Modell zur Ermittlung der optimalen Werkzeugwechselstrategie für die spanende Großserienfertigung

Stetige Weiterentwicklungen bei Schneidstoffen und Beschichtungen haben einen Beitrag zur kontinuierlichen Reduktion der Bearbeitungszeiten geleistet. Jedoch kann eine gesteigerte Bearbeitungsgeschwindigkeit die Werkzeugstandmenge reduzieren. Dies bedingt häufigere Werkzeugwechsel und somit längere Anlagenstillstände für verschleißbedingte Werkzeugwechsel, insbesondere bei starr verketteten Produktionslinien. Werden Werkzeugwechsel, die aufgrund des Erreichens der Standmenge zeitlich nahe aneinander liegen, zusammengefasst, bietet sich Potential, die Stillstandszeiten zu senken. Gleichzeitig werden aber Werkzeuge vor Erreichen ihrer Standmenge gewechselt und die Werkzeugkosten erhöht. Neben dieser Bündelung können Werkzeugwechsel auch durch mehrere Mitarbeiter gleichzeitig, statt durch einen Mitarbeiter sequentiell, durchgeführt werden. Dies kann die Stillstandszeiten weiter reduzieren, aber zu einer Erhöhung der Personalkosten führen. Um ganzheitliche Werkzeugwechselstrategien (Strategien, welche die Reihenfolge, Häufigkeit der Wechsel von Zerspanwerkzeugen und die damit verbundene Personalorganisation vorgeben) zu realisieren, ist ein Minimum aus Werkzeug-, Maschinenstillstands- und Personalkosten zu finden. Dieses Buch zeigt die grundsätzlichen Möglichkeiten zur Gestaltung von Werkzeugwechselstrategien in Abhängigkeit der gängigen Maschinenkonzepte der Großserienfertigung auf und führt die Erkenntnisse in einem mathematischen Modell zusammen. Dieses Modell ermöglicht die Ableitung einer kostenoptimalen Werkzeugwechselstrategie für starr verkettete Produktionslinien unter gegebenen Zerspanungsprozessen (Taktzeiten, Standzeiten etc.), Wechselzeiten. Das vorgestellte Modell wird im Rahmen eines Fallbeispiels erprobt.