DE102005030183A1

DE102005030183A1 - Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans für einen Montageprozess

Info

Publication number: DE102005030183A1
Application number: DE102005030183A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr. März; Boris Nolte; Youssef Sammari; Thomas Fritz
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: MAERZ, LOTHAR, DR., DORNBRIN, AT
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-01-04

Abstract

Um ein Verfahren bereitzustellen, welches es ermöglicht, einen Zeit-Wege-Plan für einen Montageprozess in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, besonders effizient und zeitsparend zu generieren, wird vorgeschlagen, dass das Verfahren Folgendes umfasst:
- Bereitstellen einer Sequenzliste von Unterprozessen des Montageprozesses, wobei jedem Unterprozess eine Prozesszeitdauer und eine Montageposition zugeordnet sind;
- Bereitstellen einer Kapazitätsliste der Montagestationen;
- Erstellen einer Zuordnungsliste, in welcher die Unterprozesse jeweils einer Montageposition und einer Unterprozess-Startkoordinate zugeordnet sind; und
- Erstellen einer graphischen Darstellung der Zuordnungsliste.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans für einen Montageprozess in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst.

Ein solcher Montageprozess, beispielsweise ein Endmontageprozess im Automobilbau, umfasst eine Vielzahl von Unterprozessen, die den aufeinanderfolgenden Montagestationen zugeordnet werden müssen. Diese Zuordnung der Unterprozesse zu den Montagestationen und die zeitliche Abfolge der Unterprozesse werden in einem Zeit-Wege-Plan graphisch dargestellt, um einen raschen Überblick über die Abfolge der Unterprozesse und die Zuordnung der Unterprozesse zu den Montagestationen zu ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches es ermöglicht, einen Zeit-Wege-Plan für einen Montageprozess in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, besonders effizient und zeitsparend zu generieren, so dass Modifikationen in der Abfolge der Unterprozesse und in der Zuordnung der Unterprozesse zu den Montagestationen sehr rasch auf ihre jeweiligen Auswirkungen auf die Auslastung der Montagestationen analysierbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans für einen Montageprozess in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, wobei das Verfahren folgendes umfasst:

– Bereitstellen einer Sequenzliste von Unterprozessen des Montageprozesses, wobei jedem Unterprozess eine Prozesszeitdauer und eine Montageposition zugeordnet sind;
– Bereitstellen einer Kapazitätsliste der Montagestationen;
– Erstellen einer Zuordnungsliste, in welcher die Unterprozesse jeweils einer Montageposition und einer Unterprozess-Startkoordinate zugeordnet sind; und
– Erstellen einer graphischen Darstellung der Zuordnungsliste.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Auswirkungen von Änderungen in der Sequenzliste von Unterprozessen, in der Kapazitätsliste der Montagestationen und/oder in einer Häufigkeitsverteilung von Montagevarianten besonders rasch zu analysieren und graphisch darzustellen, so dass die Auswirkungen von solchen Änderungen sehr rasch überprüft werden können und eine Optimierung des Montageprozesses hinsichtlich einer gleichmäßigen Auslastung der Montagestationen, insbesondere der Arbeiter an den Montagestationen, durch einen iterativen Verbesserungsprozess ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere unter Verwendung eines entsprechend programmierten Computersystems durchgeführt werden, wobei dann das Erstellen der Zuordnungsliste und das Erstellen der graphischen Darstellung der Zuordnungsliste vollautomatisch erfolgen können.

Die Kapazitätsliste der Montagestationen enthält insbesondere Angaben dazu, wie viele Arbeiter an einer Montagestation jeweils zur Verfügung stehen (Werkerdichte).

Besonders günstig ist es, wenn beim Erstellen der Zuordnungsliste die Kapazitäten der Montagestationen berücksichtigt werden.

Um eine Überlastung einer Montagestation zu verhindern, kann ferner vorgesehen sein, dass beim oder nach dem Erstellen der Zuordnungsliste überprüft wird, ob verschiedene Unterprozesse, die derselben Montageposition zugeordnet sind, miteinander kollidieren.

In diesem Fall ist es besonders günstig, wenn eine gegebenenfalls ermittelte Kollision von Unterprozessen in der graphischen Darstellung der Zuordnungsliste angezeigt wird.

Ferner ist es von Vorteil, wenn eine gegebenenfalls ermittelte Kollision von Unterprozessen durch eine Veränderung der Unterprozess-Startkoordinate mindestens eines der betroffenen Unterprozesse behoben wird.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass eine Abhängigkeitenliste bereitgestellt wird, aus welcher sich ergibt, welche Unterprozesse von einem vorgegebenen Unterprozess abhängig sind.

Diese Abhängigkeitenliste gibt also insbesondere an, welche Unterprozesse (Nachfolgeprozesse) erst durchgeführt werden können, wenn bestimmte vorausgehende Unterprozesse (Vorläuferprozesse) abgeschlossen sind.

In diesem Fall ist es besonders günstig, wenn beim oder nach dem Erstellen der Zuordnungsliste überprüft wird, ob die sich aus der Abhängigkeitsliste ergebenden Abhängigkeitsbeziehungen zwischen den Unterprozessen eingehalten werden.

Ferner ist es günstig, wenn eine gegebenenfalls ermittelte Verletzung der Abhängigkeitsbeziehungen zwischen den Unterprozessen in der graphischen Darstellung der Zuordnungsliste angezeigt wird.

Besonders günstig ist es, wenn eine gegebenenfalls ermittelte Verletzung der Abhängigkeitsbeziehungen zwischen den Unterprozessen durch Veränderung der Unterprozess-Startkoordinate mindestens eines der betroffenen Unterprozesse behoben wird.

Die Verletzung der Abhängigkeitsbeziehungen zwischen den Unterprozessen kann insbesondere dadurch behoben werden, dass die Startkoordinate des Vorläuferprozesses nach vorne und/oder die Startkoordinate des Nachfolgeprozesses nach hinten verschoben wird.

Um die Auswirkungen unterschiedlicher Häufigkeitsverteilungen von Montagevarianten, beispielsweise von verschiedenen zu montierenden Fahrzeugvarianten, analysieren zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass eine Häufigkeitsverteilung von Montagevarianten bereitgestellt wird und dass die den Unterprozessen zugeordneten Prozesszeitdauern in Abhängigkeit von der Häufigkeitsverteilung der Montagevarianten ermittelt werden.

Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch vorgesehen sein, dass vorgegebene Unterprozesse vor dem Erstellen der Zuordnungsliste einer Montagestation fest zugeordnet werden können. Hierdurch kann die Zuordnung der betreffenden Unterprozesse zu einer anderen Montagestation der Montagelinie vermieden werden, wenn eine solche Änderung der Zuordnung einen hohen Aufwand zur Verlagerung des Unterprozesses an eine andere Montagestation oder für Neuinvestitionen in Montageeinrichtungen zur Folge hätte.

In diesem Fall kann die Startkoordinate eines fest zugeordneten Unterprozesses insbesondere gleich der Startkoordinate der jeweiligen fest zugeordneten Montagestation gesetzt werden.

Die graphische Darstellung der Zuordnungsliste kann beispielsweise auf einem Bildschirm und/oder auf einem Drucker ausgegeben werden oder in einer Graphikdatei abgespeichert und/oder an ein anderes Rechnersystem übermittelt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Verwendung im Rahmen der Grobeinplanung von Endmontageprozessen im Automobilbau.

Aufgrund der Möglichkeit zur raschen Analyse von Änderungen in der Abfolge der Unterprozesse und in der Zuordnung der Unterprozesse zu den Montagestationen kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans insbesondere einen Bestandteil eines Verfahrens zum Optimieren des Montageprozesses in der Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, bilden.

Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren einen vorbereitenden Bestandteil eines Verfahrens zum Montieren eines Montagegutes, insbesondere von Kraftfahrzeugen, in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, bilden.

Das erfindungsgemäße Verfahren befasst sich mit der Zuordnung von Montage-Unterprozessen zu Montagestationen. Dazu kann die Zuordnung von Montage-Unterprozessen zu Montagestationen aus vorangegangenen Planungen oder aus einer bereits im Betrieb befindlichen Montagelinie herangezogen und gemäß dem jeweiligen Erkenntnisstand der Prozessplanung modifiziert werden.

Die Montagelinie wird dazu in einzelne Bereiche untergliedert, die von einen Linienanfang, einem Linienende und/oder von bestimmten Montagestationen fest zugeordneten Unterprozessen (sogenannten "Monumenten") begrenzt werden.

Die für das Erstellen der Zuordnungsliste relevanten Daten der einzuplanenden Unterprozesse, insbesondere Angaben zu Prozesszeitdauern und Montagepositionen am Montagegut, können aus bereits vorhandenen Datenbanken in ein Anwendungsprogramm, mittels welchem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, über eine geeignete Schnittstelle übernommen werden.

Das zur Durchführung des Verfahrens verwendete Anwendungsprogramm kann ferner die Verwaltung der Zuordnungen von Unterprozessen zu verantwortlichen Planern und Qualitätsbeurteilungen übernehmen.

Ferner kann vorgesehen sein, dass dieses Anwendungsprogramm Übersichten über die aktuellen Bearbeitungsstände der Unterprozesse durch die Fachplaner erstellt.

Ferner ermöglicht das Anwendungsprogramm die Erstellung von Berichten in unterschiedlicher Aggregation und Betrachtung.

Das datenbankbasierte Anwendungsprogramm generiert automatisch graphische Darstellungen der Stations- und Linienaustaktung in Form von Zeit-Wege-Plänen.

Es ermöglicht eine Anzeige von Regelverstößen hinsichtlich der Austaktung und der Belegung der Montagepositionen und Montagestationen.

Ferner ermöglicht das Anwendungsprogramm den Export von Daten, insbesondere der Zuordnungsliste, in strukturierter Form zur Weiterverarbeitung durch andere Anwendungsprogramme.

Die Zuordnung der Montage-Unterprozesse zu den Startkoordinaten und Montagestationen sowie die graphische Darstellung der Zuordnungsliste beinhaltet die Berücksichtigung der unterschiedlichen Montagepositionen und die eingeplante Kapazität der Montagestationen (Werkerdichte).

Damit ist es möglich, unterschiedliche Sequenzen von Unterprozessen und unterschiedliche Häufigkeitsverteilungen von Fahrzeugvarianten in ihrer Auswirkung auf die Auslastung der Montagelinie kurzfristig zu analysieren.

Verletzungen von Abhängigkeitsbeziehungen zwischen verschiedenen Unterprozessen werden unmittelbar sichtbar gemacht.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit eine sowohl genauere als auch schnellere Planung der Eintaktung von Montageprozessen, insbesondere in der Endmontage im Automobilbau.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Darstellung eines auf einem Monitor generierten Hauptmenüs eines bei einem Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans für eine Montagelinie verwendeten Computerprogramms;
2 eine auf einem Monitor generierte Darstellung der Eigenschaften eines Unterprozesses des Montageprozesses der Montagelinie;
3 ein Flussdiagramm, welches den Ablauf der Erstellung einer Zuordnungsliste der Unterprozesse darstellt;
4 ein Flussdiagramm, welches den Ablauf der Bestimmung der Koordinaten eines Unterprozesses in der Zuordnungsliste darstellt;
5 ein Flussdiagramm, welches den Ablauf einer Kollisionsprüfung zwischen mehreren in der Zuordnungsliste enthaltenen Unterprozessen darstellt;
6 ein Flussdiagramm, welches den Ablauf einer Prüfung von Abhängigkeitsbeziehungen zwischen in der Zuordnungsliste enthaltenen Unterprozessen darstellt;
7 einen Ausschnitt aus einer graphischen Darstellung der erstellten Zuordnungsliste in Form eines Zeit-Wege-Plans; und
8 einen vergrößerten Ausschnitt aus der graphischen Darstellung einer weiteren Zuordnungsliste in Form eines Zeit-Wege-Plans.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Das in den 1 bis 8 dargestellte Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans für einen Montageprozess in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, wird mittels eines Computer-Anwendungsprogramms, das auf einem geeigneten Computersystem mit Eingabe- und Ausgabeeinheiten abläuft, durchgeführt.
Dieses Anwendungsprogramm verfügt über eine Benutzeroberfläche, die eine intuitive Bedienung der Anwendung erlaubt.
In 1 ist das Hauptmenü der Anwendung dargestellt.
In dem Abschnitt "Formulare" können vom Bearbeiter verschiedene Formulare zur Eingabe und Verwaltung von Eingangsdaten, welche für die Durchführung des Verfahrens benötigt werden, aufgerufen werden. So werden im Formular "Basisdaten" die grundlegenden Eingangsdaten wie Standort der Montagelinie, Bezeichnung der Montagelinie, Anzahl der Montagestationen der Montagelinie, Anzahl der Arbeiter an den jeweiligen Montagestationen (Werkerdichte) und die Häufigkeitsverteilung der verschiedenen zu montierenden Fahrzeugvarianten eingegeben. Zusätzlich zu diesen Angaben, welche für die Generierung des Zeit-Wege-Plans benötigt werden, können noch weitere Daten hinterlegt werden, beispielsweise die Namen der zuständigen Planer und Qualitätsprüfungstermine.
Im Formular "Prozess" wird eine Sequenzliste von Unterprozessen des Montageprozesses eingegeben, wobei jeder Unterprozess durch eine sogenannte PSD ("Process Short Description") definiert ist, welcher jeweils eine Prozesszeitdauer und eine Montageposition (Verbauort am Fahrzeug) zugeordnet ist, so dass eine Analyse der Montageanforderung je Station möglich wird. Dabei entsprechen die Montagepositionen den möglichen Verbauorten am Fahrzeug, nämlich auf der linken Fahrzeugseite vorne, auf der linken Fahrzeugseite in der Mitte, auf der linken Fahrzeugseite hinten, auf der rechten Fahrzeugseite vorne, auf der rechten Fahrzeugseite in der Mitte oder auf der rechten Fahrzeugseite hinten.
Jedem Unterprozess (PSD) ist eine Sequenznummer zugeordnet, nach der die Unterprozesse in der Sequenzliste geordnet sind. Vorzugsweise werden die Sequenznummern so vergeben, dass ein Vorläuferprozess, der abgeschlossen sein muss, bevor ein Nachfolgerprozess begonnen werden kann, eine niedrigere Sequenznummer erhält als der Nachfolgerprozess.
Die Prozesszeitdauern können entweder von der Häufigkeitsverteilung der Fahrzeugvarianten unabhängig oder aber von der Häufigkeitsverteilung der Fahrzeugvarianten abhängig sein, wenn nämlich die jeweilige Prozesszeitdauer für unterschiedliche Fahrzeugvarianten unterschiedlich ist. So kann die Prozesszeitdauer für bestimmte Fahrzeugvarianten insbesondere null sein, wenn der betreffende Unterprozess bei der betreffenden Fahrzeugvariante gar nicht ausgeführt wird (weil beispielsweise eine Sonderausstattung bei einer Fahrzeugvariante nicht vorgesehen ist). Aber auch wenn ein bestimmter Unterprozess bei zwei verschiedenen Fahrzeugvarianten durchgeführt wird, kann die Zeitdauer, die für die Durchführung des Unterprozesses jeweils benötigt wird, unterschiedlich sein.
Für die Erstellung des Zeit-Wege-Plans wird daher jedem Unterprozess eine über die Häufigkeitsverteilung der Fahrzeugvarianten gemittelte mittlere Prozesszeitdauer zugeordnet.
Wenn also, in einem stark vereinfachten Beispiel, die Fahrzeugvarianten V₁, V₂ und V₃ mit den relativen Häufigkeiten p₁, p₂ bzw. p₃ auftreten und die benötigte Prozesszeitdauer für den betreffenden Unterprozess bei diesen Varianten t₁, t₂ bzw. t₃ beträgt, so wird dem betreffenden Unterprozess die mittlere Prozesszeitdauer t_m = p₁ × t₁ + p₂ × t₂ + p₃ × t₃ zugeordnet.
Im Formular "Sequenz" werden Abhängigkeitsbeziehungen zwischen Unterprozessen, von denen jeweils der erste (Vorläufer) abgeschlossen sein muss, bevor der jeweils zweite (Nachfolger) ausgeführt werden kann, in eine Abhängigkeitenliste eingetragen.
Bei einer Variante des hier beschriebenen Verfahrens können auch einige Unterprozesse bestimmten Montagestationen einer Montagelinie fest zugeordnet werden, wenn aufgrund des zu erwartenden hohen Aufwands zur Verlagerung an eine andere Montagestation oder für Neuinvestitionen in Montageeinrichtungen eine Zuordnung der betreffenden Unterprozesse zu einer anderen Montagestation der Montagelinie vermieden werden soll.
Statt die vorstehend beschriebenen Eingangsdaten für die Generierung eines Zeit-Wege-Plans innerhalb des Anwendungsprogramms über die Formulare manuell einzugeben und/oder zu editieren, können diese Daten auchüber eine Schnittstelle mit einem anderen Programm, beispielsweise über eine Schnittstelle mit MS^® Excel^®, in strukturierter Form eingelesen werden.
Die genannten Grunddaten über die Unterprozesse, die Ressourcen der Montagelinie und die Abhängigkeiten zwischen den Unterprozessen werden von dem Anwendungsprogramm im System MS^® Access^® strukturiert hinterlegt.
Die in einer PSD eines Unterprozesses enthaltenen Informationen können jederzeit angezeigt und verändert werden, wie dies in 2 am Beispiel des Unterprozesses mit der Bezeichnung "QUERTRÄGER, LENKUNG IN MONTAGE-HALTERUNG" dargestellt ist. Diesem Unterprozess ist beispielsweise die Sequenznummer 5004 in der Sequenzliste und eine Prozesszeitdauer von 25 Sekunden zugeordnet.
Nach Eingabe aller benötigten Eingangsdaten kann nun durch Auswahl des Menüpunkts "Sequenzberichte und Zeit-Wege-Plan" im Abschnitt "Berichte" des Hauptmenüs (1) die Erstellung einer Zuordnungsliste, in welcher die Unterprozesse jeweils einer Montageposition und einer Unterprozessstartkoordinate zugeordnet sind, durchgeführt werden.
Der grundlegende Ablauf der Erstellung dieser Zuordnungsliste ist in dem Ablaufdiagramm von 3 schematisch dargestellt.
Wie aus 3 zu ersehen ist, werden nach dem Start dieses Programmteils in einem Programmschritt 102 zunächst der Standort (Montagewerk) und die Bezeichnung (insbesondere die Nummer) der Montagelinie, für welche die Zuordnungsliste generiert werden soll, eingegeben.
In einem darauffolgenden Programmschritt 104 wird abgefragt, ob die Zuordnungsliste für alle Montagelinien des betreffenden Standorts oder nur für eine ausgewählte Linie erstellt werden soll.
Wenn die Zuordnungsliste für alle Montagelinien erstellt werden soll, so wird anschließend eine Programmschleife mit dem Schleifenzähler "Linienrang" durchlaufen, wobei dieser Schleifenzähler in einem Programmschritt 106 zunächst auf 1 gesetzt und dann bei jedem Durchlaufen der Schleife hochgezählt wird.
Wenn die Zuordnungsliste nur für eine ausgewählte Linie erstellt werden soll, so wird der Schleifenzähler "Linienrang" in einem Programmschritt 108 auf den Rang der ausgewählten Linie gesetzt und die Schleife nur einmal durchlaufen.
In einem anschließenden Programmabschnitt 110, der im Detail in 4 dargestellt ist, werden den Unterprozessen (PSD) der jeweiligen Montagelinie Startkoordinaten und Endkoordinaten zugewiesen, welche in einer Zuordnungsliste oder -tabelle 116 ("tbl_PSDTimeLanes") abgelegt werden.
In einem darauffolgenden Programmabschnitt 112, welcher im einzelnen in 6 dargestellt ist, wird dann überprüft, ob die in dieser Zuordnungsliste abgelegten Start- und Endkoordinaten der Unterprozesse (PSD) die in der Abhängigkeitenliste 118 ("tbl_Process-Dependance") hinterlegten Abhängigkeitsbeziehungen zwischen den Unterprozessen verletzen oder nicht.
Im Fall einer Verletzung der Abhängigkeitsbeziehungen wird im Programmschritt 114 eine diesbezügliche Konfliktmeldung an den Benutzer des Programms ausgegeben.
In einem letzten Programmschritt 120 der Programmschleife wird abgefragt, ob die letzte Montagelinie erreicht ist, für welche eine Zuordnungsliste erstellt werden soll.
Wenn dies der Fall ist, wird dieser Programmabschnitt beendet. Ansonsten wird in einem Programmschritt 122 der Schleifenzähler "Linienrang" um 1 erhöht und die Schleife erneut durchlaufen.
Wie aus 4 zu ersehen ist, beginnt der Programmabschnitt 110 (Programmabschnitt "A") mit einem Programmschritt 124, in dem die Variablen Rang_S,P, welche den Rang der aktuellen Montagestation der aktuellen Montagelinie angibt, "Zeile", welche die aktuelle Zeile der Sequenzliste angibt, und "Belegung" der Montagestationen-Belegungsliste ("tbl_Station") initialisiert.
Dabei ist jeder der sechs Montagepositionen (links vorne, links in der Mitte, links hinten, rechts vorne, rechts in der Mitte, rechts hinten) jeweils ein Zeiger ("pointer") mit der Bezeichnung "Rang_S,P" zugeordnet, wobei "S" ("Seite") für die Fahrzeugseite (links oder rechts) und "P" ("Position") für die Position innerhalb der Fahrzeugseite (vorne, in der Mitte oder hinten) steht.
In einem nächsten Schritt wird die erste Zeile der Sequenzliste ("tbl_Sequence") 126, in welcher die Unterprozesse (PSD) in ihrer durch die Sequenznummer festgelegten Reihenfolge enthalten sind, ausgelesen.
Diesem Unterprozess ist eine Montageposition (Seite (PSD) und Position (PSD)) zugeordnet.
In einem anschließenden Programmschritt 128 wird abgefragt, ob die bereits vorhandene Belegung der Montagestation mit dem aktuellen Rang (Rang_S,P) kleiner ist als oder gleich groß ist wie die Werkerdichte in dieser Montagestation. Für diesen Vergleich wird die Werkerdichte der aktuellen Montagestation aus einer Werkerdichteliste 130 ("tbl_Station") ausgelesen.
Wenn die Belegung der aktuellen Montagestation bereits die Werkerdichte dieser Montagestation erreicht hat und somit dieser Montagestation kein weiterer Unterprozess zugeordnet werden kann, wird der Rang der aktuellen Montagestation in einem Programmschritt 132 um 1 erhöht und der Programmschritt 128 nochmals durchgeführt.
Wenn die Belegung der aktuellen Montagestation den Wert der Werkerdichte der aktuellen Montagestation noch nicht erreicht hat, so wird dieser aktuellen Montagestation der aktuelle Unterprozess zugeordnet.
Hierzu wird dem aktuellen Unterprozess (PSD) eine Startkoordinate zugewiesen, welche der Endkoordinate der aktuellen Montagestation ("Endkoordinate Station (Rang_S,P)") abzüglich der Differenz aus der Werkerdichte der aktuellen Montagestation und der Belegung der aktuellen Montagestation entspricht, wobei diese Differenz durch Multiplikation mit einem Proportionalitätsfaktor ("ZeitWeg (Format)") an das jeweils für die Startkoordinaten und Endkoordinaten verwendete Format angepasst wird.
Um die Startkoordinaten und Endkoordinaten später in einfacher Weise in einem Zeit-Wege-Plan ausgeben zu können, kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Startkoordinaten und Endkoordinaten als räumliche X-Koordinaten auf einem Monitor oder auf einem zu bedruckenden Blatt Papier angegeben werden.
In diesem Fall weist der Proportionalitätsfaktor "ZeitWeg (Format)" die Dimension einer Wegstrecke auf.
Die in dem Programmschritt 134 ermittelte Startkoordinate des aktuellen Unterprozesses (PSD) wird in der Zuordnungsliste 116 ("tbl_PSDTimeLanes") abgelegt.
Anschließend wird in einem Programmschritt 136 die zugehörige Endkoordinate des aktuellen Unterprozesses (PSD) ermittelt, indem zu der Startkoordinate des Unterprozesses die auf die Taktzeit der Montagelinie normierte Prozesszeitdauer des Unterprozesses ("Prozesszeit (PSD)/Taktzeit (Linie)") hinzugezählt wird, wobei diese normierte Prozesszeit durch Multiplikation mit dem Proportionalitätsfaktor "ZeitWeg (Format)" auf die Dimension einer Endkoordinate gebracht worden ist.
In einem darauffolgenden Programmabschnitt 138, der im Detail in 5 dargestellt ist, wird ermittelt, ob der aktuelle Unterprozess mit einem anderen Unterprozess an derselben Montageposition kollidiert.
Falls eine solche Kollision vorliegt, wird in einem Programmschritt 140 die Kollision unter Angabe des betroffenen Unterprozesses und der betroffenen Montagestation notiert und in einem Programmschritt 142 die Kollision zwischen den beiden Unterprozessen an der gleichen Montageposition dem Benutzer angezeigt.
Falls in dem Programmabschnitt 138 keine Kollision zwischen verschiedenen Unterprozessen ermittelt wird, wird in einem Programmschritt 144 die Variable "aktRang_S,P" auf den Rang der aktuellen Montagestation gesetzt.
Dasselbe erfolgt im Falle einer Kollision, nachdem die Kollision notiert worden ist. Auch im Falle einer Kollision mit einem anderen Unterprozess wird also die Erstellung der Zuordnungsliste fortgesetzt, wobei lediglich das Vorhandensein einer Kollision angezeigt wird.
In einem darauffolgenden Programmschritt 146 wird die Belegung der aktuellen Montagestation unter Berücksichtigung des dieser Montagestation neu zugeordneten Unterprozesses aktualisiert.
In einem darauffolgenden Programmschritt 148 wird abgefragt, ob die Endkoordinate des aktuellen Unterprozesses (PSD) größer ist als die Endkoordinate der aktuellen Montagestation. Wenn dies der Fall ist, so wird in einem Programmschritt 150 der aktuelle Rang der Montagestation um 1 erhöht und bei einem nochmaligen Durchlaufen des Programmschritts 146 die Belegung der in der Montagelinie nächstfolgenden Montagestation ebenfalls aktualisiert.
Wenn die Endkoordinate des aktuellen Unterprozesses die Endkoordinate der aktuellen Montagestation nicht übersteigt, wird in einem Programmschritt 152 abgefragt, ob der letzte Unterprozess aus der Sequenzliste 126 zugeordnet worden ist.
Wenn dies nicht der Fall ist, wird in einem Programmschritt 154 der Schleifenzähler "Zeile" um 1 erhöht, und der Zuordnungsvorgang aus 4 wird für den Unterprozess aus der nächsten Zeile der Sequenzliste 126 durchgeführt.
Wenn hingegen der letzte Unterprozess aus der Sequenzliste 126 bearbeitet worden ist, wird der Programmabschnitt 110 (Programmabschnitt "A") beendet.
Die Kollisionsprüfung des Programmabschnitts 138 (Programmabschnitt "A2") ist in 5 im einzelnen dargestellt.
Hierbei wird eine Schleife mit dem Schleifenzähler "Zeile" für alle Zeilen der Zuordnungsliste 116 durchlaufen.
In einem Programmschritt 156 wird der Schleifenzähler "Zeile" initialisiert.
In einem darauffolgenden Programmschritt 158 wird abgefragt, ob die Startkoordinate des aktuellen Unterprozesses kleiner ist als die Endkoordinate eines anderen, bereits in der Zuordnungsliste 116 eingetragenen Unterprozesses an derselben Montageposition.
Wenn dies der Fall ist, liegt eine Kollision vor, und das Programm wird mit dem Programmschritt 140 in 4 fortgesetzt.
Ist die genannte Bedingung jedoch nicht erfüllt, so wird in einem Programmschritt 160 abgefragt, ob die letzte Zeile der Zuordnungsliste 116 erreicht ist.
Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem Programmschritt 162 der Schleifenzähler "Zeile" um 1 erhöht und die Schleife erneut durchlaufen.
Ist hingegen die letzte Zeile der Zuordnungsliste 116 erreicht, so steht fest, dass mit keinem der anderen Unterprozesse aus der Zuordnungsliste 116 eine Kollision besteht, und das Programm wird mit dem Programmschritt 144 in 4 fortgesetzt.
Der Programmabschnitt 112 (Programmabschnitt "B") aus 3, durch den geprüft wird, ob eine der Abhängigkeitsbeziehungen der Unterprozesse untereinander beim Erstellen der Zuordnungsliste verletzt worden ist, ist im einzelnen in 6 dargestellt.
Wie aus 6 zu ersehen ist, werden zunächst in einem Programmschritt 164 ein Schleifenzähler "ZeileA" für die Zeilen der Abhängigkeitenliste 118 und in einem Programmschritt 166 ein Schleifenzähler "ZeileB" für die Zeilen der Zuordnungsliste 116 initialisiert.
In einer ersten Programmschleife mit dem Schleifenzähler "ZeileB" wird daraufhin geprüft, ob der Unterprozess (PSD) aus der Zeile A der Abhängigkeitenliste 118 in der Zuordnungsliste 116 enthalten ist.
Hierzu wird in einem Programmschritt 168 abgefragt, ob der Unterprozess aus Zeile A der Abhängigkeitenliste 118 mit dem Unterprozess aus Zeile B der Zuordnungsliste 116 übereinstimmt.
Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem Programmschritt 170 abgefragt, ob die letzte Zeile der Zuordnungsliste 116 erreicht ist.
Falls dies ebenfalls nicht der Fall ist, wird der Schleifenzähler "ZeileB" in einem Programmschritt 172 um 1 erhöht und die erste Schleife, beginnend mit dem Programmschritt 166, erneut durchlaufen.
Wenn hingegen die letzte Zeile der Zuordnungsliste 116 erreicht ist, so steht fest, dass der in der Zeile A der Abhängigkeitenliste 118 enthaltene Unterprozess nicht in der Zuordnungsliste 116 enthaften und somit nicht eingeplant ist.
Nachdem der Umstand, dass der betreffende Unterprozess nicht eingeplant ist, in einem Programmschritt 174 dem Benutzer angezeigt worden ist, wird in einem Programmschritt 176 der Schleifenzähler "ZeileA" um 1 erhöht und das Programm im Programmschritt 166 mit der Prüfung der Abhängigkeitsbeziehung aus der nächsten Zeile der Abhängigkeitenliste 118 fortgesetzt.
Wenn die Abfrage im Programmschritt 168 ergibt, dass der Unterprozess aus der Zeile A der Abhängigkeitenliste 118 in der Zuordnungsliste 116 enthalten ist, so wird in einem Programmschritt 178 die Endkoordinate des betreffenden Unterprozesses aus der Zuordnungsliste 116 ausgelesen und der Schleifenzähler "ZeileB" für das Durchlaufen einer zweiten Schleife über alle Zeilen der Zuordnungsliste 116 initialisiert.
Diese zweite Schleife wird solange durchlaufen, bis derjenige Unterprozess ("PSD_Dep. (ZeileA)") erreicht ist, der von dem in Zeile A der Abhängigkeitenliste 118 enthaltenen Unterprozess abhängt.
Dazu wird in einem Programmschritt 180 abgefragt, ob der in Zeile A der Abhängigkeitenliste 118 zusätzlich zu dem Vorläuferprozess enthaltene abhängige Unterprozess (Nachfolgerprozess) mit dem Unterprozess in Zeile B der Zuordnungsliste 116 übereinstimmt.
Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem Programmschritt 182 abgefragt, ob die letzte Zeile der Zuordnungsliste 116 erreicht ist.
Wenn dies ebenfalls nicht der Fall ist, wird in einem Programmschritt 184 der Schleifenzähler "ZeileB" um 1 erhöht und die Schleife mit dem Programmschritt 180 erneut durchlaufen.
Wenn hingegen die letzte Zeile der Zuordnungsliste 116 erreicht ist, steht fest, dass der Unterprozess, der von dem Unterprozess in Zeile A der Abhängigkeitenliste 118 abhängt, nicht in der Zuordnungsliste 116 enthalten und somit noch nicht eingeplant ist.
Nachdem der Umstand, dass dieser Unterprozess nicht eingeplant ist, im Programmschritt 174 dem Benutzer angezeigt worden ist, wird das Programm im Programmschritt 176 fortgesetzt und die Abhängigkeitsbeziehung in der nächsten Zeile der Abhängigkeitenliste 118 überprüft.
Wenn im Programmschritt 180 festgestellt worden ist, dass der Unterprozess aus der Zuordnungsliste 116 derjenige Unterprozess ist, der von dem Prozess in Zeile A der Abhängigkeitenliste 118 abhängt, so wird in einem darauffolgenden Programmschritt 186 abgefragt, ob die Endkoordinate des Unterprozesses, von dem dieser Unterprozess abhängt, größer ist als die Startkoordinate des abhängigen Unterprozesses.
Falls dies zutrifft, so wird also der abhängige Unterprozess begonnen, bevor der Unterprozess, von dem er abhängt, abgeschlossen ist, was die in der Abhängigkeitenliste 118 hinterlegte Abhängigkeit zwischen diesen beiden Unterprozessen verletzt.
In diesem Fall wird in einem Programmschritt 188 dem Benutzer angezeigt, dass eine Bedingung über die korrekte Reihenfolge der Unterprozesse verletzt worden ist.
Anschließend wird in einem Programmschritt 190 abgefragt, ob die letzte Zeile der Abhängigkeitenliste 118 erreicht und somit die letzte Abhängigkeitsbeziehung zwischen Unterprozessen geprüft worden ist.
Wenn die letzte Zeile der Abhängigkeitenliste 118 noch nicht erreicht ist, wird im Programmschritt 176 der Schleifenzähler "ZeileA" um 1 erhöht und anschließend die nächste Abhängigkeitsbeziehung aus der Abhängigkeitenliste 118 geprüft.
Wenn hingegen die letzte Abhängigkeitsbeziehung aus der Abhängigkeitenliste 118 geprüft worden ist, wird der Programmabschnitt 112 (Programmabschnitt "B") beendet.
Wenn im Programmschritt 186 festgestellt wird, dass die Abhängigkeitsbeziehung zwischen den beiden beteiligten Unterprozessen nicht verletzt ist, wird das Programm ebenfalls im Programmschritt 190 mit der Überprüfung fortgesetzt, ob die letzte Zeile der Abhängigkeitenliste 118 erreicht ist.
Wenn in der vorstehend beschriebenen Weise die Zuordnungsliste 116 erstellt und auf Kollisionen zwischen Unterprozessen sowie auf Verletzungen der Abhängigkeitsbeziehungen zwischen Unterprozessen geprüft worden ist, wird eine graphische Darstellung der erstellten Zuordnungsliste auf einem Monitor des Computersystems und/oder mittels eines Druckers auf einem bedruckbaren Medium ausgegeben oder in Form einer Graphikdatei abgespeichert oder an ein anderen Computersystem übermittelt.
Ein Beispiel einer solchen graphischen Darstellung der Zuordnungsliste 116, die auch als Zeit-Wege-Plan bezeichnet wird, ist in 7 dargestellt.
Dieser Zeit-Wege-Plan umfasst einen mittigen horizontalen Balken 192, welcher die in der jeweils dargestellten Montagelinie aufeinanderfolgenden Montagestationen 194 mit ihren jeweiligen Startkoordinaten 200 und Endkoordinaten 202 repräsentiert.
Im vorliegenden Fall handelt es sich um die Montagelinie "Auto Endmontage 2" mit den Montagestationen "Auto-Endmontage 2-1", "Auto-Endmontage 2-2" usw.
Zu jeder Montagestation ist die Werkerdichte und die aktuelle Belegung der betreffenden Montagestation angezeigt.
Ferner ist jeder Montageposition (links vorne, links in der Mitte, links hinten, rechts vorne, rechts in der Mitte, rechts hinten) jeweils eine horizontale Linie im Zeit-Wege-Plan zugeordnet, längs welcher die an der jeweiligen Montageposition durchgeführten Unterprozesse mit ihren Startkoordinaten 204 und ihren Endkoordinaten 206 und jeweils einem von der jeweiligen Startkoordinate 204 zu der jeweiligen Endkoordinate 206 verlaufenden Pfeil 208 dargestellt sind.
Die auf der linken Fahrzeugseite liegenden Montagepositionen (vorne (V), in der Mitte (M), hinten (H)) sind oberhalb des Balkens 192 der Montagestationen, die auf der rechten Fahrzeugseite liegenden Montagepositionen (hinten (H), in der Mitte (M), vorne (V)) sind unterhalb des Balkens 192 der Montagestationen dargestellt.
Der graphisch dargestellte Zeit-Wege-Plan ermöglicht es, die Auswirkung unterschiedlicher Reihenfolgen der Unterprozesse in der Sequenzliste 126 und die Auswirkung einer vorgegebenen Verteilung von Fahrzeugvarianten auf die Auslastung der Montagestationen und der gesamten Montagelinie übersichtlich darzustellen und in kurzer Zeit zu analysieren.
Durch Veränderungen in der Sequenzliste 126 und in der Verteilungshäufigkeit der Fahrzeugvarianten können rasch hintereinander verschiedene Zuordnungslisten erzeugt und als Zeit-Wege-Plan graphisch dargestellt und somit in einfacher Weise miteinander verglichen werden.
Falls in der Zuordnungsliste 116 enthaltene Unterprozesse miteinander kollidieren oder eine der in der Abhängigkeitenliste 118 hinterlegten Prozessabhängigkeiten verletzen, werden die betreffenden Unterprozesse in dem Zeit-Wege-Plan in einer anderen Farbe als die ordnungsgemäß eingeplanten Prozesse, beispielsweise in roter Farbe, dargestellt, um auf den betreffenden Konflikt bzw. die betreffende Verletzung von Prozessabhängigkeiten hinzuweisen.
Durch die Möglichkeit, Prozessabhängigkeiten in den Eingangsdaten des Anwendungsprogramms zu hinterlegen, werden solche Konflikte somit unmittelbar sichtbar gemacht.
In 8 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus einem Zeit-Wege-Plan einer anderen Montagelinie (Montagelinie Endmontage 4) dargestellt, welcher in derselben Weise aufgebaut ist wie der Zeit-Wege-Plan aus 7.
Aus der vergrößerten Darstellung der 8 ist zu ersehen, dass zu jedem der graphisch dargestellten Unterprozesse die Bezeichnung des betreffenden Unterprozesses (beispielsweise "Hauptlager einmessen & Shims montieren"), die Sequenznummer des betreffenden Unterprozesses (beispielsweise 380200) und die mittlere Prozesszeitdauer des betreffenden Unterprozesses (beispielsweise 191,4s) angegeben werden.
Die mittels des beschriebenen Anwendungsprogramms erzeugten Daten, insbesondere die Zuordnungsliste 116, können über eine Schnittstelle mit MS^® Excel^® in strukturierter Form in eine andere Anwendung exportiert werden (siehe den Menüpunkt "Excel Export" im Hauptmenü, 1).
Das beschriebene Anwendungsprogramm kann beispielsweise auf den Softwareprogrammen MS^® Access^® und MS^® PowerPoint^® aufbauen und unter der Programmiersprache "Visual Basic for Application" (VBA) realisiert werden.
Das beschriebene Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans für einen Montageprozess in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, erlaubt eine genauere und vor allem schnellere Planung der Eintaktung von Montageprozessen in der Endmontage, insbesondere in der Automobilindustrie.
Das beschriebene Verfahren kann einen Bestandteil eines Verfahrens zum Optimieren eines solchen Montageprozesses bilden.
Ein solches Optimierungsverfahren kann wiederum Bestandteil eines Verfahrens zum Montieren eines Montagegutes in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, bilden.

Claims

Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans für einen Montageprozess in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, umfassend: – Bereitstellen einer Sequenzliste (126) von Unterprozessen des Montageprozesses, wobei jedem Unterprozess eine Prozesszeitdauer und eine Montageposition zugeordnet sind; – Bereitstellen einer Kapazitätsliste der Montagestationen; – Erstellen einer Zuordnungsliste (116), in welcher die Unterprozesse jeweils einer Montageposition und einer Unterprozess-Startkoordinate zugeordnet sind; und – Erstellen einer graphischen Darstellung der Zuordnungsliste (116).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erstellen der Zuordnungsliste die Kapazitäten der Montagestationen berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim oder nach dem Erstellen der Zuordnungsliste (116) überprüft wird, ob verschiedene Unterprozesse, die derselben Montageposition zugeordnet sind, miteinander kollidieren.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls ermittelte Kollision von Unterprozessen in der graphischen Darstellung der Zuordnungsliste (116) angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls ermittelte Kollision von Unterprozessen durch eine Veränderung der Unterprozess-Startkoordinate mindestens eines der betroffenen Unterprozesse behoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abhängigkeitenliste (118) bereitgestellt wird, aus welcher sich ergibt, welche Unterprozesse von einem vorgegebenen Unterprozess abhängig sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim oder nach dem Erstellen der Zuordnungsliste (116) überprüft wird, ob die sich aus der Abhängigkeitsliste (118) ergebenden Abhängigkeitsbeziehungen zwischen den Unterprozessen eingehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls ermittelte Verletzung der Abhängigkeitsbeziehungen zwischen den Unterprozessen in der graphischen Darstellung der Zuordnungsliste (116) angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls ermittelte Verletzung der Abhängigkeitsbeziehungen zwischen den Unterprozessen durch Veränderung der Unterprozess-Startkoordinate mindestens eines der betroffenen Unterprozesse behoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Häufigkeitsverteilung von Montagevarianten bereitgestellt wird und dass die den Unterprozessen zugeordneten Prozesszeitdauern in Abhängigkeit von der Häufigkeitsverteilung der Montagevarianten ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vorgegebene Unterprozesse vor dem Erstellen der Zuordnungsliste (116) einer Montagestation fest zugeordnet werden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die graphische Darstellung der Zuordnungsliste (116) auf einem Bildschirm und/oder auf einem Drucker ausgegeben wird oder in einer Graphikdatei abgespeichert wird.
Verfahren zum Optimieren eines Montageprozesses in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, umfassend ein Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Verfahren zum Montieren eines Montagegutes in einer Montagelinie, die mehrere aufeinanderfolgende Montagestationen umfasst, umfassend ein Verfahren zum Generieren eines Zeit-Wege-Plans nach einem der Ansprüche 1 bis 12.