IPL-Magazin 08 | Juli 2009 | Autor: von Albert Bryda (IPL) und Peter Weide (Siemens AG)

 

Die in den letzten Jahren weltweite positive Entwicklung auf den Markt für Energieerzeugung und -Verteilung erfordert eine Kapazitätserweiterung und Optimierung der Coil-Materialbereitstellung für das Schneidzentrum bei der Siemens AG in Nürnberg.
 

  
Ausgangssituation und ZielsetzungAlbert Bryda

Das Fertigungsprogramm der Siemens AG, Energy Sector, am Standort Nürnberg umfasst unter anderem:

Leistungstransformatoren für Kraftwerke bis über 1000 MVA,  HGÜ-Anlagen bis 800 KV,  Sondertransformatoren für Industrie und Verkehr, Drosselspulen und Zubehörteile. Die in den letzten Jahren weltweite positive Entwicklung auf dem Markt für Energieerzeugung und -Verteilung erfordert eine entsprechende Anpassung der Fertigungskapazitäten.


In dieser Studie wurde das Schneidzentrum, eine Vorfertigung der Transformatormontage, analysiert und ergänzend, die zugehörige Materialbereitstellung und Logistik. Im Schneidzentrum werden aus Stahlcoils die für Transformatorenkerne erforderlichen Bleche gestanzt und gegebenenfalls längstgeschnitten.

Die Aufgabenstellungen lauteten:

 

  • Durchführung einer Machbarkeitsstudie zur Kapazitätserweiterung im Schneidzentrum und Ermittlung der notwendigen Voraussetzungen für eine erforderliche Maschinenerweiterung.
  • Optimierung des Materialflusses und der Materialbereitstellung zunächst unter Beibehaltung der Beschaffungsstrategie und der bestehenden Lieferantenanbindung, Bestandsreduktion.
  • Überführung des zweistufigen Lagerprozesses in einen einstufigen Prozess durch Auflösung des Hochregallagers im Schneidzentrum.


Die Aufgaben wurden in Zusammenarbeit mit der Abteilung Siemens CSP Consulting bearbeitet.

 

Vorgaben:


Die Beschaffung einer neuen Schneideanlage zum Oktober 2009 macht eine Neuordnung der Produktionsfläche im Schneidzentrum erforderlich. Die Umstrukturierung erfordert in diesem Rahmen auch eine Optimierung der Coil-Bereitstellung. Die erforderlichen Coils werden projektbezogen (70% Einzelbeschaffung) oder auf Vorrat (30% Vorratsbeschaffung) beschafft.


Aufgrund des ständigen Wachstums in den letzten Jahren ist die Coillagerung auf mehreren Lagerorten innerhalb des Standortes verteilt (zweistufiger Lagerprozess):
 

Stufe 1) Materiallager als Blocklager


Stufe 2) Hochregallager im Schneidzentrum mit einer Kapazität von ca. 600 Coils

 

Projektvorgehen, Projektmodule / Aufgaben


Das Gesamtprojekt wurde in 2 Aufgabenmodule aufgeteilt, die parallel vom Projektteam bearbeitet wurden.


Modul 1: Planung und Bewertung von Standortalternativen zur Kapazitätserweiterung des Schneidzentrums als Entscheidungsvorlage für ein neues Fertigungslayout.


Modul 2: Optimierung des Materialflusses, Bestandsreduzierung, Materialbereitstellung Materialbereitstellungstechniken, Steuerung.


Modul 1: 4 Standortalternativen wurden entwickelt und bewertet.

 

  • Integration der neuen Schneidemaschine im bestehenden Schneidzentrum (Rückbau HRL)
  • Unterbringung der neuen Schneidemaschine in einem Anbau zum bestehenden Schneidzentrum (Neubau)
  • Unterbringung der neuen Schneidemaschine an einem externen Standort (in Eigenbetrieb)
  • Unterbringung der neuen Schneidemaschine an einem externen Standort (Outsourcing)


 

 
Abb. 1:  Beispiellayout für eine Standortalternative
Abb. 1:  Beispiellayout für eine Standortalternative
 

 

Der für jede Variante ausgearbeitete Maßnahmenkatalog wurde einer Bewertung und Priorisierung unterzogen. In die Beurteilung der einzelnen Varianten floss eine Wirtschaftlichkeitsvergleichsrechnung ein.

Folgende quantifizierbare Kostenarten ("Varianten-bedingte Betriebskosten") wurden bewertet:

 

  • Personalkosten
  • Flächenkosten
  • Transportkosten
  • Inbound sowie Outbound
  • sonstige standortbedingte Kosten


Die in allen Varianten identischen Materialkosten konnten in der Kostenbetrachtung vernachlässigt werden.


Abb. 2:  Beispiellayout für eine Lageralternative
Abb. 2:  Beispiellayout für eine Lageralternative


 

Ergänzend wurden qualitative Kriterien betrachtet:

 

  • Erweiterbarkeit der Fertigungskapazität (Integration weitere Maschinen)
  • Erweiterbarkeit der Wertschöpfungstiefe
  • Personaleinsatzflexibilität (flexibler MA-Einsatz an unterschiedlichen Maschinen)
  • Personalflexibilität (Anpassung an die Auftragssituation)
  • Mengenflexibilität (Flexibilität bezüglich steigender/fallender Nachfragemengen)
  • Produktionsbeeinträchtigung durch Maßnahmen-Realisierung
  • Anpassungsaufwand Materialfluss-Steuerung
  • Umsetzungsdauer
  • Technische Verfügbarkeit
  • Versorgungssicherheit gegenüber Kunde


Modul 2:


Zur Realisierung des Soll-Wert-Stromes wurde eine Layoutplanung für die Neugestaltung des Materiallagers sowie der Materialpuffer im Schneidzentrum erstellt. Die Artikelstruktur, die Bestände sowie die Lagerbewegungen wurden analysiert.

Anhand dieser Daten konnten ausgewählte Varianten für die Materialbereitstellungstechniken zur Coillagerung ausgearbeitet werden.

  • Blocklagerung (Auftrags- und Bereichsbereitstellung)
  • Gassenbereitstellung (artikelreine Materialbereitstellung)
  • Regalfachbereitstellung (100% Zugriff auf einzelne Paletten)

Weiterhin wurde im Rahmen dieser Untersuchung eine Lösung für die  Optimierung des bestehenden Lagerverwaltungssystemes sowie der Materialflusssteuerung ausgearbeitet.
 

 

Abb. 3:

Abb. 3: Längsteilanlage für Coils | Bildquelle: Peter Weide(Siemens AG)
 
 
Im Verlauf der Zeit entstand eine dezentrale EDV-Struktur mit einigen offline Verknüpfungen. Zukünftig sollen im Wesentlichen nur noch zwei, online verbundene Systeme die Aufgaben übernehmen, SAP und das vorhandene HRL Lagerverwaltungs- und Steuerungssystem.
 
 
 

Abb. 4: Coilbereitstellung in der Fertigung | Bildquelle: Peter Weide(Siemens AG)

 

Ergebnisse


Die Bewertung der Layoutvarianten in Modul 1 ergab, dass die Integration der neuen Schneidemaschine im bestehenden Schneidzentrum favorisiert werden kann.
Folgende Faktoren gaben im Vergleich zu den weiteren Varianten den Ausschlag:

 

  • Optimierung der Flächenbelegung im Schneidzentrum
  • Optimierung der Flächenproduktivität im Schneidzentrum
  • Wegfall des HRL (einstufige Materialversorgung)
  • Hohe Personaleinsatzflexibilität
  • Materialfluss-Steuerung kann beibehalten werden
  • Minimaler Anpassungsaufwand (Schulung der Mitarbeiter)
  • Geringe Umsetzungsdauer, da Fachexperten vor Ort
  • Vereinfachte Administration durch Konzentration auf einen Standort
     

 

Abb. 5:

Abb. 5: Querteilanlagen für Coils | Bildquelle: Peter Weide(Siemens AG)

 

Die Artikelstruktur im Coillager erfordert den Einsatz verschiedener Bereitstellungstechniken:

 

  • Regallager
  • Blocklagerung
  • Gassenlagerung


Folgende Vorgaben sollten eingehalten werden:

 

  • Keine feste Zuordnung von Artikel zu Lagerbereichen bzw. zu Gassen
  • Direkter Zugriff auf jede Artikelgruppe
  • Kein Suchvorgang bei der Artikelentnahme
  • Einsatz von Mitarbeitern ohne langwierige Schulung
  • Einfache und dauerhafte Kennzeichnung der Lagerplätze bzw. Gassen
  • Maximale Flexibilität bezüglich Lagerkapazität
  • Keine Umlagerung von Coils nach Änderung des Verwendungsstatus
  • Einführung einer detaillierten Materialerfassung und einer transparenten Lagerführung im Materiallager durch Optimierung der Lagerprozesse  Anpassung des LVS

 

Weiteres Vorgehen:

Die im 1. Quartal 2009 ausgearbeiteten Lösungen wurden zur Realisierung freigegeben.
Sie befinden sich zurzeit in der Realisierungsphase und sollen bis Oktober 2009 realisiert sein und in Betrieb gehen.
 


Kontaktdaten zum Co-Autor:

Peter Weide
Siemens AG
Bereich Power Transmission and Distribution
Nürnberg