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Title
Optimierung und Umbau einer Fertigungslinie mit Fokus auf die Verbesserung der Taktzeit speziell bei der Akustikprüfung
Additional Titles
Optimization and conversion of a production line with focus on improving the cycle time especially in acoustics testing
AuthorPilz, Patrick
Thesis advisorAbraham, Gerhard
Published2017
Date of SubmissionJune 2017
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)RPA-Antrieb / Fertigungslinie / Akustikprüfung / Automatisierte Beschriftung / Verpackungsoptimierung / Schalldruck-Mikrofon / Schallschnelle-Sensor / Fokussierte Messaufnahmen / Korrelation / INKJET-Drucken / Laserbeschriftung / Etikettiersystem mit Applikator / Tintenstrahldrucker / Manueller/automatisierter Verpackungsprozess / Neues Anlangen-Layout / Prozessflussdiagramm / Wertschöpfungskette
Keywords (EN)RPA-Actuator / Production line / Acoustic testing / Automated labeling / Packaging optimization / Sound pressure microphone / Sound velocity sensor / Focused measurement / Correlation / INKJET printing / Laser marking / Labelling system with applicator / Inkjet / Manual/automated packaging process / New production line layout / Process flow diagram / Value chain
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

In den folgenden Absätzen wird der Entscheidungsvorgang eines Optimierungs- bzw. eines Umbauprozesses einer Fertigungslinie erläutert. Bei der Linie soll im Wesentlichen eine Taktzeitoptimierung aufgrund einer Verbesserung der Akustikprüfung stattfinden. Im Zuge dieser Optimierung werden der Akustikprüfprozess, der Beschriftungsprozess und der Verpackungsprozess untersucht und anschließend werden diese mit potentiellen Alternativen verglichen und ausgewertet. Diese drei Stationen sind im Grunde genommen für die derzeit zu lange Taktzeit verantwortlich, was zu Beginn der Arbeit erklärt wird. Fortlaufend wird der genaue Hintergrund und die Entstehungsursache für den Umbau der Anlage begründet.

In weiterer Folge wird genauer auf die Akustikprüfung eingegangen. Es wird dabei das Funktionsprinzip des vorhandenen Schalldruck-Mikrophons und des neuen Schallschnelle-Sensors näher erläutert und beschrieben. Musterprüfungen und Korrelationsmessungen haben eine Korrelation der beiden Verfahren ergeben, weshalb man sich im Projekt für die Verwendung des Schallschnelle-Sensors entschieden hat. Diese Technologie bringt durch seine fokussierte Messung einen wichtigen Vorteil bei der Anwendung und Hantierung mit, da auch keine akustische Abschirmung benötigt wird.

Auch für den Beschriftungsprozess werden die bedeutendsten Eigenschaften und Anwendungskriterien für eine Durchführung mittels Laserbeschriftung, Direktdruckbeschriftung und einem automatischen Etikettiersystem beschrieben. Bemusterungen auf den Deckeln wurden mit allen drei Methoden durchgeführt und ausgewertet. Aus technischer Sicht konnte sich das Etikettiersystem mit einem automatischen Applikator durchsetzen. In einem Diagramm wurden die Verfahren gegenübergestellt und für ausgewählte Kriterien bewertet.

Für den Verpackungsprozess wurden ein automatisches System mit einem 6-Achs-Roboter und ein manueller Prozess mit einer Arbeitskraft gegenübergestellt. Dabei wird auf die Auslastung, den Bewegungsablauf und eventuelle Schwierigkeiten des jeweiligen Verfahrens eingegangen. Letztendlich konnte der Prozess mit dem Menschen durch seine Flexibilität und höhere Auslastung besser Punkten. Die Sicherheitsvorkehrungen wären bei einem Robotereinsatz bei der Verpackung neben dem Menschen zu groß ausgefallen und das Restrisiko für einen potentiellen Unfall zu groß.

Um die ausgewählten Verfahren der einzelnen Prozessstationen in die Anlage integrieren zu können, wird ein neues Anlagenlayout mit den neuen Stationen kreiert. Zudem wurde ein Prozessflussdiagramm erstellt in welchem der neue Ablauf der Anlage beschrieben wird Es wird auf die Einbautechniken eines jeden Moduls einzeln eingegangen und Besonderheiten werden speziell erläutert.

Abstract (English)

The following paragraphs explain the decision-making process for an optimization or rather a rebuilding process of a production line. Essentially, the line is to be subjected to a tact time optimization due to an improvement in the acoustic tests. In the course of this optimization, the acoustics test process, the labeling process and the packaging process are examined and as a result, they get compared and investigated with potential alternatives. These three stations are basically responsible for the unnecessarily long cycle time, which is explained at the beginning of the work. The exact background and the cause of the change of the plant are always established.

Subsequently, the focus is on the acoustics. The principle of operation of the existing sound pressure microphone and the new sound velocity sensor will be discussed in more detail. Pattern tests and correlation measurements have shown a correlation between the two methods, therefore the velocity sensor has been used in the project. Due to its focused measurement, this technology is an important advantage in the application and handling as no acoustic isolation wall is required.

The most important properties and application criteria for laser inscription, direct print labeling and an automatic labeling system are also described in the labeling process. Samples with all three methods on the lids were carried out and evaluated. From a technical point of view, the labeling system with the automatic applicator established oneself. In a diagram, the procedures were compared and evaluated for selected criteria.

For the packaging process an automatic system with a 6-axis robot and a manual process with a working force were presented. In this context the utilization, the course of the movement and the possible difficulties of the respective procedure are discussed. Ultimately, the process with people through its flexibility and higher utilization could score more points. The safety precautions would have been too complex for a robot application in the case of packaging next to humans and the remaining risk for a potential accident would be too high.

In order to integrate the selected processes into the production line, a new production line layout with the new stations is created. In addition, a process flow diagram has been developed in which the new sequences of the production line are described. The installation techniques of each module are discussed separately and special features are explained in detail.

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