Verfahren zur kostenoptimalen Losgrößenbildung unter Berücksichtigung des Verschleißes von Schmiedewerkzeugen

Thema	Werkzeug- und Formenbau, Umformtechnik
Projekttitel	Verfahren zur kostenoptimalen Losgrößenbildung unter Berücksichtigung des Verschleißes von Schmiedewerkzeugen (LöWe)
Laufzeit	01.09.2015 – 31.08.2017
Ergebnisse	Abschlussbericht
Download	Mit Logistik gegen den Verschleiß (Jahresbericht 2015)
Pressemitteilung	Schmiedeunternehmen können Kosten sparen – dank optimaler Losgröße

Möglichkeiten, den Werkzeugverschleiß zu minimieren, bestehen unter anderem in der Änderung von Werkzeug, Werkstück oder Umformmaschine. Diese Änderungen sind jedoch mit einem großen Aufwand verbunden. Eine alternative Möglichkeit, Werkzeugbelastungen zu verändern, besteht in der Anpassung der Losgröße. Für die schmiedetechnische Fertigung eines Loses wird ein sogenannter thermischer Zyklus beim Schmieden durchlaufen. Je mehr thermische Zyklen durchlaufen werden, umso größer sind die thermische Belastung und der Werkzeugverschleiß beziehungsweise die damit verbundenen Instandhaltungskosten. Eine einseitige Optimierung der Losgröße bezüglich einer Senkung der Instandhaltungskosten ist jedoch nicht zielführend. Vielmehr müssen die zentralen logistischen Zielgrößen in Form von Logistikkosten und Logistikleistung Berücksichtigung finden. Eine Veränderung der Losgröße beeinflusst u. a. direkt Lagerhaltungs- und Auftragsauflagekosten. Des Weiteren entstehen auch indirekte Logistikkosten, wie z. B. Termintreue- und Durchlaufzeitkosten. Eine geringe Logistikleistung eines Unternehmens kann zu Mehraufwand und zusätzlichen Kosten auf Seiten seiner Kunden führen. Die dargelegte Ausführung zeigt die Notwendigkeit einer kostenoptimalen Losgrößenbildung sowohl unter Beachtung der Instandhaltungskosten als auch der direkten und indirekten Logistikkosten. Gelingt die Erweiterung eines bestehenden Verfahrens zur Losgrößenbildung, ist eine Reduzierung der gesamten Herstellungskosten in der Warmmassivumformung möglich.

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01.12.2016 2. Treffen des projektbegleitenden Ausschusses

01.12.2016
Lindenhof 32, 42657 Solingen

26.04.2016 Kick-Off-Treffen des projektbegleitenden Ausschusses

26.04.2016, 09:00 Uhr - 11:00 Uhr
IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH, Hannover

Veröffentlichungen zum Projekt

Produktionsplanung und -steuerung Martini, A.; Langner, J.; Stonis, M.; Behrens, B.-A.: Methode zur kostenoptimalen Losgrößenbildung unter Berücksichtigung des Verschleißes. In: Logistics Journal, Wissenschaftliche Gesellschaft für technische Logistik (Hrsg.), vol. 2019. ISSN 1860-5923.

Werkzeugverschleiß ist für Schmiedeunternehmen von großer wirtschaftlicher Relevanz. Neben den Instandhaltungskosten fallen ebenfalls Kosten für verschleißabhängige Ausschussteile an. Im Zuge des Forschungsprojektes „Verfahren zur kostenoptimalen Losgrößenbildung unter Berücksichtigung des Verschleißes von Schmiedewerkzeugen“ wurde eine Methode zur Ermittlung bauteilindividueller Kostenfunktionen in Abhängigkeit des Verschleißes entwickelt. Die Methode ermöglicht die Bestimmung einer Losgröße, mit der eine maximale Kosteneinsparung erzielt werden kann.

Losgrößenbildung, Werkzeugverschleiß, Methode, Softwaredemonstrator, Schmiedewerkzeuge

www.logistics-journal.de

Werkzeug- und Formenbau, Künstliche Intelligenz Prinzhorn, H.; Richter, J.; Langner, J.; Stonis, M.: Lot sizing in the forging industry considering lot size dependent tool wear. In: Production Engineering, Springer Berlin Heidelberg, vol. 2017, DOI: https://doi.org/10.1007/s11740-017-0777-9

Die Losgrößenbildung ist eine wichtige Aufgabe der Produktionsplanung und -steuerung. Bei der Losgrößenbildung wird üblicherweise auf losgrößenabhängige Auftragswechselkosten- sowie Lagerhaltungskosten zurückgegriffen. Modelle zur Losgrößenbildung vernachlässigen jedoch den Aspekt von losgrößenabhängigen Instandhaltungskosten. Insbesondere für Schmiedeunternehmen ist der Werkzeugverschleiß aber von hoher wirtschaftlicher Bedeutung, weil die Werkzeugkosten einen Hauptkostenfaktor der Herstellungskosten darstellen. In diesem Artikel wird das deterministische Logsgrößenmodell von Andler um losgrößenabhängige Instandhaltungskosten erweitert. Hierfür wird zunächst der Zusammenhang zwischen der Losgröße und dem Werkzeugverschleiß als Funktion abgebildet. Diese Funktion wird im Anschluss mit losgrößenabhängigen Instandhaltungskosten bewertet und in das Losgrößenmodell von Andler integriert. Die Validierung des erweiterten Losgrößenmodells erfolgt in zwei Schritten. Zuerst wird die Funktionalität des erweiterten Losgrößenmodells validiert. Danach wird eine Sensitivitätsanalyse hinsichtlich der losgrößenabhängigen Kosten und Stückkosten durchgeführt.

Losgrößenbildung, Werkzeugverschleiß, Schmiedeindustrie, Sensitivitätsanalyse

link.springer.com

Werkzeug- und Formenbau, Umformtechnik Richter, J.; Prinzhorn, H.; Langner, J.; Stonis, M.; Behrens, B.-A.: Wie die Losgröße den Gesenkverschleiß bestimmt. In: Umformtechnik, Meisenbach Verlag GmbH, 51. Jg. (2017), H. 3, S. 18-20.

Aufgrund der thermischen und mechanischen Belastungen infolge der hohen Rohteiltemperaturen von bis zu 1280 °C, der großen Gesenk-Innendrücke und des ausgeprägten Werkstoffflusses entlang der Gesenkoberflächen ist der Werkzeugverschleiß beim Gesenkschmieden besonders hoch. Ein fortgeschrittener Werkzeugverschleiß führt zu Instandhaltungsaufwänden, Produktionsstillstandzeiten, und im schlimmsten Fall zum Werkzeugbruch und ist daher ein Hauptkostenfaktor beim Gesenkschmieden.

Am Institut für Integrierte Produktion Hannover wurde der Zusammenhang zwischen dem Verschleiß von Schmiedewerkzeugen von der gewählten Losgröße nachgewiesen. Auf Basis der Ergebnisse können künftig lnstandhaltungsabläufe optimiert und Kosten reduziert werden.

Schmieden, Stahl, Verschleiß, Losgröße

www.umformtechnik.net

Werkzeug- und Formenbau, Umformtechnik Prinzhorn, H.; Richter, J.; Böning, C.; Nyhuis, P.: Losgrößenabhängiger Werkzeugverschleiß. ZWF - Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, Carl Hanser Verlag, 111. Jg. (2016), H. 7-8, S. 425-429. ISSN 0947-0085.

Die Losgrößenbildung ist eine wichtige Aufgabe der Produktionsplanung und -steuerung. Bei der Losgrößenbildung wird üblicherweise auf losgrößenabhängige Auftragsauflage- sowie Lagerhaltungskosten zurückgegriffen. Modelle zur Losgrößenbildung vernachlässigen jedoch den Aspekt von losgrößenabhängigen Instandhaltungskosten. Der Werkzeugverschleiß ist für Schmiedeunternehmen aber von hoher wirtschaftlicher Bedeutung, weil die Werkzeugkosten einen Hauptfaktor der Herstellungskosten darstellen.

Produktionsplanung und -steurung, Losgrößenbildung, Prozesstabilität