Integration eines Prozessplanungsalgorithmus in die Modellbasierte Produktionsarchitektur am Beispiel der Crown-Modul Vormontage

Kurzfassung

Die Konfiguration und die Ausstattung einer Flugzeugkabine hat einen erheblichen Einfluss auf das Flugerlebnis der Passagiere. Um den Bedürfnissen der Passagiere gerecht zu werden und insbesondere das Flugerlebnis bei der eigenen Airline zu verbessern, fordern Fluggesellschaften immer wieder individuelle Anpassungen an das Kabinendesign. Die Umsetzung dieser Änderungen erfordert eine hohe Flexibilität in der Produktion und kann zu Schwierigkeiten bei der Einrichtung einer festen Endmontagelinie führen. Zudem erfordern unvorhergesehene Ereignisse und Änderungen in der Lieferkette der OEMs eine schnelle Reaktion in der Flugzeugproduktion, um termingerecht liefern zu können. Die Digitalisierung und Automatisierung in der Produktionsplanung ermöglicht es, diese Herausforderungen zu bewältigen und leistet einen wichtigen Beitrag zur Flexibilität, Zeit- und Kosteneffizienz. In dieser Arbeit wird ein digitaler Ansatz zur Modellierung und flexiblen Planung von Produktionsprozessen vorgestellt. Dazu werden Flugzeugentwurfsdaten automatisch mit den Produktionsmodellen verknüpft, um schnell auf Designänderungen im Montageprozess zu reagieren. Ein Planungsalgorithmus nutzt daraufhin die Produktionsarchitekturparameter, um die Montageprozesse, z.B. zeitlich, zu optimieren. Demonstriert wird der vorgestellte Ansatz am Beispiel der Umplanung der Vormontageprozesse des "Crown-Moduls". Letzteres beinhaltet alle strukturellen und funktionalen Komponenten oberhalb der Fensterpanele, wie Gepäckablagen, Elektrik und Belüftung. Der in dieser Arbeit vorgestellte agile Ansatz ermöglicht zudem die Simulation von innovativen Änderungen im Flugzeug- und Kabinenentwurf oder in der Produktionsanlage und Ressourcen. Damit können Änderungen in einer virtuellen Umgebung getestet und validiert werden, bevor sie in die reale Produktion übertragen werden. Die virtuelle Montageprozesssimulation ermöglicht es, Fehler wie Kollisionen zu erkennen sowie verschiedene Leistungsindikatoren wie Prozessdauer, Energieverbrauch oder Materialfluss zu ermitteln und diese zum Benchmarking der Produktionsarchitekturvarianten zu verwenden. Somit tragen diese Vorteile sowohl zur Zeit und Kostenoptimierung der Flugzeugproduktion bei, als auch zur Nachhaltigkeit des Produktes. Die vorliegende Arbeit liefert damit einen wertvollen Beitrag zur Weiterentwicklung von digitalen Lösungen in der Flugzeugproduktion