Assisted Process Assurance and Documentation in a Small Batch Assembly of Racing Parts

Research output: ThesisMaster's ThesisResearch

Abstract

Durch die Globalisierung der Märkte sind Produktionsbetriebe in Industrieländern heute einem zunehmend verschärften Wettbewerb ausgesetzt. Eine mögliche Lösungsstrategie bietet die Erfüllung der steigenden Individualisierungswünsche durch Kunden.
Automatisierung gilt hierbei als vielversprechender Lösungsansatz um die Qualität der Produkte zu steigern und die Produktionskosten zu senken. Doch gerade in Kleinserienmontagen, mit ihren meist hochkomplexen Arbeitsprozessen und dem erhöhten Bedarf an Flexibilität, werden weiterhin überwiegend menschliche Arbeiter eingesetzt, da Automatisierung in diesem volatilen Umfeld an ihre Grenzen stößt. Die Prozesssicherheit und Dokumentation der Montageprozesse wird dadurch zu einer oft nicht ausreichend abgesicherten Herausforderung.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den besonderen Schwierigkeiten einer variantenreichen Kleinserienmontage und betrachtet die Unterschiede zwischen Mensch und Maschine. Sie untersucht verschiedene Klassen von Assistenzsystemen und wie sie Lösungen zur Sicherung von Qualität und Dokumentation des Montageprozesses liefern können, indem sie die Vorteile von Menschen und innovativen technischen Systemen kombinieren. Die dafür verwendeten Erkenntnisse und Daten, wurden im Rahmen eines Projektes mit einem Unternehmen aus der Automobilindustrie erarbeitet. Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines Konzepts für den Einsatz von Assistenzsystemen in der Montage, um einerseits eine Null-Fehler-Quote zu erfüllen und andererseits den Montageprozess lückenlos zu dokumentieren.
Nach Analyse des derzeitigen Zustands wurden state-of-the-art Technologien und Systeme, die bereits erfolgreich in Produktionsanlagen eingesetzt werden, recherchiert.
In einer zweiten Phase wurden realisierbare Konzepte entwickelt und hinsichtlich vom Unternehmen priorisierter Kriterien bewertet. Um alle relevanten Perspektiven zu berücksichtigen, wurde das endgültige Konzept unter Einbeziehung der am Montageprozess beteiligten Abteilungen ausgewählt und verfeinert. Schließlich wurden Prozessmodelle unter Verwendung des Business Process Model and Notation Standards entwickelt um den assistierten Montageprozess abzubilden. Die Integrationsmöglichkeit weiterer technischer Systeme wurde hierbei berücksichtigt, um ein Höchstmaß an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit zu gewährleisten.
Aus dieser Arbeit ergibt sich ein Überblick über den potentiellen Einsatz von Assistenzsystemen, mit dem Ziel die Prozesssicherheit zu erhöhen und die Rückverfolgbarkeit des Montageprozesses durch Dokumentation zu gewährleisten. Für eine konkrete Aufgabenstellung aus der Industrie liefert sie eine konzeptionelle Lösung, die zeigt, wie kognitive Assistenzsysteme durch Bereitstellung von Informationen unterstützend wirken und gleichzeitig alle relevanten Montageprozessdaten erfassen können.
Translated title of the contributionAssistierte Prozessabsicherung und Dokumentation in einer Kleinserienmontage für Rennsport-Teile
Original languageEnglish
Supervisors/Advisors
  • Karre, Hugo Daniel, Supervisor
Publication statusPublished - May 2018

Cite this

Assisted Process Assurance and Documentation in a Small Batch Assembly of Racing Parts. / Herstätter, Patrick.

2018. 155 p.

Research output: ThesisMaster's ThesisResearch

@phdthesis{db33a033a644496ebc26bb64ae854784,
title = "Assisted Process Assurance and Documentation in a Small Batch Assembly of Racing Parts",
abstract = "Durch die Globalisierung der M{\"a}rkte sind Produktionsbetriebe in Industriel{\"a}ndern heute einem zunehmend versch{\"a}rften Wettbewerb ausgesetzt. Eine m{\"o}gliche L{\"o}sungsstrategie bietet die Erf{\"u}llung der steigenden Individualisierungsw{\"u}nsche durch Kunden.Automatisierung gilt hierbei als vielversprechender L{\"o}sungsansatz um die Qualit{\"a}t der Produkte zu steigern und die Produktionskosten zu senken. Doch gerade in Kleinserienmontagen, mit ihren meist hochkomplexen Arbeitsprozessen und dem erh{\"o}hten Bedarf an Flexibilit{\"a}t, werden weiterhin {\"u}berwiegend menschliche Arbeiter eingesetzt, da Automatisierung in diesem volatilen Umfeld an ihre Grenzen st{\"o}{\ss}t. Die Prozesssicherheit und Dokumentation der Montageprozesse wird dadurch zu einer oft nicht ausreichend abgesicherten Herausforderung. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit den besonderen Schwierigkeiten einer variantenreichen Kleinserienmontage und betrachtet die Unterschiede zwischen Mensch und Maschine. Sie untersucht verschiedene Klassen von Assistenzsystemen und wie sie L{\"o}sungen zur Sicherung von Qualit{\"a}t und Dokumentation des Montageprozesses liefern k{\"o}nnen, indem sie die Vorteile von Menschen und innovativen technischen Systemen kombinieren. Die daf{\"u}r verwendeten Erkenntnisse und Daten, wurden im Rahmen eines Projektes mit einem Unternehmen aus der Automobilindustrie erarbeitet. Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines Konzepts f{\"u}r den Einsatz von Assistenzsystemen in der Montage, um einerseits eine Null-Fehler-Quote zu erf{\"u}llen und andererseits den Montageprozess l{\"u}ckenlos zu dokumentieren. Nach Analyse des derzeitigen Zustands wurden state-of-the-art Technologien und Systeme, die bereits erfolgreich in Produktionsanlagen eingesetzt werden, recherchiert.In einer zweiten Phase wurden realisierbare Konzepte entwickelt und hinsichtlich vom Unternehmen priorisierter Kriterien bewertet. Um alle relevanten Perspektiven zu ber{\"u}cksichtigen, wurde das endg{\"u}ltige Konzept unter Einbeziehung der am Montageprozess beteiligten Abteilungen ausgew{\"a}hlt und verfeinert. Schlie{\ss}lich wurden Prozessmodelle unter Verwendung des Business Process Model and Notation Standards entwickelt um den assistierten Montageprozess abzubilden. Die Integrationsm{\"o}glichkeit weiterer technischer Systeme wurde hierbei ber{\"u}cksichtigt, um ein H{\"o}chstma{\ss} an Flexibilit{\"a}t und Anpassungsf{\"a}higkeit zu gew{\"a}hrleisten.Aus dieser Arbeit ergibt sich ein {\"U}berblick {\"u}ber den potentiellen Einsatz von Assistenzsystemen, mit dem Ziel die Prozesssicherheit zu erh{\"o}hen und die R{\"u}ckverfolgbarkeit des Montageprozesses durch Dokumentation zu gew{\"a}hrleisten. F{\"u}r eine konkrete Aufgabenstellung aus der Industrie liefert sie eine konzeptionelle L{\"o}sung, die zeigt, wie kognitive Assistenzsysteme durch Bereitstellung von Informationen unterst{\"u}tzend wirken und gleichzeitig alle relevanten Montageprozessdaten erfassen k{\"o}nnen.",
author = "Patrick Herst{\"a}tter",
year = "2018",
month = "5",
language = "English",

}

TY - THES

T1 - Assisted Process Assurance and Documentation in a Small Batch Assembly of Racing Parts

AU - Herstätter, Patrick

PY - 2018/5

Y1 - 2018/5

N2 - Durch die Globalisierung der Märkte sind Produktionsbetriebe in Industrieländern heute einem zunehmend verschärften Wettbewerb ausgesetzt. Eine mögliche Lösungsstrategie bietet die Erfüllung der steigenden Individualisierungswünsche durch Kunden.Automatisierung gilt hierbei als vielversprechender Lösungsansatz um die Qualität der Produkte zu steigern und die Produktionskosten zu senken. Doch gerade in Kleinserienmontagen, mit ihren meist hochkomplexen Arbeitsprozessen und dem erhöhten Bedarf an Flexibilität, werden weiterhin überwiegend menschliche Arbeiter eingesetzt, da Automatisierung in diesem volatilen Umfeld an ihre Grenzen stößt. Die Prozesssicherheit und Dokumentation der Montageprozesse wird dadurch zu einer oft nicht ausreichend abgesicherten Herausforderung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den besonderen Schwierigkeiten einer variantenreichen Kleinserienmontage und betrachtet die Unterschiede zwischen Mensch und Maschine. Sie untersucht verschiedene Klassen von Assistenzsystemen und wie sie Lösungen zur Sicherung von Qualität und Dokumentation des Montageprozesses liefern können, indem sie die Vorteile von Menschen und innovativen technischen Systemen kombinieren. Die dafür verwendeten Erkenntnisse und Daten, wurden im Rahmen eines Projektes mit einem Unternehmen aus der Automobilindustrie erarbeitet. Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines Konzepts für den Einsatz von Assistenzsystemen in der Montage, um einerseits eine Null-Fehler-Quote zu erfüllen und andererseits den Montageprozess lückenlos zu dokumentieren. Nach Analyse des derzeitigen Zustands wurden state-of-the-art Technologien und Systeme, die bereits erfolgreich in Produktionsanlagen eingesetzt werden, recherchiert.In einer zweiten Phase wurden realisierbare Konzepte entwickelt und hinsichtlich vom Unternehmen priorisierter Kriterien bewertet. Um alle relevanten Perspektiven zu berücksichtigen, wurde das endgültige Konzept unter Einbeziehung der am Montageprozess beteiligten Abteilungen ausgewählt und verfeinert. Schließlich wurden Prozessmodelle unter Verwendung des Business Process Model and Notation Standards entwickelt um den assistierten Montageprozess abzubilden. Die Integrationsmöglichkeit weiterer technischer Systeme wurde hierbei berücksichtigt, um ein Höchstmaß an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit zu gewährleisten.Aus dieser Arbeit ergibt sich ein Überblick über den potentiellen Einsatz von Assistenzsystemen, mit dem Ziel die Prozesssicherheit zu erhöhen und die Rückverfolgbarkeit des Montageprozesses durch Dokumentation zu gewährleisten. Für eine konkrete Aufgabenstellung aus der Industrie liefert sie eine konzeptionelle Lösung, die zeigt, wie kognitive Assistenzsysteme durch Bereitstellung von Informationen unterstützend wirken und gleichzeitig alle relevanten Montageprozessdaten erfassen können.

AB - Durch die Globalisierung der Märkte sind Produktionsbetriebe in Industrieländern heute einem zunehmend verschärften Wettbewerb ausgesetzt. Eine mögliche Lösungsstrategie bietet die Erfüllung der steigenden Individualisierungswünsche durch Kunden.Automatisierung gilt hierbei als vielversprechender Lösungsansatz um die Qualität der Produkte zu steigern und die Produktionskosten zu senken. Doch gerade in Kleinserienmontagen, mit ihren meist hochkomplexen Arbeitsprozessen und dem erhöhten Bedarf an Flexibilität, werden weiterhin überwiegend menschliche Arbeiter eingesetzt, da Automatisierung in diesem volatilen Umfeld an ihre Grenzen stößt. Die Prozesssicherheit und Dokumentation der Montageprozesse wird dadurch zu einer oft nicht ausreichend abgesicherten Herausforderung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den besonderen Schwierigkeiten einer variantenreichen Kleinserienmontage und betrachtet die Unterschiede zwischen Mensch und Maschine. Sie untersucht verschiedene Klassen von Assistenzsystemen und wie sie Lösungen zur Sicherung von Qualität und Dokumentation des Montageprozesses liefern können, indem sie die Vorteile von Menschen und innovativen technischen Systemen kombinieren. Die dafür verwendeten Erkenntnisse und Daten, wurden im Rahmen eines Projektes mit einem Unternehmen aus der Automobilindustrie erarbeitet. Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines Konzepts für den Einsatz von Assistenzsystemen in der Montage, um einerseits eine Null-Fehler-Quote zu erfüllen und andererseits den Montageprozess lückenlos zu dokumentieren. Nach Analyse des derzeitigen Zustands wurden state-of-the-art Technologien und Systeme, die bereits erfolgreich in Produktionsanlagen eingesetzt werden, recherchiert.In einer zweiten Phase wurden realisierbare Konzepte entwickelt und hinsichtlich vom Unternehmen priorisierter Kriterien bewertet. Um alle relevanten Perspektiven zu berücksichtigen, wurde das endgültige Konzept unter Einbeziehung der am Montageprozess beteiligten Abteilungen ausgewählt und verfeinert. Schließlich wurden Prozessmodelle unter Verwendung des Business Process Model and Notation Standards entwickelt um den assistierten Montageprozess abzubilden. Die Integrationsmöglichkeit weiterer technischer Systeme wurde hierbei berücksichtigt, um ein Höchstmaß an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit zu gewährleisten.Aus dieser Arbeit ergibt sich ein Überblick über den potentiellen Einsatz von Assistenzsystemen, mit dem Ziel die Prozesssicherheit zu erhöhen und die Rückverfolgbarkeit des Montageprozesses durch Dokumentation zu gewährleisten. Für eine konkrete Aufgabenstellung aus der Industrie liefert sie eine konzeptionelle Lösung, die zeigt, wie kognitive Assistenzsysteme durch Bereitstellung von Informationen unterstützend wirken und gleichzeitig alle relevanten Montageprozessdaten erfassen können.

M3 - Master's Thesis

ER -