DE2620732C2 - Verfahren zur Koordinierung von Einzelteilen variabler Fertigungseinheiten, insbesondere von Karosserieteilen beim taktweisen Zusammenbau - Google Patents
Verfahren zur Koordinierung von Einzelteilen variabler Fertigungseinheiten, insbesondere von Karosserieteilen beim taktweisen ZusammenbauInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur laufenden Koordinierung einer Vielzahl von Einzelteilen bei der
taktweisen Fließfertigung von aus den Einzelteilen bestehenden lediglich im wesentlichen gleichen, hinsichtlich
bestimmter auf verschiedene Porten der Einzelteile — variable Einzelteilsorte — verteilter
Details voneinander abweichenden Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien — Fertigungseinheiten —, wobei nacheinander die Einzelteile zu der
Fertigungseinheit zusammengefügt werden und dabei vorgesorgt wird, daß jeweils nur solche Einzelstücke
einer variablen Einzelteilsorte in eine entstehende individuelle Fertigungseinheit eingefügt werden, deren
individuellen Details zu der gewünschten Detailausführung der entsprechenden individueller Fertigungseinheit
passen.
JO Im Automobilbau ist man bestrebt, dem Käufer Sonderwünsche hinsichtlich der Ausstattung des Wagens
zu ermöglichen. Sehr viele Sonderwünsche müssen bereits beim Karosserierohbau berücksichtigt werden,
weil irgendwelche Durchbrüche. Anschweißteile. Anschrauböffnungen od. dgl. angebracht werden müssen.
Betroffen sind in dieser Hinsicht vor allem die Stirnwand zwischen Fahrgastraum und Motorraum, der
Karosserieboden, das Fahrzeugdach, die Vorderradkästen und andere mehr. Bei der Stirnwand beispielsweise
muß bei der Herstellung dieses Karosserieeinzelteiles bereits berücksichtigt werden, ob der entsprechende
Wagen in Rechtslenkerbauart oder Linkslenkerbauart ausgebildet wird, ob Mittelschaltung oder Lenkradschaltung,
ob automatisches oder mechanisches Getriebe gewünscht wird, ob automatische Fensterheber
und/oder eine Klimaanlage eingebaut werden sollen oder nicht. Beim Rohbau der Karosserie insgesamt
müssen je nach Umfang des Sonderwunschprogrammes mindestens dreißig Sonderwünsche berücksichtigt wer-
den. Die Änderungen bzw. Vorkehrungen, die für derartige Sonderwünsche erforderlich sind, mögen
teilweise zwar nur klein sein, sie müssen aber trotzdem beim Rohbau ausgeführt werden, weil ein nachträgliches
Anbringen dieser Abänderungen wenn nicht unmöglich, so doch nur mit unvertretbar hohem
Kostenaufwand möglich ist. Ein Fehler bei der Fertigung von Sonderwunschdetails erfordert meist ein
Herausnehmen des Wagens aus der Fließfertigung und ein gesondertes Einbauen des Sonderwunschens. Eine
so falsche Paarung von Sonderwünschen kann den
betreffenden Wagen insbesondere bei ausgefallenen teueren Sonderwünschen nur mit Preisnachlässen noch
verkäuflich machen. Irrtümliche Sonderwunschdetails müssen in kostspieliger Handarbeit beseitigt werden.
Aus diesem Grunde müssen die teilweise nur geringfügig voneinander abweichenden variablen Einzelteile
vor ihrem Zusammenbau sehr gewissenhaft daraufhin geprüft werden, ob die Einzelteile auch
wirklich gerade die und nur die Sonderwunschdetails enthalten, die für die betreffende Fertigungseinheit, in
die die Einzelteile eingefügt werden sollen, gewünscht werden. Dies ist auch für einen geübten Arbeiter sehr
mühsam und erfordert ein hohes Maß an Konzentration und Verantwortung, weil die relevanten Details weit
über die sehr großen und teueren Teile verstreut sind. Es war daher bisher nötig, die hiermit beschäftigten
Personen nach relativ kurzer Zeit, z.B. nach zwei
Stunden, auszutauschen und anderweitig zu beschäftigen, weil die Konzentration nachließ. Dennoch waren
gelegentliche Fehler unvermeidlich.
Zwar sind Steuerungssysteme bekannt — vgl. DE-OS
18 09 745 —, mit denen verschiedenen Werkstücken
zugeordnete Handhabungsmechanismen in der Weise gesteuert und koordiniert werden, daß jedes Werkstück
eine zugeordnete Verfahrenskennmarke, typischerweise in Form einer kodierten Zahl, aufweist, und die
Werkstücke an jeweils einer von mehreren Werkzeugmaschinenstationen aufgrund ihrer Verfahrenskennmarke
identifiziert werden, damit das richtige Handha-
ein dafür gesorgt, daß die Fahrzeugteile in der gleichen Reihenfolge zum Endmontageband gelangen, in der
auch die entstehenden Fahrzeuge selber montiert werden. Da jedoch die den Motoren und Achsen
zugeordneten Informationen nicht an den Motoren und Achsen selber, sondern lediglich an den Gehängeelementen
der Förderanlage angebracht sind, kann nach einer Störung an der Förderanlage, die ein vorübergehendes
manuelles Entleeren der Förderanlage erforderlieh machte, die Zuordnung der Information zu den
Fahrzeugteilen verlorengehen bzw. vertauscht werden. Nachteilig an der Koordinierung mittels Identnummer
an der entstehenden Fertigungseinheit zum einen und den Einzelteilinformationen an den Einzelteilen selber
ist, daß eine Überprüfung der Zuordnung nicht unmittelbar, sondern nur über den Umweg über einen
zentralen Prozeßrechner bzw. eine zentrale Prozeßsteuerung erfolgen kann, an der erst unter Verwendung
der Identnummer der entstehenden Fertigungseir.heit
abgefragt werden muß, ob zu dieser individuellen Fertigungseinheit das bereitgestellte Einzelteil tatsächlich
gehört. Da bei der Serienfabrikation von kompli
Steuersystem bezieht sich jedoch lediglich auf die Fertigung unterschiedlicher Einzelteile find gibt keinerlei
Anregung in Richtung darauf, wie die verschiedenen Einzelteile einer komplexen Fertigungseinheit richtig zu
einem gewünschten Ganzen zusammengefügt werden können.
Die DE-OS 15 56 616 zeigt ein Verfahren zum Kommissionieren unter Anwendung eines Sortierförderers,
bei dem einem Artikelträger, beispielsweise einer Wanne eine maschinenlesbare Kommissionierungsnummer
zugeordnet wird; außerdem sind den einzelnen Artikeln des ArtikeJsortiments ebenfaifs maschinenlesbare
Informationen zugeordnet, die die einzelnen Artikel ihrer Art nach kennzeichnen. Aufgrund dieser
Kennzeichnung von Kommissionierungswanne und den einzelnen Artikeln können selbsttätig Artikel zu
unterschiedlichen Kommissionen zusammengestellt werden. Dabei ist es gleichgültig, in welcher Reihenfolge
die einzelnen Artikel aus dem Warensortiment in die Kommissionierungswannen eingelegt und zu einer
Kommission zusammengestellt werden. Außerdem ist es auch unerheblich, in welcher Reihenfolge die
einzelnen Kommissionen selber bearbeitet werden. Beides sind jedoch bei der hier zugrunde liegenden
Fließfertigung von Serienteilen mit Sonderwünschen wichtige Gesichtspunkte. Aus diesem Grunde vermittelt
die genannte Literaturstelle keine Anregung zur Verbesserung der Koordinierung der Einzelteile für
eine solche Serienfertigung.
In der Siemens-Zeitschrift 45 (1971) S. 460ff. ist eine Förderanlage mit Auswahlautomatik für das programmgesteuerte
Bereitstellen von Motoren und Achsen in der Automobil-Endmontage beschrieben. Hierbei ist den einzelnen entstehenden Automobilen, in
die die Motoren und Achsen eingebaut werden sollen, eine individuelle Identnummer in kodierter maschinenlesbarer
Form zugeordnet, die das entstehende Automobil individualisiert. Den auf Hängeförderern mit
Gehängeelementen gespeicherten und der Endmontage zugeführien Motoren und Achsen ist jeweils ebenfalls
eine maschinenlesbare Information zugeordnet, die die Fahrzeugteile ihrer Art nach kennzeichnet, einschließlich
der auch bei Motoren und Achsen üblichen Modell- und Ausstattungsvarianten. Zwar ist durch geeignete
Steuerungsmaßnahmen beim Beschicken der die Motoren und Achsen tragenden Förderanlage von vornherzierten
Teilen wie z. B. Personenkraftwagen derartige Koinzidenzvergleiche für viele Fertigungseinheiten und
für sehr viele unterschiedliche Einzelteile durchgeführt werden, führt die jeweilige Rückfrage bei einem
zentralen Prozeßrechner zu einer zeitlich sehr starken Belegung, so daß sich dudurch bei der Koinzidenzprüfung
Wartezeiten ergeben können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verfahrensweise anzugeben, aufgrund der eine visuelle und manuelle
Kontrolle der Einzelteile durch den Menschen entbehrlich wird und trotzdem eine gesicherte Koordinierung
richtiger Einzelteile gewährleistet wird, bei der auch
J5 sichergestellt ist, daß die Einzelteile einer variablen
Einzelteilsorte der Fertigungseinheiten in der gleichen Reihenfolge gefertigt werden wie die Fertigungseinheiten
selber, bei der auch durch Vertauschen von Werkstücken oder Einzelteilen eine ihnen zugeordnete
*o Information nicht verlorengeht bzw. vert.'.tischt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen von
Anspruch 1 verfahren. Aufgrund der örtlichen Zusammenfassung der variablen Ausführungsdetails zu einer
■»5 kurzen maschinenlesbaren individuellen Information
auf einer relativ kleinen Informationsfläche sowohl beim Einzelteil als auch bei der Fertigungseinheit kann
die Zusammengehörigkeit von Teilen maschinell überprüft und bei Fehlern rechtzeitig gewarnt werden. Die
'·' abgeleiteten Einzelteilinformationen können zur Fertigungssteuerung
der Einzelstücke der variablen Einzelteilsorte herangezogen werden.
Um unnötige Pufferzeiten und Pufferraum von
halbfertigen Fertigungseinheiten zu vermeiden, wird vorteilhafterweise der Zeilpunkt, zu dem die Einzelteilinformationen
für eine variable Einzelteilsorte beim Leiteinzelteil der Fertigungseinheit abgefragt werden,
mit einer Vorhaltezeit gegenüber dem Zeitpunkt des Zusammenfügensder Einzelstücke der variablen Einzelteilsorte
in die individuellen Fertigungseinheiten gewählt. Diese Vorhaliezeit ist zweckmäßigerweise der
Fertigungszeit der Einzelstücke der variablen Einzelteilsorte vom Abfragezeitpunkt bis zum Einfügungszeitpunkt
entsprechend ausgewählt. Dann laufen die Einzelteile und die entstehenden Fertigungseinheiten
zeitlich glatt ineinander. Manchmal ist aber aus Gründen einer gewissen zeitlichen Unabhängigkeit eine
Zwischenpufferung von halbfertigen Fertigungseinhei-
ten oder von Baugruppen erwünscht. In diesen Fällen kann auch eine längere Vorhaltezeit zweckmäßig sein.
Wichtig ist dann lediglich eine entsprechende Reihenfolge der individuellen Fertigungseinheiten und der
Einzelstücke in den variablen Einzelteilsorten bzw. der aus ihnen aufgebauten Baugruppen.
Die Erfindung ist anhand eines nachfolgend umrissenen Beispiels kurz erläutert. Der Rohbau einer
modernen selbsttragenden Pkw-Karosserie besteht aus mehreren Baugruppen, nämlich aus dem Vorbau, der
Heckpartie, dem Boden, den Seitenteilen und dem Dach. Diese Baugruppen bestehen ihrerseits wiederum aus
mehreren Einzelteilen, die teils unverändert in allen Karosserien des betreffenden Typs eingebaut (gleichbleibende
Einzelteilsorte) und teils in Abhängigkeit von den Sonderwünschen und den Ausstattungsvarianten
mit abgeänderten Details eingebaut werden (variable Einzelteilsorte). Wichtige variable Einzelteilsorten aus
der Baugruppe des Vorbaus sind die bereits erwähnte Stirnwand und die sogenannten Radläufe, d. h. die Wand
zwischen Radlaufkasten des Vorderrades und dem Motorraum. Ein gleichbleibendes Einzelteil des Vorbaus
ist die obere Quertraverse, an der üblicherweise der Wasserkühler befestigt ist und an den das. Motorhaubenschloß
angebracht ist. Sie verbindet im oberen Bereich die beiden gegenüberliegenden Radläufe.
Normalerweise wird mit dem Vorbau als der kompliziertesten Baugruppe der Karosserie deren
Aufbau und Fertigung begonnen. An den Quertraversen wird jeweils ein Typenschild aufgenietet, welches nicht
nur eine Identifikationsnummer für die betreffende Karosserie sondern — in verschlüsselter Form — auch
alle karosseriebezogenen Sonderwünsche bzw. jeweils gewünschten Ausführungsalternativen enthält, z. B.
Linkslenkerausführung mit Schiebedach und mit Mittelschaltung sowie mit mechanischem Getriebe. Europaversion
der Karosserie als nur eine wahllos herausgegriffene wenn auch sehr häufige Version. Diese
Sonderwünsche bzw. Ausführungsalternativen sind sowohl in visuell lesbarer Form als verschlüsselte
Zahlen als auch in binärkodierter Form nach einem völlig anderen Verschlüsselungssystem auf dem Typenschild
enthalten. Das Typenschild enthält die binärkodierte Information in Form eines Lochmusters, welches
mit einem pneumatischen Lesekopf abtastbar ist. Dieser ist Gegenstand einer anderen Anmeldung der Anmelderin.
Jeder einzelne Bit des binärkodierten Informationsfeldes bedeutet einen bestimmten Sonderwunsch bzw.
eine bestimmte Ausführungsalternative. Ein Loch bedeutet, daß der betreffende Sonderwunsch ausgeführt
werden soll, eine geschlossene Fläche an einem bestimmten Bit bedeutet, daß er nicht ausgeführt
werden soll. Ein Loch an einer anderen Stelle bedeutet, daß die eine von zwei Ausführungsalternativen, z. B.
Lenkrad- oder Mittelschaltung kein Loch, daß die andere Alternative ausgeführt werden soll.
Die Anbringung des Typenschildes auf der Quertraverse ist aus mehreren Gründen zweckmäßig. Dieses
Einzelteil ist gleichbleibend bei allen Fertigungseinheiten und es ist ein relativ kleines Einzelteil und läßt sich
auf kleinem Raum in relativ großen Stückzahlen speichern. Die Quertraverse ist sowohl während der
Entstehung des Vorbaus als auch während der Entstehung der ganzen Karosserie und auch beim
fertigen Wagen gut zugänglich. Im übrigen wird die Quertraverse zu einem sehr frühen Zeitpunkt innerhalb
der Entstehung einer Karosserie in die entsprechende Fertigungseinheit eingefügt. Aus diesem Grunde ist die
Quertraverse das Leiteinzelteil der Karosserie, welches sämtliche relevanten Details der entsprechenden
zugehörigen Karosserie in maschinenlesbarer Form enthält.
Die Quertraversen mit den angenieteten Typenschildern werden in einem Puffer gespeichert und an ihnen
die Informationen abgetastet. Aus dieser Information werden die Informationen, die beispielsweise für die
Stirnwand erforderlich sind, ausgewählt und auf einem Anschweißflansch eines Stirnwandrohlings übertragen.
Die Einzelstücke der variablen Einzelteilsorten werden bis zu einem gewissen Fertigungsgrad untereinander
gleich hergestellt Im Abschluß daran werden die Rohlinge in eine Sonderstraße für die Sonderwünsche
eingebracht. In diesen Sonderstraßen können auch noch weitere stets gleichbleibende Fertigungsschritte vorgenommen
werden. In der ersten Arbeitsstation dieser Sonderstraßen werden die vom Leiteinzelteil abgefragten
auf die betreffende Einzelteilsorte bezogenen ausgewählten Informationen am Werkstückrand eingslocht,
z.B. in einem AnschweüF-snsch. In den übrigen
Arbeiisstationen sind entsprechende Leseeinrichtungen, die die Bauteilinformation abtasten, und die Werkzeuge
der jeweiligen Arbeitsstationen in Arbeitsbereitschaft bzw. in eine wirkungslose Stellung bringen. Das
Werkstück steuert seine Fertigung in der Sonderstraße also selber.
Aufgrund der Übertragung der Bauteilinformationen von den in den Fertigungsgang gegebenen Leiteinzelteilen
wird sichergestellt, daß dicr Einzelteile einer Baugruppe in entsprechender zusammengehöriger
Reihenfolge hergestellt werden. Eine Bauteilkoordinierung und Überwachung vor dem Zusammenbau ist trotz
dieser passenden Reihenfolge nicht entbehrlich, weil durch eine störungsbedingte Bauteilherausnahme, durch
eine Lücke in der Fertigung eines Teiles oder durch Werkstückvertauschung die Reihenfolge bzw. ihr
Zusammenpassen gestört werden kann.
Die Bauteilinformationen für die variablen Einzelteilsorten
des Vorbaus werden von den Quertraversen als Einzelstücke abgeleitet. Der Zeitpunkt der Abfra-,jung
für eine Einzelteilsorte richtet sich nach der Taktzahl d. h. der Länge der Sonderstraße für die
betreffende Einzelteilsorte. Zum Beispiel ist die Sonderstraße für die Stirnwand relativ fang und die
Bauteilinformationen für die Stirnwand müssen als erstes abgefragt werden. Die Sonderstraßen für die
beiden Radläufe sind kürzer und deren Bauteilinformationen werden später abgefragt. Die Zeitpunkte der
Abfragung und Übertragung sind so aufeinander abgestimmt, daß die zu einem bestimmten Vorbau
gehörigen Einzelteile gleichzeitig oder mit einer solchen gegenseitigen Verschiebung fertig werden, wie sie in die
Baugruppe eingefügt werden. Die Teile können dann ohne Pufferung taktrein zu dem Vorbau zusammengefügt
werden.
Auch die Bauteilinformationen für die Einzelteile anderer Baugruppen werden an dem Typenschild des
Leiteinzelteües abgefragt. Der Zeitpunkt der Abfragung richtet sich danach, wie lang die Fertigungszeit der
anderen Baugruppe und die Taktzahl von deren Einzelteilen in der entsprechenden Sonderstraße ist.
Der Zeitpunkt hängt auch davon ab, ob die betreffende Baugruppe vor dem Einfügen in die entsprechende
Karosserie zwischengespeichert werden soll oder nicht.
Neben den Vorteilen einer gesicherten Bauteilkoordinierung bei der Sonderwunschfertigung biete», die
Erfindung auch die Möglichkeit, die Vielfalt der
Sonderwiinsche ohne Sichurhcitscinbußc in der Fertigung
und ohne Kosten zu steigern und das Angebot beim Käufer attraktiver zu gestalten.
Daneben steht aber auch noch ein ganz anderer Vorteil der Erfindung. Bei Fahrzeugkarosserien bieten
die werkstückgebundenen Informationen eine gute Konirollniöglichkeit bei Typenschildvertauschungen.
Bei Zollschmuggel und Diebstahl wird vielfach das angenietete Typenschild eines Personenkraftwagens
ausgetauscht, um so eine andere Identität des Fahrzeuges
vorzutäuschen. Sind in dem Typenschild auch die .Sonderwünsche des betreffenden Wagens in kodierter
Form enthalten und finden sich diese Informationen an vielen unbekannten, schwer zugänglichen überlackierten
Stellen der Karosserie verstreut wieder, so ist eine
betrügerische Unregelmäßigkeit der angesprochenen Art auch bei Fahrzeuguinbau leicht nachweisbar.
Claims (3)
1. Verfahren zur laufenden Koordinierung einer Vielzahl von Einzelteilen bei der taktweisen
Fließfertigung von aus den Einzelteilen bestehenden lediglich im wesentlichen gleichen, hinsichtlich
bestimmter auf verschiedene Sorten der Einzelteile - variable Einzelteilsorte - verteilter Details
voneinander abweichenden Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien - Fertigungseinheiten
—. wobei nacheinander die Einzelteile zu der Fertigungseinheit zusammengefügt werden und
dabei vorgesorgt wird, daß jeweils nur solche Einzelstückc einer variablen Einzelteilsorte in eine
entstehende individuelle Fertigungseinheit eingefügt werden, deren individuelle Details zu der jeweils
gewünschten Detailausführung der entsprechenden individuellen Fertigungseinheit passen, dadurch
gekennzeichnet, daß an jedem individuellen Stück eines zu einem sehr frühen Entstehungszeitpunkt
in die Fertigungseinheit einzubauenden Einzelteiles — Leiteinzelteil — eine sämtliche
Details der entsprechenden individuellen Fertigungseinheit in kodierter Form enthaltende maschinenlesbare
Information — Gesamtinformation — angebracht wird, daß an jedem individuellen
Einzelstück einer variablen Einzelteilsorte bei dessen Fertigung ebenfalls eine die Details des
jeweiligen Einzelstückes in kodierter Form enthaltende maschinenlesbare Information — Einzelteilinformation
— vor dem ersten ein variables Detail dieser Einzelteilsorte betreffenden Arbeitstakt angebracht
wird, in dem die Einzelteilinformation für die Einzelstücke einer variablen Einzelteilsorte
aufgrund einer jeweiligen Abtastung der Gesamtinformation an den individuellen Leiteinzelteilen und
aufgrund einer Auswahl der für die variable Einzelteilsorte benötigten Gruppe von Einzelteilinformationen
gewonnen und jede Einzelteilinformation in der den individuellen Leiteinzelteilen
entsprechenden Reihenfolge auf jeweils ein Einzelstück der variablen Einzelteilsorte übertragen wird,
daß die Einzelteilinformationen an den Einzelstükken einer variablen Einzelteilsorte für die selbsttätige
Steuerung der die variablen Details ausführenden Arbeitsstationen ausgenützt wird, derart, daß in
jeder Arbeitsstation die Einzelteilinformationen maschinell abgetastet werden und die Werkzeuge
der Station individuell danach in Wirkung gebracht oder wirkungslos gemacht werden, daß taktweise
vor jedem Einfügen eines fertigen Einzelstückes einer variablen Einzelieilsorte in eine individuelle
Fertigungseinheit sowohl die Gesamtinformation des Leiteinzelteiles an der entstehenden Fertigungseinheit als auch die Einzelteilinformation des
hinzukommenden Einzelstückes abgetastet wird, daß die Informationen miteinander maschinell
verglichen werden und daß bei Verträglichkeit der Informationen das Einbauen des Einzelstückes
freigegeben bzw. bei Unverträglichkeit der Informationen das einzufügende Einzelstück der variablen
Einzelteilsorte und/oder die entstehende Fertigungseinheit aus der Fertigung herausgenommen
wird.
2. Verfahren nach Anspruch !. dadurch gekennzeichnet,
daß der Zeilpunkt, zu dem die Einzelteilinformationen
für eine variable Einzclteilsorte beim Leiteinzelteil der Fertigungseinheit abgefragt werden,
mit einer Vorhaltzeit gegenüber dem Zeitpunkt des Zusammenfügens der Einzelstücke der variablen
Einzelteilsorte in die individuellen Fertigungseinheiten gewählt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorhaltzeit der Fertigungszeit der Einzelstücke der variablen Einzelteiisorte vom
Abfrage- bis zum Einfügungszeitpunkt entspricht
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ID=5977603
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Legal Events
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Ipc: B62D 65/00 |
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8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: OSTROWSKI, OSWALD, 7032 SINDELFINGEN, DE GOLLMAR, KLAUS, DIPL.-ING., 7240 HORB, DE ROESSLER, HANNS,DIPL.-ING., 7000 STUTTGART, DE |
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8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8330 | Complete disclaimer |