Sachsen blickt auf eine 160-jährige Tradition im Schienenfahrzeugbau zurück. Die östliche Lausitz ist der Mittelpunkt der sächsischen Schienenfahrzeugindustrie mit den zwei weltweit bekannten Werken in Görlitz und Bautzen. Der sächsische Werkverbund sollte in den kommenden Jahren zu einem der modernsten Fertigungszentren für Schienenfahrzeuge ausgebaut werden, um am Markt bestehen zu können. Die vom Markt geforderte Einsatzspezifikation der Fahrzeuge stellt die Hersteller von Schienenfahrzeugen jedoch vor eine branchentypische, schwer zu lösende Aufgabe. Im Rahmen dieser Dipolmarbeit wird ein ganzheitliches Bewertungsmodell für die Konzeptvarianten in der Schienenfahrzeugproduktion entwickelt.
Im ersten Teil dieser Arbeit werden mit Hilfe einer Literaturrecherche die Grundlagen der Schienenfahrzeugproduktion vorgestellt. Hierbei werden Unterschiede zur Automobilindustrie aufgezeigt und der komplette Fertigungsprozess geschildert. Das nächste Kapitel beschäftigt sich mit den Auswirkungen von Rohbauprozessen auf die Montage. Die Auswirkungen der montagegerechten Konstruktion, der Modularisierung und der Standardisierung werden dabei näher betrachtet. Um diese Auswirkungen quantifizierbar zu machen, erfolgt eine exemplarische Erarbeitung von Prozessbausteinen am Beispiel der Montage der Gepäckablage.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen der Schienenfahrzeugproduktion
2.1 Allgemeines zur Schienenfahrzeugherstellung und Unterschiede zur Automobilindustrie
2.2 Ablauf der Schienenfahrzeugproduktion am Beispiel eines Standardtriebzuges
2.3 Detailbetrachtung der relevanten Fertigungsvorgänge
2.3.1 Rohbau allgemein
2.3.2 Fertigungsschritte Rohbau
2.3.3 Fertigung der Haupt- und Unterbaugruppen im Rohbau
2.3.4 Wagenkastenaufbau im Rohbau-Fertigungsprozess
2.3.5 Richt- und Abnahmestand im Rohbau-Fertigungsprozess
2.3.6 Innenausbau des Wagenkastens
2.3.7 Fahrwerksaufbau
3 Systematisierung der Auswirkungen von veränderten Rohbauprozessen auf die Montage
3.1 Kostenverursachung und Kostenverantwortung
3.2 Montagegerechte Produktgestaltung
3.3 Modularisierung im Schienenfahrzeugbau und die Auswirkungen auf die Montage
3.4 Auswirkungen der Standardisierung auf die Montage
4 Vorgehensweise der praktischen Zeitdatenermittlung
4.1 MTM-UAS (Methods-Time Measurement Universelles Analysiersystem)
4.2 Theoretisches Vorgehen der Untersuchungen in der Görlitzer Produktion
4.3 Geplante Untersuchungen im Werk Görlitz
4.3.1 Untersuchung 1: Justagearme Montage
4.3.2 Untersuchung 2: De- und Remontage
4.3.3 Untersuchung 3: Begleitung Prozessanalyse Messhalle
5 Exemplarische Erarbeitung von Prozessbausteinen zur Quantifizierung der Montageeinflüsse
5.1 Soll-Ist-Vergleich in der modularen Bausteinhierarchie
5.2 Erarbeitung von Prozessbausteinen am exemplarischen Beispiel der Montage einer Gepäckablage
5.3 Auswertung der Konzeptveränderung des Montagevorganges für die Gepäckablage
6 Exemplarische Erarbeitung eines Bewertungsmodells für Rohbauprozesse
6.1 Planungssystematik nach Lotter
6.2 Bewertung und Auswahl eines Montagesystems nach Lotter
6.2.1 Nutzwertanalyse
6.2.2 Montagestückkostenrechnung
7 Ausblick der Schienenfahrzeugindustrie
8 Fazit
Zielsetzung & Themen der Arbeit
Diese Arbeit zielt auf die Entwicklung eines ganzheitlichen Bewertungsmodells ab, um die Auswirkungen von Veränderungen im Rohbau auf die Montage in der Schienenfahrzeugproduktion zu analysieren und quantifizierbar zu machen. Hierbei steht die Forschungsfrage im Mittelpunkt, wie durch methodische Ansätze wie Modularisierung und Standardisierung die Montageeffizienz bei hoher Variantenvielfalt gesteigert werden kann.
- Analyse und Systematisierung komplexer Montage- und Fertigungsprozesse im Schienenfahrzeugbau.
- Einsatz von MTM-UAS zur praktischen Zeitdatenermittlung und Prozessoptimierung.
- Entwicklung von Prozessbausteinen zur Quantifizierung von Montageeinflüssen am Beispiel einer Gepäckablage.
- Erstellung eines Bewertungsmodells auf Basis der Planungssystematik nach Lotter für Rohbauprozesse.
Auszug aus dem Buch
2.1 Allgemeines zur Schienenfahrzeugherstellung und Unterschiede zur Automobilindustrie
Seit der Locomotion No. 1 von Stephenson aus dem Jahr 1825, der ersten mit Dampf betriebenen Lokomotive, um Passagiere auf einer öffentlichen Strecke zu transportieren [7], hat sich Einiges in der Produktion von Schienenfahrzeugen geändert. Schienenfahrzeuge sind Massentransportmittel, dennoch etablierte sich nie eine wirkliche Massenproduktion aufgrund der niedrigen Stückzahlen. Bis heute gibt es aus diesem Grund wenig automatisierte Prozesse in der Produktion, der auch bei Bombardier. Der Rohbau, wie auch die Beschichtung und der Innenausbau werden überwiegend manuell ausgeführt [8].
Allein bei der Endmontage bzw. dem Innenausbau eines Doppelstockwagens der ÖBB müssen innerhalb von zwölf Wochen Bremsleitungen, Heizung, 150 Kilometer Kabel, Bodenbelag, Sitze, Gepäckablagen und Abstelltischchen verlegt, verschraubt und verschweißt werden, was hohe Anforderungen an Personal und Technologie stellt [9].
Ein Zug sollte eine Lebenszeit von 40 Jahre besitzen und ungefähr 400.000 km pro Jahr zurücklegen [9]. Zum Vergleich hält der Motor eines Autos durchschnittlich 200.000 km, bis es nach ungefähr 18 Jahren den Weg in die Presse findet [10, 11].
Nicht nur das Produkt selbst, sondern auch die Diversität stellt eine große Herausforderung für die Hersteller dar. In Görlitz allein wurden in den letzten Jahren: Hochgeschwindigkeitszüge wie der ICE-T, Regional- und Nahverkehrszüge wie Doppelstockwagen für Dänemark, Israel, Polen oder Luxemburg, Komplettfahrzeuge für die Delhi Metro in Indien und verschiedenste Wagenkästen für unterschiedlichste Zugtypen bzw. internationale Auftraggeber gefertigt [12].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung stellt die historische Bedeutung der Schienenfahrzeugindustrie in Sachsen dar und definiert die Zielsetzung der Arbeit, ein Bewertungsmodell zur Konzeptexploration zu entwickeln.
2 Grundlagen der Schienenfahrzeugproduktion: In diesem Kapitel werden die Rahmenbedingungen der Schienenfahrzeugherstellung sowie die wesentlichen Unterschiede zur Automobilproduktion erläutert und die Fertigungsprozesse im Rohbau und Innenausbau detailliert beschrieben.
3 Systematisierung der Auswirkungen von veränderten Rohbauprozessen auf die Montage: Hier wird die Notwendigkeit einer montagegerechten Produktgestaltung diskutiert und aufgezeigt, wie Modularisierung und Standardisierung zur Optimierung der Montage beitragen können.
4 Vorgehensweise der praktischen Zeitdatenermittlung: Dieses Kapitel widmet sich der MTM-UAS Methode als Werkzeug zur detaillierten Prozessanalyse und definiert die geplanten Untersuchungsschritte im Görlitzer Werk.
5 Exemplarische Erarbeitung von Prozessbausteinen zur Quantifizierung der Montageeinflüsse: Auf Basis von MTM-Daten wird der Montageprozess einer Gepäckablage analysiert, um Rationalisierungspotenziale durch Konzeptänderungen quantitativ zu belegen.
6 Exemplarische Erarbeitung eines Bewertungsmodells für Rohbauprozesse: Es wird ein systematischer Bewertungsansatz nach Lotter vorgestellt, der die Montagekostenrechnung und Nutzwertanalyse zur fundierten Entscheidungsfindung integriert.
7 Ausblick der Schienenfahrzeugindustrie: Dieser Abschnitt analysiert zukünftige Markttrends, wie Digitalisierung und autonomes Fahren, und deren Einfluss auf die zukünftigen Anforderungen an die Schienenfahrzeugproduzenten.
8 Fazit: Das Fazit fasst die gewonnenen Erkenntnisse zusammen und betont die erfolgreiche Anwendung des entwickelten Bewertungsmodells als Instrument zur Konzepthilfe trotz komplexer Rahmenbedingungen.
Schlüsselwörter
Schienenfahrzeugproduktion, Rohbau, Montage, MTM-UAS, Modularisierung, Standardisierung, Prozessanalyse, Bewertungsmodell, Produktgestaltung, Kostenverursachung, Zeitdatenermittlung, Fertigungsprozess, Nutzwertanalyse, Montagestückkosten, Bombardier.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Analyse und Optimierung der komplexen Montage- und Fertigungsprozesse in der Schienenfahrzeugproduktion am Beispiel des Werks Görlitz.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die Prozessgestaltung im Rohbau, die Auswirkungen von Produktstrukturveränderungen auf die Endmontage sowie die Anwendung quantitativer Methoden zur Prozessbewertung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das primäre Ziel ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Bewertungsmodells, das es ermöglicht, Konzeptvarianten der Schienenfahrzeugproduktion wirtschaftlich und technologisch fundiert zu vergleichen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt die MTM-UAS (Methods-Time Measurement) Methode zur Zeitdatenermittlung sowie die Planungssystematik nach Lotter für die methodische Bewertung der Montagesysteme.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die Systematisierung von Montageeinflüssen, die praktische Untersuchung der Zeitdaten (z. B. am Beispiel einer Gepäckablage) und die Erarbeitung eines strukturierten Bewertungsmodells.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie Schienenfahrzeugproduktion, Modularisierung, MTM-UAS, Montagegerechte Produktgestaltung und Prozessbewertung charakterisiert.
Wie unterscheidet sich die Schienenfahrzeugproduktion von der Pkw-Produktion?
Im Gegensatz zur hochautomatisierten Pkw-Massenproduktion ist die Schienenfahrzeugherstellung aufgrund geringer Stückzahlen und hoher Variantenvielfalt durch einen deutlich höheren Anteil an manuellen Tätigkeiten geprägt.
Welche Rolle spielt die Modularisierung für den Standort Görlitz?
Die Modularisierung dient als Schlüsselstrategie, um durch standardisierte Baugruppen die Variantenbildung wirtschaftlich abzubilden und die Durchlaufzeiten in der Endmontage zu verkürzen.
Warum wurde die Montage der Gepäckablage als Fallbeispiel gewählt?
Die Gepäckablage dient als exemplarisches Referenzobjekt, da an ihr die Auswirkungen von konstruktiven Änderungen im Rohbau (wie 3D-Vermessung) auf den Montageaufwand besonders gut quantifiziert werden konnten.
- Quote paper
- Kevin Beuchel (Author), 2017, Analyse komplexer Montage- und Fertigungsprozesse in der Schienenfahrzeugproduktion, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/468596
