DE10018167C2 - Vorrichtung zur Fertigungsüberwachung und Kommissionierungseinrichtung mit einer derartigen Vorrichtung - Google Patents

Description

Bei einer Fertigung, z. B. einer Montagelinie in der Automo­ bilindustrie, müssen eine Vielzahl von unterschiedlichen Tei­ len in einer möglichst geordneten Reihenfolge zusammengesetzt werden. Hierzu werden die Teile z. B. manuell vom Montageper­ sonal aus Ordnungseinrichtungen wie z. B. Regalen entnommen. Die Reihenfolge der Materialentnahme kann z. B. durch einen eine ordnungsgemäße Montage zeigenden Ablaufplan oder der­ gleichen vorgegeben werden.

Als ein Beispiel für eine solche Ordnungseinrichtung sollen sogenannte Kommissionierungsschränke genannt werden. Diese werden z. B. an Montagelinien in der Automobilindustrie ein­ gesetzt. Es handelt sich dabei um mit einem Regal vergleich­ bare, beidseitig offene Schränke, bevorzugt mit mehreren Ebe­ nen und mit unter Umständen über Seitenwände getrennten sepa­ raten Fächern. Zur Montage vorgesehene Teile werden z. B. über die Rückseite des Schrankes an die vorbestimmten Stellen bzw. in die vorbestimmten Fächer des Schrankes eingeschoben. Die Teile stehen nun zur Montage bereit und können z. B. vom Montagepersonal durch einen Zugriff über die Frontseite ent­ nommen und in ein Fahrzeug eingebaut werden.

Bei Ordnungssystemen dieser Art besteht grundsätzlich immer das Problem, dass versehentlich falsche Teile entnommen und montiert werden. Dieses Problem tritt besonders bei arbeits­ intensiven Massenproduktionen wie z. B. in der Automobilindu­ strie auf. Dort ist das Montagepersonal verkürzten Montage­ taktzyklen und einer hohen Anzahl an unterschiedlichen Tei­ len, welche durch eine Vielzahl von möglichen Ausstattungsva­ rianten von Fahrzeugen hervorgerufen wird, ausgesetzt. Den­ noch soll das Montagepersonal schnell und sicher die jeweils richtigen Teile aus den entsprechenden Kommissionierungsschränken entnehmen und montieren. Werden versehentlich fal­ sche Teile entnommen und eingebaut, so können hierbei hohe Nachbesserungskosten entstehen.

Beispielhaft soll die Montage von Autoradios genannt werden. So können z. B. in nebeneinander liegenden Fächern eines Kom­ missionierungsschrankes größere Mengen von unterschiedlichen Autoradios abgelegt sein. Durch einen einfachen Fehlgriff ei­ nes Monteurs oder aufgrund einer falschen Befüllung des Schrankes kann der falsche Radiotyp aus dem Kommissionie­ rungsschrank entnommen und in ein Fahrzeug eingebaut werden. Derartige Montagefehler müssen nach der Endkontrolle in einer sehr aufwendigen Weise manuell behoben werden.

In der deutschen Patentanmeldung 199 29 835.1 sind bereits eine Vorrichtung zur Fertigungsüberwachung und eine Kommis­ sionierungseinrichtung mit einer derartigen Vorrichtung be­ schrieben. Diese bekannte Vorrichtung weist einen Datenbus und an den Datenbus angeschlossene Überwachungseinheiten auf, die mit einer Sensoreinheit zur berührungslosen Erfassung von Eingriffen in einen Überwachungsbereich und Mitteln versehen sind, die erste Datensignale erzeugen, wenn die Sensoreinheit einen Eingriff in den Überwachungsbereich erfasst. Ferner ist an den Datenbus eine Verarbeitungseinheit angeschlossen, die erste Datensignale von den Überwachungseinheiten erfasst und zumindest deren Abfolge mittels eines Fertigungsablaufpro­ gramms überwacht.

Aus der DE 26 01 823 A1 wird ein Verfahren zur Steuerung der taktweisen Fließfertigung einer Vielzahl von lediglich im we­ sentlichen gleichen hinsichtlich bestimmter Details voneinan­ der abweichenden Gegenständen, insbesondere von Karosserie­ einzelteilen, beschrieben, wobei an den Gegenständen in ver­ schiedenen transportmäßig verketteten Arbeitsstationen die für die Fertigung erforderlichen Bearbeitungsoperationen nacheinander vorgenommen werden und wobei die jeweiligen Ar­ beitsoperationen einer jeden ein variables Detail betreffenden Arbeitsstation bei jedem Arbeitstakt je nach dem für den betreffenden in einer solcher Arbeitsstation gerade befind­ lichen Gegenstand geforderten Details individuell eingestellt werden.

In der EP 0 854 432 A2 wird eine Einrichtung zur punktförmi­ gen drahtlosen Übertragung von Informationen an mindestens ein stationäres Lesegerät beschrieben. Zum Lesen von Daten­ trägern an Spur geführten Objekten sind dabei Lesegeräte vor­ gesehen, die an einen Rechner angeschlossen sind. Damit auch eine Lage- und Geschwindigkeitserfassung der Objekte ermög­ licht wird, erfolgt das Lesen so, dass einem Lesegerät als Master-Lesegerät mehrere Slave-Lesegeräte in vorgegebenen Ab­ ständen in Spurrichtung zugeordnet sind, welche zyklisch die jeweils detektierbaren Datenträger abfragen.

In der EP 0 645 684 A1 wird ein Verfahren zur Überwachung von Materialflussprozessen mittels eines automatischen Fehlermel­ desystems beschrieben, das durch Sprachausgabe über Telefon dem Anlagenbetreuer vor Ort Störungen meldet und bei der Ent­ störung unterstützt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Fertigungsüberwachung anzugeben, bei deren Verwendung die oben beschriebenen Probleme bekannter Vorrichtungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen An­ sprüchen angegeben. Der Anspruch 17 betrifft eine Kommissionierungseinrichtung, welche eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche aufweist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass die Wahrscheinlichkeit des Einbaus falscher Verarbeitungs­ teile im Rahmen eines Fertigungsprozesses reduziert ist. Wei­ terhin wird mittels der Erfindung auch eine Überprüfung des Vorhandenseins der einzelnen Verarbeitungsteile im jeweils richtigen Fach beispielsweise eines Lagerregals vorgenommen. Folglich werden Fehlbestückungen der Lagerfächer und somit auch der gesamte Materialfluss während des Fertigungsprozes­ ses überwacht.

Beim Auftauchen falscher Verarbeitungsteile besteht die Mög­ lichkeit, dass der Fertigungsmonteur versehentlich in ein falsches Fach gegriffen hat oder das jeweilige Fach falsch bestückt war. In diesen Fällen kann auf dem Display der Quit­ tungseinheit beispielsweise die richtige Fachnummer angezeigt werden, in welches das Verarbeitungsteil zurückgelegt werden muss, oder ein Rücklauffach bezeichnet werden, falls das Ver­ arbeitungsteil nicht zum vorliegenden Arbeitsplatz gehört.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus deren Erläu­ terung anhand der Figur, die ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Fertigungsüberwachung gemäß der Erfindung zeigt.

Ein Lagerregal 1 weist Lagerfächer 11, 12, 13, 14, 15, 16 auf, in welchen verschiedene Verarbeitungsteile gelagert sind, die im Rahmen eines Kraftfahrzeug-Fertigungsvorganges benötigt werden. Jedem dieser Lagerfächer ist ein Leuchtsi­ gnalelement 21, 22, 23, 24, 25, 26 zugeordnet, so dass beim Aufleuchten eines der Leuchtsignalelemente eine eindeutige Zuordnung zu jeweils einem Lagerfach gegeben ist.

Die Leuchtsignalelemente bestehen beispielsweise jeweils aus einer Leuchtdiode in einem Gehäuse, das in einer Ecke des jeweiligen Lagerfaches befestigt ist. Die Leuchtdioden werden über einen Bus 2 von einer Verarbeitungseinheit aus angesteu­ ert, welche eine Auswerteeinheit 4 und einen Fertigungsrech­ ner 5 aufweist. Alternativ dazu ist es auch möglich, jedes Leuchtsignalelement direkt mit der Verarbeitungseinheit zu verbinden.

Die Auswerteeinheit 4 ist über eine Busverbindung 63 mit ei­ ner Erkennungseinheit 6 verbunden, bei der es sich um eine Datenträgerausleseeinheit handelt. Diese Erkennungseinheit kann gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch integrierter Bestandteil der Verarbeitungseinheit sein, wenn es sich bei dem die zu lesenden Daten enthaltenden Datenträ­ ger beispielsweise um eine Diskette handelt.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel hingegen ist der Datenträ­ ger 61, 62 auf einem Fahrzeug 71, 72 lösbar befestigt, wel­ ches auf einem Montageband 7 in den Bearbeitungsbereich ein­ fährt. Auf diesem Datenträger werden zu Beginn der Fahrzeug­ produktion Informationen über für die Fertigung des jeweili­ gen Fahrzeugs notwendige Verarbeitungsteile in Form der Bau­ teilenummern abgespeichert. Diese Bauteilenummern sind indi­ viduell jedem einzelnen zu fertigenden Fahrzeug zugeordnet, so dass auf dem Montageband nacheinander auch Fahrzeuge mit unterschiedlichen Ausstattungsvarianten gefertigt werden kön­ nen. Gegebenenfalls können zusätzlich zu den Bauteilenummern auch einem Fertigungsablaufprogramm entsprechende Daten auf dem Datenträger 61, 62 abgespeichert sein, die dann in einen Speicher der Verarbeitungseinheit übernommen werden und dort zur Steuerung und Überwachung des Fertigungsvorganges dienen.

Weiterhin steht die Verarbeitungseinheit 4, 5 über eine Ver­ bindung 36 mit der Quittungseinheit 3 in bidirektionaler Ver­ bindung. Über diese Verbindung übermittelt die Verarbeitungs­ einheit die vom Datenträger 61, 62 gelesenen Informationen über die Identität der benötigten Verarbeitungsteile an die Quittungseinheit.

Diese weist eine Bedieneinheit 311 und ein Fußgestell 312 auf. Anstelle des Fußgestells kann die Bedieneinheit 311 auch mittels einer Befestigungsvorrichtung seitlich am Lagerregal 1 befestigt sein. Weiterhin enthält die Quittungseinheit 3 eine Anzeigeeinheit 31, auf welcher die Teilenummer eines Verarbeitungsteils darstellbar ist, ein Quittungsleuchtele­ ment 32, einen akustischen Melder 33 sowie einen Ordnungsta­ ster 37 und einen Fehlertaster 34. Ferner enthält die Bedien­ einheit 311 einen Strichcodeleser 35 oder alternativ dazu eine Kamera mit integrierter Bildauswertung.

Der grundsätzliche Ablauf des Fertigungsvorganges ist wie folgt:
Zunächst werden die Regalfächer 11, 12, 13, 14, 15, 16 von ihrer Rückseite her mit den benötigten Verarbeitungsteilen bestückt und die Vorrichtung in Betrieb genommen. Danach fah­ ren die zu fertigenden Fahrzeuge auf dem Montageband 7 in die Fertigungszelle ein. Es erfolgt unter Verwendung der Daten­ trägerausleseeinheit 6 ein Auslesen des spezifischen Verar­ beitungsteilebedarfs des jeweiligen Fahrzeugs sowie eine Übertragung dieser Daten über die Busverbindung 63 an die Auswerteeinheit 4 bzw. die Verarbeitungseinheit 4, 5.

Die Verarbeitungseinheit übermittelt unter Berücksichtigung des vorliegenden Verarbeitungsteilebedarfs und des Ferti­ gungsablaufprogramms Steuersignale über den Bus 2 an das Leuchtelement desjenigen Lagerfaches, in welchem das momentan benötigte Verarbeitungsbauteil abgelegt ist. Dieses wird vom Montagepersonal oder auch mittels eines Roboters aus dem je­ weils gekennzeichneten Lagerfach entnommen und einem Ver­ gleichsvorgang zugeführt.

Dieser Vergleichsvorgang erfolgt dadurch, dass das entnommene Verarbeitungsteil 8, welches mit einem aufgebrachten Barcode­ aufkleber oder einem direkt aufgebrachten Barcode (Strichcode) 81 versehen ist, in den Bereich des Strichcodelesers 35 gebracht wird, so dass der Barcode abgetastet werden kann. Das ermittelte Sig­ nal wird einem in der Bedieneinheit 311 angeordneten Verglei­ cher zugeführt und in diesem mit einem Bauteilenummernsignal verglichen, welches der Bedieneinheit 311 über die Verbindung 36 von der Verarbeitungseinheit 4, 5 zugeführt wurde.

Ist das dem Lagerregal 1 entnommene Verarbeitungsteil 9 nicht mit einem Barcode versehen, sondern mit einer alphanumeri­ schen Bauteilenummer, dann kann diese Nummer entweder von ei­ ner Kamera mit integrierter Auswerteschaltung erfasst werden oder der Montagearbeiter liest die Bauteilenummer vom entnom­ menen Bauteil ab und gibt sie manuell in die Bedieneinheit 311 ein.

Ergibt der durchgeführte Vergleich, dass das richtige Verar­ beitungsteil aus dem Lagerregal 1 entnommen wurde, dann wird dies durch entsprechende Quittungssignale optisch auf dem Quittungsleuchtelement 32 und/oder akustisch mittels des aku­ stischen Melders 33 signalisiert. In diesem Fall kann das Bauteil vom Montagearbeiter in das Fahrzeug eingebaut werden.

Ergibt der genannte Vergleich hingegen, dass ein falsches Verarbeitungsteil aus dem Lagerregal 1 entnommen wurde, dann wird dies ebenfalls durch ein geeignetes Quittungssignal op­ tisch auf dem Quittungsleuchtelement 32 und/oder akustisch mittels des akustischen Melders 33 signalisiert. In diesem Fall kann entweder automatisch die Fachnummer des Faches an­ gezeigt werden, in welches das Teil zurückgelegt werden muss oder es kann die Nummer eines Rücklauffaches angezeigt wer­ den, wenn das entnommene Verarbeitungsteil aufgrund einer Fehlbestückung des Lagerregals gar nicht zum vorliegenden Ar­ beitsplatz gehört.

In allen vorgenannten Fällen erfolgt über die Verbindung 36 eine Rückmeldung von der Bedieneinheit aus an die Verarbei­ tungseinheit 4, 5, so dass diese die jeweils notwendigen wei­ teren Schritte in die Wege leiten kann.

Diese Schritte können darin bestehen, die Bauteilenummer des nächsten, für den Fertigungsvorgang benötigten Verarbeitungs­ teils über die Verbindung 36 an die Bedieneinheit 3 zu über­ mitteln und über den Bus 2 das jeweilige Leuchtelement im La­ gerregal 1 zu aktivieren, oder darin, über die Verbindung 52 innerhalb des Werkes Nachschub für ein bestimmtes Verarbei­ tungsteil anzufordern oder auch lediglich darin, eines der Leuchtelemente 21-26 anzusteuern, um dem Montagearbeiter zu signalisieren, in welches Fach er ein entnommenes falsches Verarbeitungsteil zurücklegen muss.

Der Ordnungstaster 37 und der Fehlertaster 34 können auch bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, wenn das aus dem Lagerregal entnommene Verarbeitungs­ teil eine aufgedruckte alphanumerische Bauteilenummer auf­ weist. In einem derartigen Fall kann der Fertigungsmonteur die aufgedruckte Bauteilenummer mit einer auf der Anzeigeein­ heit 31 angezeigten Bauteilenummer vergleichen und bei einer Übereinstimmung den Vorgang mit dem Ordnungstaster bestätigen oder bei fehlender Übereinstimmung den Vorgang durch Betäti­ gung des Fehlertasters zu quittieren.

Voraussetzung für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist, dass die einzelnen Bauteile individuell gekennzeichnet sind, insbesondere durch einen Barcode oder durch eine individuell aufgebrachte alphanumerische Bauteilenummer.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Fertigungsüberwachung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:
eine Verarbeitungseinheit (4, 5),
eine mit der Verarbeitungseinheit verbundene oder in diese integrierte Datenträgerausleseeinheit (6),
mit der Verarbeitungseinheit verbundene Signalisierungsele­ mente (21-26) und
eine mit der Verarbeitungseinheit verbundene Quittungseinheit (3),
wobei die Verarbeitungseinheit zur aufeinanderfolgenden An­ steuerung der Signalisierungselemente in Abhängigkeit von mittels der Datenträgerausleseeinheit gelesenen Bauteiledaten und eines Fertigungsablaufprogramms sowie zur Übermittlung von Bauteildaten zur Quittungseinheit vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit ein Computer ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Computer einen Speicher für das Fertigungsablaufprogramm aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisierungselemente (21-26) Leuchtsignalelemente sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenträgerausleseeinheit (6) eine außerhalb der Verarbei­ tungseinheit angeordnete Einheit ist und zum berührungsfreien Auslesen eines auf einem Fahrzeug lösbar befestigten Datenträgers (61, 62) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittungseinheit (3) eine Bedieneinheit (311) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittungseinheit (3) ein Fußgestell (312) oder eine Befesti­ gungsvorrichtung zur Befestigung der Quittungseinheit an einem Lagerregal aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittungseinheit (3) eine Anzeigeeinheit (31) aufweist, die zur Anzeige einer Bauteilenummer dient.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittungseinheit (3) mindestens ein Quittungsleuchtelement (32) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittungseinheit (3) einen akustischen Melder (33) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittungseinheit (3) einen Ordnungstaster (37) und einen Fehlertaster (34) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittungseinheit (3) einen Strichcodeleser (35) aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittungseinheit (3) eine Kamera mit Bildauswertung aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Strichcodeleser oder die Kamera mit Bildauswertung ausgangsseitig ein einer Bauteilenummer entsprechendes Signal zur Verfügung stellt und die Quittungseinheit (3) einen Vergleicher aufweist, der zum Vergleichen eines von der Verarbeitungseinheit (4, 5) gelie­ ferten Bauteilenummernsignals mit dem Ausgangssignal des Strichcodelesers oder der Kamera mit Bildauswertung dient.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das mindestens eine Quit­ tungsleuchtelement (32) und/oder der akustische Melder (33) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Vergleichers ange­ steuert werden.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit einen Ausgang für ein Verarbeitungsteil­ anforderungssignal aufweist.

17. Kommissionierungsvorrichtung, insbesondere Lagerregal (1), mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, wobei die Kommissionierungsvorrichtung Fächer (11-­ 16) aufweist, und wobei jedes der Signalisierungselemente (21-26) in einem eigenen Fach angeordnet ist.