Optimierung der Werkszeugwechselstrategie in der spanenden Fertigung unter Berücksichtigung der Linienverfügbarkeit, Werkzeug-, Rüstkosten.

优化金属切削生产中的换刀策略，同时考虑生产线可用性、刀具和设置成本。

• 批准号: 142624354
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Eberhard Abele
• 金额: --
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/142624354?language=en
• 关键词: Optimierung; der; Werkszeugwechselstrategie; spanenden; Fertigung

Ausgangslage: Unsichere Bedarfsprognosen und kürzer werdende Produktlebenszyklen bei der gleichzeitigen Forderung nach hohem Nutzungsgrad der meist kapitalintensiven Anlagen und Maschinen sind heute für die spanenden Fertigung kennzeichnend. In der Produktion insbesondere in der Automobilindustrie reagieren die Anwender von Zerspanungstechnologie darauf mit neuen Fertigungskonzepten. Während noch vor einigen Jahren für große Stückzahlen vorwiegend Transferstraßen eingesetzt wurden, findet hier ein Wandel statt. Neben der Transferstrasse kommen Bearbeitungszentren in serieller oder paralleler Aufstellung, als Ergänzung oder Substitut von Transferkonzepten zum Einsatz. Darüber hinaus existieren neuen Maschinenkonzepte, wie sogenannte Fertigungsmodule (mit ortsfesten Werkzeugen und Werkstückhandling) oder Flexible Bearbeitungszentren. Durch die Ansätze der Lean-Production kommen auch Konzepte zum Einsatz, die auf einfache Bearbeitungsmaschinen setzen und diese in U-Form anordnen (Chaku-Chaku- Linien). Dies zeigt, dass der Forderung nach erhöhter Flexibilität bei gleicher Produktivität sowohl durch technische als auch organisatorische Maßnahmen begegnet wird. Diese Veränderungen führen dazu, dass neue organisatorische Probleme entstehen, die gelöst werden müssen. Dazu gehört die Wechselstrategie für spanende Werkzeuge. Diese Werkzeuge weisen einen spezifischen Nutzungsvorrat auf, die Standmenge. Während bei Bearbeitungszentren schnelle Werkzeugwechsel möglich sind, verursachen Werkzeugwechsel bei den oben genannten neueren Maschinenkonzepten erhebliche Stillstände, da die ortsfesten Werkzeuge beim Wechsel einen Eingriff in den Arbeitsraum der Maschine erfordern – verbunden mit einem meist mehrstündigen Stillstand der Maschinen. Für einfache Maschinenkonzepte deren Einsatz in der Lean-Production propagiert wird, sowie für neue Maschinenkonzepte, fehlen sowohl die technischen als auch die organisatorischen Konzepte, die eine Minimierung der werkzeugwechselbezogenen Stillstände der Linien gewährleisten. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Methodik, die die Ableitung einer kostenoptimalen Werkzeugwechselstrategie für eine Produktionslinie unter gegebenen Zerspanungsprozessen (Takzeiten, Standzeiten etc.) und Wechselzeiten ermöglicht. Gerade bei Produktionsprozessen, die sich über mehrere starr oder mit wenigen Puffern verkettete Maschinen erstrecken ist es dabei entscheidend eine effiziente Werkzeugwechselstrategie zu entwickeln. Unter Werkzeugwechselstrategie ist die Reihenfolge und Häufigkeit der Wechsel von Zerspanwerkzeugen zu verstehen. Ausgehend von den beiden Extrema von Werkzeugwechselstrategien, einer rein Standmengenbezogenen, d.h. jedes Werkzeug wird nach Erreichen seiner Standmenge gewechselt, oder einer rein intervallbezogenen Wechselstrategie, d.h. die Bündelung der Wechsel auf definierte Intervalle unter bewussten Verzicht auf Teile der Standmenge, werden die Werkzeugwechselprozesse modelliert. Die Strategien weisen verschiedenen Stärken und Schwächen auf. So ist die rein standmengenbezogene Strategie gerade bei stark unterschiedlichen Standmengen mit hohen Stillstandszeiten der Werkzeugmaschinen verbunden. Demgegenüber steht der intervallbezogene Werkzeugwechsel, der zu erhöhten Werkzeugkosten durch die Reduktion der genutzten Standmenge führt (s. Abbildung 1).

Ausgangslage：Unsichere Bedarfsprognosen und kürzer werdende Produktlebenszyklen bei der gleichzeitigen Forderung nach hohem Nutzungsgrad der meist kapitalintensen Anlagen und Maschinen sind heute für die spanenden Fertigung kennzeichnend。在汽车工业的生产过程中，我们要了解新的技术方案。在整个赛季中，您将在转乘路线上找到一个完整的路线，并在万德尔状态中找到它。 Neben der Transferstrasse kommen Bearbeitungszentren in serieller order paraller Aufstellung, as Ergänzung oder Substitut von Transferkonzepten zum Einsatz. Darüber hinaus 存在新的 Maschinenkonzepte，wie sogenannte Fertigungsmodule（mit ortsfesten Werkzeugen und Werkstückhandling）或灵活的 Bearbeitungszentren。精益生产的解决方案包括 Konzepte zum Einsatz、Bearbeitungsmaschinen setzen 和 U-Form anordnen (Chaku-Chaku-Linien)。现在，在生产过程中，生产的灵活性与组织管理的技术有关。 Diese Veränderungen führen dazu、dass neue Organisatorische entstehen、die gelöst werden müssen。 Dazu gehört die Wechselstrategie für spanende Werkzeuge。 Diese Werkzeuge weisen einen spezifischen Nutzungsvorrat auf, die Standmenge。 Während bei Bearbeitungszentren schnelle Werkzeugwechsel möglich sind，verursachen Werkzeugwechsel bei den oben genannten neueren Maschinenkonzepten erhebliche Stillstände，da die ortsfesten Werkzeuge beim Wechsel einen Eingriff in den Arbeitsraum der Maschine erfordern – verbunden mit einem meist mehrstündigen Stillstand der Maschinen。精益生产中的机械设计、新机械设计、组织设计、生产线最小化 gewährleisten。未来的研究是一种方法论、一种优化生产策略（Takzeiten、Standzeiten 等）和 Wechselzeiten ermöglicht 的生产策略。生产过程中的生产过程，是由 Puffern 制造商负责的，它是最有效的 Werkzeugwechselstrategie zu entwickeln。 Unter Werkzeugwechselstrategie ist die Reihenfolge und Häufigkeit der Wechsel von Zerspanwerkzeugen zu verstehen。设备战略中的极端情况，在Standmengenbezogenen，d.h. jedes Werkzeug wird nach Erreichen seiner Standmenge gewechselt, oder einer re intervallbezogenen Wechselstrategie, d.h.在定义 Intervalle 的 Wechsel 和在 Standmenge 上进行 Verzicht 时，我们会看到 Werkzeugwechselprozesse 模型。 Die Strategien weisen verschiedenen Stärken und Schwächen auf。因此，这就是在完全不符合工厂现状的情况下制定的战略。 Demgegenüber steht der Intervallbezogene Werkzeugwechsel, der zu erhöhten Werkzeugkosten durch die Reduktion der genutzten Standmenge führt (s. Abbildung 1)。