CN105190457A - 用于制造产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助于预定数量的不同工作包(AP)制造产品的方法，其具有：预定数量的工位(AS)，其设立成以预定的顺序依次处理工作包，其中，工位中的至少一个构造为选择工位，从而在该选择工位中可选择性地处理至少两个不同的工作包(AP)；运输系统(10)，其设立成沿着运输路径将产品输送给工位且从工位中导出并且设立成使得产品可选择性地直接从多个位置中分别输送给工位中的多个；以及控制装置，其设立成控制用于输送和导出产品的运输系统以及用于处理工作包的工位并且在每个选择工位中根据对于工作包所确定的需求控制工作包的处理。该至少一个选择工位设立成使得在其中可选择性地处理不仅相应于该顺序的第一工作包而且在该顺序中不直接邻近第一工作包的第二工作包。

Description

用于制造产品的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分构造的用于制造产品、尤其用于制造车辆或车辆部件的方法。
背景技术
多年以来，尤其在车辆生产中使用生产线用于流水线制造车辆，其中，彼此相继的工位(Arbeitsstation)通过运输系统相互串联连接并且运输系统根据预定的一致的节拍时间将车辆在其相应的完成度中在工位之间运输。
然而近年来在车辆生产中，尤其由于电动车辆或混合动力车辆的实现，在制造相应的车型时的方案多样性显著提高。在这样的车辆的混合装配中，这可导致节拍时间叉开(Taktzeitspreizung)，其又会导致在工作同步中的问题且导致生产率降低。
由文件DE102007047279A1已知一种用于制造组装单元、尤其车身单元的设备，其具有多个带有至少一个用于加工组装单元的自动化加工设备的加工模块、用于组装单元的连接加工模块的运输系统以及至少控制加工模块和运输系统的控制装置，该控制装置将工作信息发出到加工模块处。该设备构造成使得至少一个作为可由在加工模块中或在后置的加工模块中的后置的加工仪器实施地预定义的工作任务能够与具有用于执行该工作任务的能力的在加工模块或后置的加工模块中的至少一个后置的加工仪器可变地关联。
发明内容
本发明的目的在于提供根据权利要求1的前序部分构造的方法，使得其具有提高的灵活性和生产率。
这利用权利要求1的特征部分中的特征来实现。在从属权利要求中定义了本发明的改进方案。
一种用于借助于预定数量的分别包含至少一个工作步骤的不同的工作包(Arbeitspaket)来制造产品的方法具有：预定数量的工位，其设立成以预定的顺序依次处理多个工作包，其中，工位中的至少一个构造为选择工位(Wahlarbeitsstation)，从而在该选择工位中可选择性地处理多个工作包中的至少两个不同的工作包；运输系统，其设立成沿着运输路径将产品在其相应的完成度中输送给工位且从工位中导出并且设立成可选择性地直接将产品从在运输路径上的多个位置中相应输送给工位中的多个；以及控制装置，其设立成控制用于输送和导出产品的运输系统和用于处理工作包的工位并且在每个构造为选择工位的工位中根据对于工作包分别所确定的需求来控制不同工作包的处理。
该方法优选地特征在于，该至少一个构造为选择工位的工位设立成在其中可选择性地处理不仅预定数量的工作包中的相应于预定顺序的第一工作包而且在预定的顺序中不直接邻近第一工作包的第二工作包。
由此可能将待处理以制造产品的工作包以更高的自由度分配到所设置的工位上，由此提高了实现该方法的设备的灵活性。
该方法用于制造产品，这不仅包括相应的单元的装配而且包括其拆卸。优选地，该方法可被用于制造车辆或车辆部件的装配过程、尤其还可使用在车身制造中。
为了进一步提高灵活性，优选地工位中的多个可分别构造为选择工位，从而在这些工位中可选择性地分别处理多个工作包中的至少两个不同的工作包。
优选地，由控制装置执行的控制和确定可动态地或实时地来执行，从而该设备始终与当前的制造条件或当前的对于工作包相应所确定的需求相匹配，尤其在混合制造的多个变体中。
根据一实施形式，控制装置设立成基于以下至少一项确定需求：分别对于工作包所确定的必需的处理时间、分别设立用于处理不同的工作包的工位的分别所确定的可用性以及分别设立用于处理不同的工作包的工位的分别所确定的生产率或产量(Ausbringmenge)。
如上面已阐述的那样，对于处理相应的工作包必需的处理时间例如可通过产品的不同变体的混合制造或者例如通过复杂的再加工(Nacharbeit)缩短或延长，由此，对相应的工作包的需求也相应地减小或提高。通过例如针对性地接通或切断一个或多个工位或者例如还通过一个或多个工位的技术失效，分别设立用于处理不同工作包的工位的可用性也可变化，由此，对相应的工作包的需求也相应地变化。最后，例如通过在相应的工位处所投入的工作者的数量和/或不同能力，分别设立用于处理不同工作包的工位的生产率可变化，由此对相应的工作包的需求也相应地变化。
通过将上述这些参数引入在构造为选择工位的工位中被用于控制不同工作包的处理的需求中，该设备还可更灵活地自动地与当前制造条件相匹配。
根据另一实施形式，控制装置设立成确定需求作为工位需求并且设立成基于工位的数量、工作包的数量、对于相应工作包所确定的必需的处理时间和设备的期望的节拍时间确定多个工作包中的相应的工作包的工位需求。
由此可对于每个工作包以与当前条件相匹配的方式确定在设备的期望的节拍时间内对于处理该工作包必需的工位的数量并且基于此实时地匹配构造为选择工位的工位以不同工作包占用的百分比。
根据又一实施形式，运输系统设立成使得可选择性地直接将产品从在运输路径上的任意每个位置中输送给工位的每个。换言之，所有工位彼此连接，从而实现将产品如车辆或车辆部件从在运输路径上的每个位置或每个工位中运输至任何其它工位。由此可独立地且在不预定的流动方向的情况下驶到所有工位，由此进一步提高了设备的灵活性。
根据又一实施形式，工位的数量设定成使得为了处理每个工作包分别设置至少两个工位。通过关于每个工作包的该冗余与独立的运输系统的结合，该设备具有用于补偿制造时间变化、设备干扰等的还更大的灵活性。根据另一实施形式，每个工作包所设置的工位的数量等于工作包的数量。这以有利的方式在实现期望的节拍时间或生产能力和负荷度(Auslastung)方面提高了设备稳定性。
根据又一实施形式，构造为选择工位的工位中的至少一个设立成多个工作包中的在其中可选择性地处理的不同工作包中的一个是具有最长的对于处理必需的处理时间的工作包而多个工作包中的在其中可选择性地处理的不同工作包中的另一个是具有最短的对于处理必需的处理时间的工作包。
通过这两个工作包在一工位上的组合，可在期望的节拍时间的范围中将关于最短处理时间的工作包的最大工作能力剩余有利地传递到最长的处理时间的工作包上，由此设备的负荷度或生产率进一步提高。
根据又一实施形式，在以预定的顺序处理不同的工作包方面彼此相继的分别构造为选择工位的工位分别设立成在其中可选择性地处理分别相应于预定顺序的工作包以及分别在预定的顺序中直接后置的工作包，其中，由在预定的顺序中最后的工位形成构造为选择工位的工位中的至少一个，其设立成在其中可选择性地处理相应于预定顺序的第一工作包以及在预定的顺序中不直接邻近第一工作包的第二工作包。优选地，在此所有以预定的顺序彼此相继的工位构造为选择工位。进一步优选地，第一工作包又可跟随最后的工作包，其中，设备的结构可类似具有“超车轨迹(überholspur)”的线，其实现，跳过单个的工位。在这种思想中，在优化运输路径方面优选的是圆形布置方案。
根据本发明的方法和相应的根据本发明的设备的该设计方案以有利地简化的方式为不同工位中的每个提供期望的冗余并且由此为不同工作包中的每个的处理提供期望的灵活性。
根据一实施形式，多个工位中的相应于不同工作包的预定数量的第一部分数量(Teilanzahl)中的一个相应于不同的工作包的预定的处理顺序布置在第一线中，其中，设置有至少一个方向相同地在第一线旁边(优选地平行于此地)伸延的另一线，其带有在其中相应于不同的工作包的预定的处理顺序布置的多个工位中的另一部分数量，并且其中，布置在每条另外的线中的工位在垂直于这些线伸延的方向上关于可在其中处理的工作包中的一个相对于布置在第一线中的工位是冗余的。
换言之，工位类似矩阵来布置(矩阵式生产)，其中，不同的相应于不同的工作包的预定处理顺序布置的工位沿着第一行(第一线)彼此相接而垂直于第一行(根据矩阵的相应的列)彼此冗余的工位彼此相接。
该布置方案可以以简单的且清楚的方式集成在建筑物中并且除了多维的冗余之外在工位之间实现短的运输路径。
根据又一实施形式，在运输路径中至少一个工位、优选地每个工位关联有缓冲部，在其中可容纳至少一个在相应的完成度中的产品。就此而言应注意的是，根据本发明，运输路径自身也可用作缓冲部，其中，为了缓冲产品例如保持停止或者运动。优选地，缓冲部直接前置于相应的工位。相应的缓冲部有利地用于平衡工作包的暂时的最小的过度或不足生产。
附图说明
接下来参考附图来说明根据本发明的用于制造产品的方法和相应的设备的优选的实施形式。
图1示意性地显示了用于流水线式制造产品的常见的单线设备的结构，
图2示意性地显示了根据本发明的实施形式的用于制造产品的设备的结构，
图3示意性地显示了根据本发明的另一实施形式的用于制造产品的设备的结构，
图4示意性地显示了根据本发明的又一实施形式的用于制造产品的设备的结构，
图5示意性地显示了根据本发明的又一实施形式的用于制造产品的设备的结构。
具体实施形式
下面首先参照图1(其示意性地示出了用于流水线式制造产品的常见的单线设备1'的结构)来观察常见的单线流水线制造。
在车辆制造中的装配过程可用作图1的设备1'的应用示例。在参照图1所阐述的示例中，预定数量的分别包含至少一个工作步骤的不同的工作包AP和预定数量的可供使用的工作者MA应视为给出，例如在以下的表1中所示。
此外示例性地应确定的是，工作包AP既不应被分开也不应在其顺序中被移动。这些框架条件仅用于简化和可更容易地与后面还说明的本发明的实施形式比较。
为了实现拉动过程地描绘以线的形式的装配，应限定一致的节拍时间TZ，所有如在图1中所示的工位AS1-AS18都对准该节拍时间。由于规定了各个工作包AP的尺寸，该一致的节拍时间TZ不允许低于最长的工作包(AP7至AP12)的持续时间。相应地，构造为装配线的设备1'设计有18个工位AS1-AS18，每个工位AS分别具有工作者MA和1分钟的节拍时间TZ。如果现在观察各个工位AS1-AS18的负荷度，则可确定18个工位AS1-AS18中的仅仅6个工位(AS7-AS12)满负荷。其余的工位(AS1-AS6和AS13-AS18)具有在73%与99%之间的负荷度。虽然通过应用缓冲部可减小或匹配单独的节拍时间，但是会违反拉动原理(Pull-Prinzip)并且产生不能被处理的库存，因为工作包AP7至AP12(工位AS7至AS12)持续太久。相应地，在常见的设备1'上的流水线制造的该示例中平均生产率说明有90%，如在以下公式(1)中所示。
　　　　　　　(1)
在公式(1)中，下标“n”表示相应的工作包AP或工位AS的编号而“FZ”是指相应的工作包AP的处理时间。
现在参照图2来说明根据本发明的用于制造产品的方法和相应的设备1的第一实施形式。在图2中现在根据本发明的实施形式示出了在图1中定义的带有所谓的矩阵式生产的方式的生产任务，其中，图1的工作包AP1-AP18现在根据在图2中所示的设备综合成三个大的工作包AP1-AP3，如在以下的表2中所示。
此外，根据在图2中所示的设备1，设立用于处理工作包AP1-AP3的工位AS设置成冗余的，从而为工作包AP1设置工位AS1.1和AS1.2以及AS1.3，为工作包AP2设置工位AS2.1和AS2.2以及AS2.3并且为工作包AP3设置工位AS3.1和AS3.2以及AS3.3。
根据在图2中所示的设备1，其设置成借助于预定数量的分别包含至少一个工作步骤的不同工作包AP1-AP3来制造产品并且具有预定数量的工位AS1.1-AS1.3;AS2.1-AS2.3;AS3.1-AS3.3，它们设立成以预定的顺序依次处理多个工作包AP1-AP3。
如可由表2得悉的那样，当类似于图1和表1将应用仅仅一个工作者MA时，最长的工作包AP2持续6分钟。为了提供与图1的设备的生产率对应的情况，现在在每个工位AS处有两个工作者MA工作，从而实现了设备1的3分钟的节拍时间TZ。在以下的表3中显示了在图2中所示的设备1的示例性的参数的总结。
通过工位AS的三重冗余的布置，这意味着，平均每分钟完成装配一产品(在此一辆车)。在总和中，不仅工作者MA的数量而且生产率与之前所示的设备1'相同，例如可由以下公式(2)得到。
　　　　　　　(2)
在公式(2)中，下标“n”又表示相应的工作包AP或工位AS的编号，因数“3”相应于工位AS的冗余因数而“FZ”是指相应的工作包AP的处理时间。
为了实现矩阵式生产，根据在图2中所示的设备1，还设置有另外两个结构措施。
首先，设置有在图2中通过在分别作为小箱子示出的各个工位AS之间的连接线来图示的运输系统10，其设立成沿着由运输系统10限定的运输路径将产品(在此车辆)在其相应的完成度中输送给工位AS且从工位导出并且至少设立成使得可选择性地直接将产品从在运输路径上的多个位置中相应输送给工位AS中的多个(不一定需要所有理论的连接，但是为了说明在图2中示出)。
优选地，运输系统10设立成使得可选择性地直接将产品从在运输路径上的任意每个位置中输送给工位AS中的每个。换言之，运输系统10优选地将所有工位AS彼此连接并且优选地实现将产品从每个工位AS中运输至任何其它工位AS。运输系统10例如应实现，可将产品从工位1.2中直接运输至工位AS3.1或者反过来。运输系统10的技术实现方案对于本领域技术人员是熟悉的且可以任意方式来进行。
第二，在运输路径中的一个、多个或所有工位AS可关联有在图2中分别以虚线在工位AS处示出的缓冲部20，在缓冲部中可容纳至少一个在其相应的完成度中的产品(例如车辆)，(在图2中为了说明，每个工位关联有一缓冲部20)。优选地，缓冲部20直接前置于相应的工位AS。
矩阵式生产的特征是实现独立于节拍的流水线制造。为此，可将限定的顺序的工作包AP分配到不同的工位AS上，使产品(在此车辆)依次驶向这些工位AS，而不是所有工位AS具有相同的节拍时间规定。即结论是，一工位AS应能比另一工位AS更快速地工作并且尽管如此应维持流水线制造而不形成显著的库存。
之前所说明的结构和布置形成为此的基础。原则上，通过工位AS的普遍的驶过性已实现绕过满载的工位AS而取而代之操控空闲的工位AS。
但是除了物流要求之外，节拍独立性主要意味着能够标度可处理一定的工作包AP的工位AS的数量。例如如果实现提高实施工作包AP2的工位AS的数量，则用于工作包AP2的平均时间耗费减少。为了实现这，不考虑改装另一工位AS，因为该过程须是极其动态的，以能够短期地做出反应。
因此在可利用在图2中所示的设备1实现的矩阵式生产中采取更简单的手段。使工位AS中的至少一个构造为选择工位，从而在其中可选择性地处理多个工作包AP1-AP3中的至少两个不同的工作包AP。换言之，至少一个工位AS、多个工位AS或所有工位AS(技术上还有在其处工作的工作者MA的能力)被设计成使得在其中可处理至少两个不同的工作包AP。
多少个工位AS多少重冗余地来设计以及多少个工位AS可处理多个工作包AP的设计方案是生产系统的期望的设计方案的问题。如果观察所描绘的示例，得到该图像，即在最佳的情况中产品(车辆)的装配需要16.2分钟(在一个工作者MA的情况下)，如在以下的公式(3)中所示。
　　　　　　　　　(3)
如果考虑根据在图2中所示的设备2的冗余结构和每个工位AS两个工作者MA，则得到每个工位AS平均2.7分钟的“消耗时间”，如根据以下公式(4)所定义的那样。
　　　　　　　(4)
在公式(4)中，下标“n”又表示相应的工作包AP或工位AS的编号，“MAAS”是指每个工位AS工作者MA的数量，“ASn,1”是指在无冗余的情况下相应的工位AS1-AS3而“FZ”是指相应的工作包AP的处理时间。
如果将每个工位AS2.7分钟的节拍时间TZ视为目标值，产生该情况，即在工作包AP3中且由此在工位AS3.1;AS3.2和AS3.3中处理时间FZ与2.7分钟的理论节拍时间TZsoll相同。在工作包AP2中且由此在工位AS2.1;AS2.2和AS2.3中，3分钟的处理时间FZ相对于2.7分钟的理论节拍时间TZsoll长了0.3分钟，由此工作包AP2将实际节拍时间TZist提高到3分钟且因此生产率会降低。类似于此，在工作包AP1中且由此在工位AS1.1;AS1.2和AS1.3中，2.4分钟的处理时间FZ相对于2.7分钟的理论节拍时间TZsoll短了0.3分钟。
结论是，即对于该示例示出该情况，即工位AS2,n刚好需要工位AS1,n多出来的0.3分钟的时间。即两者相互平衡。
在此应用矩阵式生产的基本原理，即工位AS的工作内容的灵活更换。根据本发明的第一实施形式的最简单的设计方案，对于所说明的应用示例这意味着，所有工位AS仅可处理唯一类型的工作包，除了纯示例性地选出的工位AS1.3。现在，工位AS1.3被设计成使得不仅可处理工作包AP1而且可处理工作包AP2。为了在2.7分钟的平均节拍时间TZsoll下实现所有工位AS的100%负荷，工位AS1.3现在将交替地实施工作包AP1和工作包AP2。在此应满足在以下的公式(5)中所限定的数学条件。
　　　　　　　　　　(5)
如果已知待达到的节拍时间TZsoll，根据以下公式(6)作为相应的工位需求也可测定必需的数量的工位[]，其实施一定的工作包(APX)。
　　　　　　　　　(6)
这对于各个工作包AP产生在以下公式(7)中所示的工位AS的划分：
AP1：
AP2：
AP3：　　　　　　　　(7)
对于所叙述的应用情况，该结果意味着，工位AS1.3使用可供使用的2.7分钟的平均节拍时间TZ的三分之二用于工作包AP1而使用剩余的三分之一用于工作包AP2。在此涉及两个工作包AP1和AP2平均分到一工位AS1.3上。当然在此相应于相应的工作包AP1或AP2考虑必要的相应的处理时间FZ。下面的表4说明了各个工作包AP1-AP3在作为产品120辆车的生产上(或每个工位AS108分钟)的划分和关联。在此由节拍时间TZsoll除以冗余设置的工位AS的数量乘以待生产的产品的数量得到每个工位AS108分钟的值[(2.7分钟/3)*120辆车=108分钟)。
在此感兴趣的是工位AS1.3，其将可供使用的工作时间的2/3用于工作包AP1(30辆车)而将可供使用的工作时间的1/3用于工作包AP2(12辆车)。由此总体上，通过所有工位AS处理所有必要的工作包AP1-AP3精确地120次。必要时所设置的且那么优选地前置的缓冲部20相应地仅用于保证，可平衡工作包AP的可能暂时出现的最小的过度或不足生产。
为了控制上述过程，图2的设备1具有控制装置(在图2中未示出)，其设立成控制用于输送和导出产品的运输系统10和用于处理工作包AP的工位AS并且在每个构造为选择工位的工位AS中根据分别对于工作包AP所确定的需求来控制不同工作包AP的处理。
根据上述示例，在此控制装置可设立成将需求确定为工位需求并且基于工位AS的数量、工作包AP的数量、对于相应工作包AP所确定的必需的处理时间FZ和设备1的期望的节拍时间TZsoll来确定多个工作包AP1-AP3中的相应的工作包AP的工位需求，如在公式(6)和(7)中所示。
根据上述示例，该至少一个构造为选择工位的工位AS可设立成在其中可选择性地处理预定数量的工作包AP1-AP3中的相应于预定顺序的第一工作包AP以及在预定的顺序中不直接邻近第一工作包AP的第二工作包AP。
根据上述示例，该至少一个构造为选择工位的工位AS可设立成使得多个工作包AP1-AP3中的在其中可选择性地处理的不同工作包AP中的一个是具有最长的对于处理必需的处理时间FZ的工作包而多个工作包AP1-AP3的在其中可选择性地处理的不同工作包AP中的另一个是具有最短的对于处理必需的处理时间FZ的工作包AP。
根据上述示例且如在图2中所示，此外，多个工位AS中的相应于不同工作包AP1-AP3的预定数量的第一部分数量可相应于不同的工作包AP1-AP3的预定的顺序布置在第一线(在图2中最上面的线)中，其中，设置有至少一个(在图2中两个)方向相同地在第一线旁边(且优选地平行于此)伸延的另外的线(在图2中下面的两个线)，其具有多个工位AS的在其中相应于不同的工作包AP1-AP3的预定的处理顺序布置的另外的部分数量，并且其中，布置在每个另外的线中的工位AS在垂直于这些线伸延的方向上关于可在其中处理的工作包AP相对于布置在第一线中的工位AS是冗余的。
换言之，工位AS可类似于矩阵来布置，其中，不同的相应于不同的工作包AP1-AP3的预定处理顺序布置的工位AS1.1;AS2.1和AS3.1沿着第一行(第一线)彼此联接而垂直于第一行(根据矩阵的相应的列)彼此冗余的工位AS1.1;AS1.2和AS1.3或AS2.1;AS2.2和AS2.3或AS3.1;AS3.2和AS3.3彼此联接。
结论是，利用在图2中示出的且上面所阐述的设备1执行的矩阵式生产方法在该应用示例中实现了100%负荷度、平均节拍时间TZ的减小以及由此+10%的生产率提高。在此，工作者MA的数量相对于参考图1所说明的示例保持恒定且也不移动或更换各个工作包AP的内容。与参考图1所说明的示例相比，在参考图2所说明的示例中仅联合多个工作包AP。由此，所示出的生产率提高仅基于利用在图2中示出的且上面所阐述的设备1所实现的矩阵式生产的方案。
之前叙述的矩阵式生产方法的示例性应用展示了其原理性的工作方式并且随着生产率的提高显示出相对于简单的线装配(Linienmontage)(如在图1中所示)显著的优越性。然而，矩阵式生产的另一重要元素是其动态匹配的能力。在此是指，矩阵式生产也可实现动态的节拍独立性，即如果要考虑变化的参数(例如由于更多变体形成相同的工作包AP的不同处理时间FZ)或者碰到意外干扰(例如工位AS失效)那么也还可确保节拍独立性。以下的表5描述了这些影响需求的动态事件中的一些可能。
为了相应稳定地设计矩阵式生产，可设置该结构的如在根据图2的设备1中所示的改进方案。在至此所开发的示例中，鉴于可选地待处理的工作包AP(在此示例性地工作包AP1和AP2)双重地设置仅仅一个工位AS(在此示例性地工位AS1.3)。根据设备1的在图2中所示的实施形式，几乎所有的(或者还所有的，未示出)工位AS(其数量能可变地来设计)可配备成使得在其中可分别处理多个不同的工作包AP。
根据图2示出的设备1的结构相对于具有仅仅一个选择工位的最小实施方案具有更多能力用于处理各个工作包AP。根据以此所实现的扩大的矩阵式生产的方案，不需要附加的工作者MA。仅预留在不同的工位AS处实施其它工作包AP的“可能性”。
在此该至少一个构造为选择工位的工位AS尤其还可又设立成使得在其中可选择性地处理预定数量的工作包AP1-AP3中的相应于预定顺序的第一工作包AP以及在预定的顺序中不直接邻近第一工作包AP的第二工作包AP。
如果从生产流程的动态性能出发(如之前参考表5所述)，根据图2的设计提供多个优点并且相对于简单的线制造强化了矩阵式生产的潜能。
在此，该工作原理与具有固定限定的处理时间FZ的应用示例相似。在动态的实施方案中的核心是运输系统10的控制，其受控制装置控制地将工位AS和工作包AP的划分和配给连续地匹配于变化的条件。其通过预留的产能或能力来实现在各个工位AS处处理不同的工作包AP。如此可补偿三个重要的不精确性。
-可变的节拍时间TZ
-可变的数量的工位AS
-可变的数量的工作者MA。
根据图2构造的设备1提供了在矩阵式生产中对未预料的或波动的节拍时间变化做出反应的结构。例如如果各个工作包AP的处理时间FZ未知或非常强地波动，则通过根据需要持续地将工作包AP(或产品)的配给与可供使用的工位(其预备用于相应的工作包AP)相匹配控制装置可相应地补偿其。原则上，上面所实施的计算或确定持续地且优选地实时地利用相应当前的参数进行。
例如表明，工作包AP3突然需要5分钟作为处理时间FZ，通过使工位AS2.3也相关地实施工作包AP3，可补偿这种情况。
但是也可补偿在工作包AP内的节拍时间叉开。当制造产品的不同变体(在其中各个工作包AP部分地相区别)时，可存在这种情况。那么矩阵式生产也可保证100%负荷度。
同样可补偿节拍时间差，其局部地涉及仅仅一个工位AS或产品。作为示例可列举一车辆，在其处在确定的工位AS处须进行复杂的再加工。当该过程比所设置的节拍时间TZ持续明显更长时，这也可补偿稳定地设计的矩阵式生产并且保证其它工位AS不受负面影响。出于可被需要以结束进行的工作过程并且然后重新匹配工作包AP和产品的配给的反应时间的原因，恰恰及时的匹配可动用前置的缓冲部20。
如上面已指出的那样，控制装置可动态地在无工位AS的中断或等待时间的情况下根据分别实时确定的对于处理各个工作包AP的需求匹配设备1。如由上面的阐述得到的那样，控制装置可设立成基于以下至少一项确定需求：分别对于工作包AP所确定的必需的处理时间FZ、分别设立用于处理不同的工作包AP1-AP3的工位AS的分别所确定的可用性以及分别设立用于处理不同的工作包AP1-AP3的工位AS的分别所确定的生产率。
矩阵式生产的稳定性、即其对不同干扰反应的能力很大程度上取决于相应所选择的配置。简言之，系统越稳定，越多的工位AS掌控尽可能多的工作包AP。结论是实现将用于矩阵式生产的设备1与稳定性和鲁棒性的期望程度相匹配或相应地配置。在此主要应考虑产品和生产系统的单独的要求以及局部条件。在此应注意的是要考虑可影响稳定性的可能不同的参数，即：工位AS的数量，每个工位AS工作者MA的数量，相应的工作包AP的处理时间FZ，与工位AS的总和相关的工作包AP的总和，缓冲部20的设计和数量，运输系统10的设计，最大工作包AP与最小工作包AP的处理时间差以及每个工位AS可处理的工作包AP的数量。
现在参考图3来说明用于制造产品的根据本发明的方法和根据本发明的设备1a的第二实施形式。在图3中示出的设备1a是在图2中所示的设备1的在冗余的工位AS的布置方面精简的或减少的变体并且具有与在图2中示出的设备1大致相同构造的部件，然而其可与图3的设备1a的结构相匹配地来改型。
这意味着，在图3中示出的设备1a设置成借助于预定数量的分别包含至少一个工作步骤的不同工作包AP1-AP6来制造产品并且具有预定数量的工位AS1.1；AS2.1-AS2.3；AS3.1-AS3.3；AS4.1；AS5.1-AS5.2和AS6.1，其设立成以预定的顺序依次处理多个工作包AP1-AP6。根据图3的设备1a此外具有运输系统10a、一个或多个缓冲部20a和控制装置(未示出)。
工位AS中的至少一个又构造为选择工位，从而在其中可选择性地处理多个工作包AP1-AP6中的至少两个不同的工作包AP。换言之，至少一个工位AS、多个工位AS或所有工位AS(技术上还有在其处工作的工作者MA的能力)又设计成使得在其中可处理至少两个不同的工作包AP。
对于在图3中示出的设备1a，观察生产用于电动车的高电压电池(HV电池)的简化示例。在此，该示例限于将各个电池单元(Batteriezelle)组装(包装)成两个不同类型的HV电池(以下称大电池和小电池)。
该过程如下简化地示出：
1.预备相应的电池壳
2.包装类型1的电池单元且安装在电池壳中
3.包装类型2的电池单元且安装在电池壳中
4.安装电子控制部
5.铺设且焊接缆线连接
6.使电池壳设有盖且密封
该生产过程的一示例性规定是，两个电池类型经历所有这些生产步骤(工作包AP1-AP6)并且(除了电池壳和盖)也得到相同构件。(两个电池类型以不同的份额由两个类型的电池单元构成)。以下的表6说明了用于每个工作包AP和两个电池类型(大的和小的)的大约的处理时间FZ。
应处理工作包AP1-AP6的顺序相应于编号。此外不期望联合或以其它方式匹配工作包。出于空间原因，每个工位AS应有仅仅一个工作者MA工作。
在图3中示出的设备1a的结构的基础处于由工位AS1.1至AS6.1形成的最上面的线中。该最上面的线的每个工位AS1.1-AS6.1能够处理两个不同的工作包AP。
还根据在图3中显示的设备1a的结构，该至少一个构造为选择工位的工位AS可又设立成使得在其中可选择性地处理预定数量的工作包AP1-AP3中的相应于预定顺序的第一工作包AP以及在预定的顺序中不直接邻近第一工作包AP的第二工作包AP。
更精确地，在图3中所示的设备1a中鉴于不同的工作包AP1-AP6的在预定的顺序中的处理彼此相继的分别构造为选择工位的工位AS1.1-AS5.1分别设立成使得在其可选择性地处理分别相应于预定顺序的工作包AP以及分别在预定的顺序中直接后置的工作包AP，其中，该至少一个构造为选择工位的工位AS(其设立成在其中可选择性地处理预定数量的工作包AP1-AP6中的相应于预定顺序的第一工作包AP以及在预定的顺序中不直接邻近第一工作包AP的第二工作包AP)由在预定的顺序中最后的工位AS6.1形成。
以该方式，已双重考虑了每个工作包AP。在节拍时间叉开很小的情况下，如此已可实现简化的矩阵式生产。那么将优选如在带有根据本发明的第三实施形式的设备1b的图4中所示的环形布置，其相应于图3中的第一线。
为了实现更稳定的矩阵式生产，持续特别长时间的工作包AP2、AP3和AP5应又设有多个或冗余的工位AS。
工位AS相应于其要求来构造，其中，工位AS必要时也可在空间上来划分。如此，可在工位AS的不同侧上执行对所设置的工作包AP的工作。但是也可利用相同工具和过程的协同。如此可能利用相同的装置安装类型1和类型2的电池单元以及电子设备。
材料供应也设计相对简单，因为在两个待生产的电池类型中安装相同的构件。在工位AS处具有限定的材料预留的简单的物流方案便足够。
现在参考图5来说明根据本发明的用于制造产品的方法和相应的设备1c的第四实施形式。在图5中示出的设备1c是在图2和3中所示的设备1或1a的在冗余的工位AS的布置方面改型的变体并且具有与这些设备1或1a大致相同配置的部件，然而它们可匹配于图5的设备1c的结构来改型。
这意味着，在图5中示出的设备1c设置成借助于预定数量的分别包含至少一个工作步骤的不同工作包AP来制造产品并且具有预定数量的工位AS，其设立成以预定的顺序依次处理多个工作包AP。此外，根据图5的设备1c具有运输系统10c、一个或多个缓冲部20c和控制装置(未示出)。
工位AS中的至少一个又构造为选择工位，从而在其中可选择性地处理多个工作包AP中的至少两个不同的工作包AP。换言之，至少一个工位AS、多个工位AS或所有工位AS(技术上还有在其处工作的工作者MA的能力)又设计成使得在其中可处理至少两个不同的工作包AP。
还根据在图5中所示的设备1c的结构，该至少一个构造为选择工位的工位AS可又设立成使得在其中可选择性地处理预定数量的工作包AP中的相应于预定顺序的第一工作包AP以及在预定的顺序中不直接邻近第一工作包AP的第二工作包AP。在图5中，矩形的小盒子相应于相应的工位并且在矩形的小盒子中的数据相应于分别可在那里处理的工作包AP，如在图5的图表中在左下所说明的那样。
具体地，编号1-7标记不同的待以编号的顺序处理的工作包AP，其中，通过对于两个不同的生产模型或变体以具有或没有附加字母“b”来标记相应的编号2-7，工作包AP再次被划分。没有字母“b”的编号2-7由此标记用于第一生产模型的工作包AP而具有字母“b”的编号2-7标记用于第二生产模型的工作包AP。工作包AP1对于两个生产模型是相同的。附加地，工位AS应能可变地执行再加工，这被标记为具有字母“N”的工作包AP。此外，工位AS应能执行质量检查，这被标记为具有字母“Q”的工作包AP。最后，工位AS应构造为通用工位，这被标记为具有字母“U”的工作包AP。此外，一个(如所示)或多个工位AS应是自动化的、即可没有工作者MA并且相应地附加地以字母“A”来标记。最终，一个(如所示)或多个工位AS不工作，这以“禁止符(Halteverbotszeichen)”来标记。
根据图5，处于预定的完成状态中的原产品100可通过流水带30和传递工位40被输入设备1c中。其它的产品输入可能性通过进入设备1c中的箭头来表示，而产品输出可能性通过从设备1c中出来的箭头来表示。
结论是，按照根据图2,3,4和5的不同实施形式的公开内容分别示出独立工作的运输系统10,10a,10b和10c和使一工位AS关联多个(彼此独立的)工作内容的方案的组合。
在根据图2,3,4和5的所有不同实施形式中，工位AS的数量可设计成使得为了处理每个工作包AP分别设置有至少两个工位AS。备选地或附加地，每个工作包AP所设置的工位AS的数量可等于工作包AP的数量。
在其中所说明的且可分别在设备1,1a,1b和1c上执行的矩阵式生产方法是可在无固的定节拍时间的情况下进行的生产方案(类似于线生产)。相应地，矩阵式生产是与节拍无关的流水线制造。相应地，矩阵式生产不限于装配过程或车辆生产。通过矩阵式生产且由此通过设备1,1a,1b和1c，可在灵活性提高的情况下获得更高的生产率。此外，对于工作者也可获得改善的工作条件。
附图标记清单
1',1a-1c设备
10a-10c运输系统
20a-20c缓冲部
30流水带
40传递工位
100原产品
AS工位
AP工作包
FZ处理时间。

Claims (11)

1.一种用于借助于预定数量的分别包含至少一个工作步骤的不同工作包(AP)制造产品的方法，其具有：
预定数量的工位(AS)，其设立成以预定的顺序依次处理多个工作包(AP)，其中，所述工位(AS)中的至少一个构造为选择工位，从而在所述选择工位中能够选择性地处理多个工作包(AP)中的至少两个不同的工作包(AP)；
运输系统(10,10a,10b,10c)，其设立成沿着运输路径将产品在其相应的完成度中输送给所述工位(AS)且从所述工位(AS)中导出并且设立成所述产品能够选择性地直接从在所述运输路径上的多个位置中分别输送给所述工位(AS)中的多个；以及
控制装置，其设立成控制用于输送和导出产品的所述运输系统(10,10a,10b,10c)以及用于处理工作包(AP)的工位(AS)并且在每个构造为选择工位的工位(AS)中根据对于工作包(AP)分别所确定的需求控制不同工作包(AP)的处理，
其特征在于，至少一个构造为选择工位的所述工位(AS)设立成使得在其中能够选择性地处理不仅预定数量的工作包(AP)中的相应于预定顺序的第一工作包(AP)而且在预定的顺序中不直接邻近所述第一工作包(AP)的第二工作包(AP)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制装置设立成基于以下至少一项确定所述需求以控制：分别对于所述工作包(AP)所确定的必需的处理时间(FZ)，为了处理不同的工作包(AP)分别所设立的工位(AS)的分别所确定的可用性，以及为了处理不同的工作包(AP)分别所设立的工位(AS)的分别所确定的生产率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述控制装置设立成将所述需求确定为工位需求并且设立成基于工位(AS)的数量、工作包(AP)的数量、对于相应的工作包(AP)所确定的必需的处理时间(FZ)和设备(1,1a,1b,1c)的期望的节拍时间(TZsoll)确定多个工作包(AP)中的相应的工作包(AP)的工位需求。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述运输系统(10,10a,10b,10c)设立成使得所述产品能够选择性地从在所述运输路径上的任意每个位置中直接输送给所述工位(AS)中的每个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述工位(AS)的数量设定成使得为了处理每个工作包(AP)相应设置有至少两个工位(AS)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，每个工作包(AP)所设置的工位(AS)的数量等于工作包(AP)的数量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，至少一个构造为选择工位的所述工位(AS)设立成使得多个工作包(AP)中的在其中能够选择性地处理的不同工作包(AP)中的一个是具有最长的对于处理必需的处理时间(FZ)的工作包(AP)，并且多个工作包(AP)中的在其中能够选择性地处理的不同工作包(AP)中的另一个是具有最短的对于处理必需的处理时间(FZ)的工作包(AP)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，在以预定的顺序处理不同的工作包(AP1-AP6)方面彼此相继的分别构造为选择工位的工位(AS1,1-AS5,1)分别设立成在这些工位中能够选择性地处理不仅分别相应于预定顺序的工作包(AP)而且在预定的顺序中相应直接后置的工作包，并且其中，至少一个构造为选择工位的所述工位由在预定的顺序中最后的工位(AS6,1)形成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，多个工位(AS)中的相应于不同工作包(AP)的预定数量的第一部分数量相应于不同的工作包(AP)的预定的处理顺序布置在第一线中，其中，设置有具有多个工位(AS)中的在其中相应于不同的工作包(AP)的预定的处理顺序布置的另一部分数量的至少一个方向相同地在所述第一线旁边伸延的另外的线，并且其中，布置在任何另外的线中的工位(AS)在垂直于这些线伸延的方向上关于在其中可处理的工作包(AP)中的一个相对于布置在第一线中的工位(AS)是冗余的。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，在所述运输路径中至少一个工位(AS)关联有缓冲部(20,20a,20b,20c)，在其中能够容纳至少一个在相应的完成度中的产品。
11.一种用于执行根据权利要求1所述的方法的设备。
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