Veränderungsfähigkeit getakteter Fließmontagesysteme: Planung der Fließbandabstimmung am Beispiel der Automobilmontage

Produzierende Unternehmen der Automobilindustrie sind mit der Herausforderung konfrontiert die Marktdurchdringung elektrisch angetriebener PKW wirtschaftlich zu gestalten. Die Prognose der zukünftigen Jahresabsatzzahlen unterschiedlicher Antriebskonzepte unterliegt einer hohen Unsicherheit, sodass die schnelle und wirtschaftliche Reaktion von Unternehmen auf Veränderungen zu einem wesentlichen Erfolgsfaktor wird.
Das Ziel der vorliegenden Dissertation besteht in der Entwicklung einer Methodik zur Fließbandabstimmung, die sowohl Flexibilitäts- und Wandlungsfähigkeitsanforderungen aufgrund Veränderungen im Variantenmix berücksichtigt, als auch eine Bewertung der resultierenden Kosten ermöglicht. ... mehrHierzu erfolgt die Entwicklung eines multikriteriellen Optimierungsmodells, das in Abhängigkeit möglicher zukünftiger Szenarien veränderungsfähige Fließbandabstimmungen erzeugt. Da Flexibilitätsuntersuchungen und die monetäre Bewertung zur Auflösung von Überlast erst nach erfolgter Reihenfolgeplanung durchzuführen sind, wird eine der Optimierung nachgelagerte Bewertung der Fließbandabstimmungen vorgenommen. Aufgrund der konkurrierenden Zielkriterien von Kosten, Flexibilität und Wandlungsfähigkeit schließt die Methodik mit einer multikriteriellen Auswahlentscheidung alternativer Fließbandabstimmungen. Zur Erhöhung der Praxistauglichkeit wurde der Ansatz prototypisch implementiert und im Rahmen einer Pilotanwendung erprobt.
Zusammenfassend leistet die entwickelte Methodik einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von Fließbandabstimmungen im unsicheren Marktumfeld durch den zielgerichteten Einsatz von Veränderungsfähigkeit.

The increasing popularity of electric vehicles poses challenges for companies in the automotive industry. The forecast of market penetration and shares of electrically pow-ered vehicles is a current research topic and is subject to a high degree of uncertainty. This uncertainty of future market share translates into uncertainty of the variant mix used by car manufacturers in order to conduct the planning task of assembly line bal-ancing. Changes in the variant mix can hardly be reacted to once the assembly line balancing has been determined.
Therefrom the scope of the present work can be derived. ... mehrThe daily operation of an assembly system using an initially defined assembly line balancing is to be designed under the premise of high economic efficiency. However, the system's changeability in terms of capacity reserves such as additional assembly stations or cycle time for the purpose of preventive protection against fluctuations in demand reduces the economic efficiency of an assembly system. For this reason, a planning methodology is required that equally pursues and evaluates the efficient design of the assembly line balancing as well as the allocation of additional capacities.
The current literature offers approaches for the mathematical optimization of assembly line balancing. Yet no approach can be identified that optimizes line balancing configu-rations with regard to the trade-off between inherent changeability and operating costs under uncertainty of the future variant mix. For this reason, the aim of the presented approach is to develop a methodology for conducting assembly line balancing planning tasks while taking into account possible future changes in the variant mix depending on defined scenarios.
The proposed methodology consists of three modules. The optimization module fo-cuses on the development of an algorithm for the generation of changeable assembly line balancing configurations. In the evaluation module, the generated solutions are an-alyzed and evaluated with regard to specific production programs of the scenarios. The evaluated configuration alternatives form a multi criteria decision problem that is pro-cessed in the concluding decision module. By determining a ranking order of the alter-natives based on the preference function of a decision-maker, a decision basis is pro-vided.
The developed approach has been discussed and successfully applied in the BMBF-funded research project “EFFECT 360°”. It makes a decisive contribution towards the changeability of assembly line balancing and supports the complex decision-making process in production planning under uncertainty of the future mix of variants.