Fertigungslinie – Taktzeit, Engpassstation und Ausbringung
TechnikMaschinenbauAlter 16–17
Im Unterricht einsetzen: Ihre Schülerinnen und Schüler öffnen sie über einen Link oder QR-Code, ganz ohne Konto.
Als Nächstes in Maschinenbau
Die Linie besteht aus mehreren hintereinander geschalteten Stationen mit eigener Bearbeitungszeit; klicken Sie auf „Start“ und beobachten Sie, wie die Werkstücke auf dem Förderband laufen und sich vor der langsamsten Station (dem Engpass) stauen, während die anderen Stationen untätig warten. Klicken Sie auf eine Station und ändern Sie mit dem Schieberegler ihre Bearbeitungszeit, oder setzen Sie am Engpass einen Roboter bzw. eine Parallelstation ein – Taktzeit, Stundenleistung und Schichtausbringung ändern sich sofort.
Lektion: Maschinenbauliche Fertigung und automatisierte Fertigungslinien: Taktzeit, Leistungsabstimmung, Ausbringung und die Rolle von Industrierobotern
Was sie zeigt
Eine automatisierte Fertigungslinie führt jedes Werkstück nacheinander durch mehrere Stationen, sodass die ganze Linie nur so schnell arbeiten kann wie ihre langsamste Station, der Engpass. Die Simulation berechnet die Taktzeit T = t_max, die Ausbringung pro Stunde Q = 3600/T und die Ausbringung pro Schicht. Schnellere Stationen warten, während sich vor dem Engpass Teile stauen; diesen Verlust misst der Abstimmungsgrad η = Σtᵢ/(n·t_max). Ein Industrieroboter oder eine Parallelstation am Engpass steigert die Ausbringung, bis eine andere Station zum neuen Engpass wird.
So funktioniert es
Stellen Sie die Anzahl der Stationen und die Grundbearbeitungszeit pro Station ein, klicken Sie auf Start und suchen Sie die als Engpass markierte Station, vor der sich Teile stauen. Notieren Sie Stundenleistung und Abstimmungsgrad. Klicken Sie dann auf eine andere Station und verkürzen Sie ihre Zeit: Die Ausbringung ändert sich nicht. Klicken Sie anschließend auf Roboter am Engpass oder Parallelstation, vergleichen Sie die Ergebnisse und prüfen Sie, welche Station nun der Engpass ist. Maßnahme entfernen stellt die ursprüngliche Linie wieder her.
Einstellbare Parameter
- Anzahl der Stationen 3–6 Stationen
- Grundbearbeitungszeit pro Station 10–60 s
- Dauer einer Arbeitsschicht 4–12 h
- Maßnahme am Engpass Noch keine Verbesserung, Industrieroboter einsetzen (Zeit −40 %), Parallelstation hinzufügen (Zeit halbiert)
- Simulationsgeschwindigkeit (Fabriksekunden pro echter Sekunde) 1–20 ×
Fragen zum Erkunden
- Warum ändert sich die Stundenleistung nicht, wenn Sie eine Station verkürzen, die nicht der Engpass ist?
- Welche Station begrenzt die Linie, nachdem ein Roboter am Engpass eingesetzt wurde, und um wie viel steigt die Ausbringung?
- Wie ändert sich der Abstimmungsgrad, wenn die Stationszeiten einander ähnlicher werden?
