Fertigungsstrategie
Arbeitszeitmodell: Schichtmodelle TPM, usw.
Anlagendaten: Taktzeiten, Verfügbarkeiten, Kapazitäten, usw.
Lack
Montage
Logistik schiff
Werkzeugbau Kleinteileschw. Konzernteile
Serie
Kaufteile
Informations-/Auftragsfluss
Folie 4
Sonder
Aggregate Produktionsfluss
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Kaufteile
Materialfluss
Durchsätze Durchlaufzeiten Umlaufbestand Termintreue Anzahl Farbwechsel (Lack) ...
Versuchsbau
Karosseriebau
Karola
Presswerk
KVZ
Auftragsreihenfolge Produktionsmix
Gliederung
Simulation bei Audi Ausgangssituation/Vorgehensweise Nutzen/Aufwand Fazit und Ausblick
Folie 5
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Farbblockbildung
Lackiererei Farbsortierspeicher (FSS) 80 Stellplätze pro Ebene = 320 Stellplätze
Karosseriebau
Grundlack (VBH, KTL, UBS)
Füller
Decklack
Finish
Repair
Folie 6
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Montage
Analyse der Farbblocklängen
Analyse der Farbsortierung im Farbsortierspeicher (FSS) gemessen am Ausgang des Farbsortierspeichers/ Eingang Füllerlinie Ausschnitt aus der Farbblockverteilung 'D100‘ im Segment 3 Zeitraum: 17.11.02-01.12.02, alle Modelle, LackSegm 3
400
Blockanzahl
350
F IS
300
A nzahl Fahrzeuge
5876
250
M ittl. F arb b lo cklän g e an D 100
5,86
M ax. Farbblocklänge
68
A nzahl Farbblöcke
1003
A nzahl Farbblöcke ≤ 2 F zg.
525
200 150 100 50 0
1
3
5
7
9
11 13 15 Farbblocklänge
17
19
21
23
Warum sind mehr als 50% der Farbblöcke ≤ 2 Fzg. Folie 7
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Optimierung der FSS-Steuerung
Emulation Ist-Steuerung
Reale Anlage Simulationsmodell
1. Fahrauftrag 4. Status weiterleiten
Schnittstellen -software (Kommunikationsmodul)
2. Auftrag weiterleiten 3. StatusRückmeldung
Statustelegramme
Offline-Optimierung der Steuerungssoftware mit definierten Szenarien (Abbild „historischer“ Realbedingungen) Folie 8
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Optimierung der FSS-Steuerung
Erkenntnisse: Kopplung der original FSS-Steuerung mit dem Simulationsmodell
Verteilung auf Bypass bzw. Wahlfreibereich nicht eindeutig nachvollziehbar
Folie 9
Verteilung auf Bereitstellungslinien nicht eindeutig nachvollziehbar
Abzug aus Bereitstellungslinien nicht nachvollziehbar
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Optimierung der FSS-Steuerung
Neuerungen an der optimierten FSS-Steuerung Über Bypass zu Bereitstellungslinie wenn: • an vorhandene Farbe angefügt werden kann • Bereitstellungslinie frei und bereits 5 Karossen im Wahlfreispeicher • Karosse gleich aktuell abgezogener Farbe (Sammeln auf Bypass bis voll) sonst sammeln im Wahlfreispeicher
Farbreine Einsteuerung der Rohkarossen
Folie 10
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Gliederung
Simulation bei Audi Ausgangssituation/Vorgehensweise Nutzen/Aufwand Fazit und Ausblick
Folie 11
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Optimierung der FSS-Steuerung
Auswirkung der Optimierungen – Kennzahl „Farbwechsel“ Anzahl Fahrzeuge Mittlere Durchlaufzeit Mittlere Farbblocklänge Maximale Farbblocklänge Anzahl Farbblöcke
IST 5876 147,74 180 5,86 68 160 1003
Anzahl Farbwechsel 'D100'
opt. Steuerung 5877 147,67 10,48 215 561
Zeitraum: 17.11.02-01.12.02, alle Modelle, LackSegm 3
IST opt. Steuerung
Anzahl Farbwechsel
140
120
100
80
60
40
20
Datum
Reduzierung d. Anzahl Farbwechsel um ca. 40-50% Folie 12
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.0 2 02
.1 2
.0 2 01
.1 2
.0 2 .1 1 30
29
.1 1
.0 2
.0 2 28
.1 1
.0 2 27
.1 1
.0 2 .1 1 26
25
.1 1
.0 2
.0 2 24
.1 1
.0 2 23
.1 1
.0 2 22
.1 1
.0 2 21
.1 1
.0 2 20
.1 1
.0 2 .1 1 19
.1 1 18
17
.1 1
.0 2
.0 2
0
Optimierung der FSS-Steuerung
Auswirkung der Optimierungen – Kennzahl „Farbblockverteilung“ Farbblockverteilung 'D100' Zeitraum: 17.11.02-01.12.02, alle Modelle, LackSegm 3 400
Ist opt. Steuerung
350
300
Blockanzahl
250
200
150
100
50
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Blockgröße
Reduzierung d. Anzahl „EINER“- Farbblöcke um ca.80% Folie 13
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13
Nutzen / Aufwand - Amortisationszeit Farbsortierspeicher
KTL-Schleifen
Füller
Decklack
Finish
mittl. Farbblocklänge
IST-Steuerung:
ca. 7 Fzg.
optimierte Steuerung:
ca. 11 Fzg.
Nutzen 150.000 €/a
Aufwendungen = 150.000 €
(Basis: 7€/Farbwechsel)
Amortisation ca. 1 Kalenderjahr Folie 14
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Folie 15
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Vorteile
Vorteile der simulationsgestützten Erstellung/Optimierung von Steuerungen • Offline Entwicklung und Modifikation von Steuerungen • Zeitrafferfunktionalität und Reproduzierbarkeit, Visualisierung • Frühzeitige Programmierung von Steuerung bereits deutlich vor SOP • Absicherung der Strategien, Algorithmen und der Funktionen neuer/optimierter Steuerungen • Verkürzung der Entwicklungszeit von Steuerungen durch „Zeitrafferfunktionalität“ der Simulation • Risikolose iterative Annäherung an eine optimale Lösung durch Experimente (Austesten von Extremsituationen)
Deutlich verkürzte Inbetriebnahmen ohne Überraschungen Deutliche Kostenreduzierung bei der Inbetriebnahme Folie 16
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Markus Behres, AUDI AG
Nutzen / Aufwand
Aufwand Potenzialanalyse (Planungssimulation): Offline-Optimierung (Emulation): Test / Inbetriebnahme:
30 PT 120 PT 60 PT
noch zu erwartender Aufwand für Inbetriebnahme, Schulung, Dokumentation:
ca. 30 PT
Nutzen 150.000€/a
Aufwendungen = 150.000 €
Amortisation ca. 1 Kalenderjahr Folie 18
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