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Rüstzeitoptimierung durch Artikelklassifizierung

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Dauer von Arbeitsschritten berücksichtigen

Die Artikelklassifizierung berücksichtigt die unterschiedliche Dauer der einzelnen Arbeitsschritte: Bei einer Extrusion beispielsweise, in der es unterschiedliche Temperaturprofile gibt, wird für manche Produkte eine Temperatur von 180 Grad Celsius gefahren, für andere 130 Grad Celsius. Da das Aufheizen immer schneller als das Abkühlen vor sich geht, nimmt der Wechsel von 130 Grad Celsius auf 180 Grad Celsius weniger Zeit in Anspruch als der Wechsel in umgekehrter Richtung. Beim Abfüllen von Getränken berücksichtigt das System, dass der Wechsel etwa von ‚Cola‘ auf ‚Nicht Cola‘ einen größeren Reinigungsaufwand verursacht als der in der entgegengesetzten Richtung.

Für die Minimierung der Rüstzeiten analysiert das System für jeden Wechsel alle Merkmale und addiert die einzelnen Zeiten. Bei gleichzeitig ablaufenden Vorgängen verwendet es das jeweilige Maximum. Ebenso setzt es die längere Zeit ein, wenn ein langer Reinigungsvorgang einen kürzeren einschließt. Die Software berechnet auch, dass keine Rüstzeit anfällt, wenn aufeinanderfolgende Artikel die gleichen Merkmalswerte besitzen. Das bedeutet für die Optimierung, dass möglichst viele Artikel mit gleichen Merkmalen hintereinander geplant werden, damit sich danach Wechsel mit geringen Rüstzeiten anschließen.

Ein weiterer Vorteil dieses Ansatzes ist, dass alle Merkmalswerte nachvollziehbar vorliegen, denn hinter jedem Wert steckt eine konkrete Zeit. Wenn später überprüft werden soll, wie eine Rüstzeit zustande gekommen ist, lassen sich die entsprechenden Merkmale anzeigen und leicht kontrollieren. Neu in das Produktionsprogramm des Anwenders aufgenommene Artikel werden lediglich einmal klassifiziert und reihen sich dann in das gesamte Rüstschema ein. Nur wenn es erforderlich wird, gänzlich neue Merkmale zu definieren, muss die Klassifizierung mit diesem neuen Merkmal einmal aktualisiert werden.

Praktische Anwendung in der Gummi-Industrie

Ein Projekt bei einem Anwender in der Gummi-Industrie zeigt, welchen Nutzen die Klassifizierung bringen kann: Der Mischprozess für 100 Kilogramm Gummi dauert sechs Minuten. Wenn der Mischer gereinigt werden muss, nimmt dies ebenfalls sechs Minuten in Anspruch. Wird die Reihenfolge nicht optimal geplant, erhält der Anwender im ungünstigsten Fall eine Auslastung der Anlage von 50 Prozent.

Wenn die Reihenfolge optimal geplant wird, muss beispielsweise nur nach jeder zehnten Mischung gereinigt werden. Die Auslastung kann dann fast 90 Prozent erreichen. In diesem Fall kann die Investition in einen neuen Mischer eventuell überflüssig werden. Bei der Analyse der Rüstzeiten war es das Wichtigste herauszuarbeiten, wann die Maschine nur gereinigt werden muss. Ein Merkmal war der Wechsel von Weichgummi auf Hartgummi, denn Weichgummi klebt an den Knethaken, Hartgummi nicht. Ein weiteres Kriterium war, dass bestimmte Öle, die in aufeinanderfolgenden Mischungen enthalten sein können, miteinander reagieren. Je nach Kombination musste gereinigt werden, wenn von der einen Sorte auf die andere gewechselt wurde.

Im Projekt wurden weitere fünf Kriterien erarbeitet. Nach einigen Testläufen kamen zwei weitere hinzu, anschließend war die bestmögliche Reihenfolge erreicht. Das Erarbeiten der Merkmale nahm etwa einen halben Tag in Anspruch, danach wurden die Merkmalswerte den einzelnen Artikeln zugeordnet. In der Summe konnte durch die fortlaufende Analyse die Rüstzeit um 35 Prozent gesenkt werden.

 

Artikelklassifizierung kann Kosten sparen

Bild: FLS

Eine Beispielrechnung zeigt, wie sich die Minimierung der Rüstzeiten um 30 Prozent auf die Produktionskosten auswirken kann. Die Annahme: Der Betrieb hat 40 Arbeitsplätze und arbeitet im Zweischichtbetrieb mit 4.000 Jahresstunden je Arbeitsplatz, davon entfallen acht Prozent auf Rüstzeit. Dies entspricht einer Zeit für das Rüsten von 12.800 Stunden pro Jahr. Bei einem Kostensatz von je 50 Euro pro Stunde für Einrichter und Maschinen entstehen jedes Jahr Rüstkosten von 1.280.000 Euro. Die Reduktion der Rüstzeiten um 30 Prozent hat also eine jährliche Einsparung von 448.000 Euro zur Folge. Diesem Posten steht, zusammen mit den Lizenzkosten für die Planungssoftware und möglicherweise Hardware-Investitionen, ein Einmal-Aufwand von wenigen Tagen gegenüber.


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