Arno Wörn

Measuring flexibility in investment decisions for manufacturing systems

Investment decisions for manufacturing systems are primarily based on three characteristics: cost of purchase and operation, cycle time in connection with maximum capacity and achievable work piece quality. However, such considerations neglect another important criterion: the flexibility that allows a manufacturing system to adapt to future production requirements and structures. The major barrier in integrating flexibility into the decision-making process is the difficulty to measure and compare it due to upcoming production scenarios that are not ultimately definable. Therefore, this paper presents a methodical concept for the evaluation of manufacturing systems using real options in order to incorporate flexibility in the decision-making process.

Mechanical module interfaces for reconfigurable machine tools

Reconfigurable manufacturing systems (RMS) enable industrial companies to adapt to frequent and unpredictable changes of production requirements in a cost-efficient way. RMS are constituted by modular machine tools that provide variable overall functions with the ability to add, remove, rearrange and replace functional sub-units. The performance of these machine tools as regards the quick and flexible arrangement of modules and high work piece quality strongly depends on the properties of the mechanical module interfaces. In this paper, performance parameters for mechanical module interfaces were defined and their influence on the machine tool’s performance discussed. Then flexibly arrange-able quick-coupling interfaces as a promising solution for module assembly were analyzed. Finally, tools for the determination for those interface performance parameters are presented, which require technical testing.

Reconfigurable Machine Tools and Equipment

Reconfigurable Manufacturing Systems (RMS) are characterized by their quick adaptation to un-scheduled and un-predictable changes in production requirements. Trends, like the reduction of product life cycles, high products diversity at small lot sizes, as well as the fast development and implementation of new production technologies, call for new approaches in the design of flexible and life cycle overlappingmachine tools. The flexibility of RMS comprises changes in machining technology, production capacity, machine structure and function as well as in work piece spectrum and material property. The presented design of RMS is based on a construction kit principle, which enables it to adjust to new production requirements by substitution, addition or removal of machine systems. A new trend in the area of RMS is the complete machining of work pieces by using different machining technologies in one machine workspace (Abele, Worn, 2004). This paper describes a method that considers the constructive particularities of the Reconfigurable Multitechnology Machine tool (RMM) taking flexibility aspects into consideration.

Chamäleon im Werkzeugmaschinenbau

Kurzfassung Immer kürzere Produktlebenszyklen in allen Investitions- und Gebrauchsgüterbereichen verändern die Konzeption und die Einsatzstrategie von zukünftigen Werkzeugmaschinen erheblich. Produktlebenszyklus übergreifende Einsatzdauer und hohe Produktivität in allen „Lebensphasen“ sind zukünftige Anforderungen an Werkzeugmaschinen. Neue Impulse für die Produktion von morgen können von einer Rekonfigurierbaren Mehrtechnologiemaschine (RMM) ausgehen, die unterschiedliche Fertigungsverfahren in einen gemeinsamen Arbeitsraum vereint. Der Begriff „Rekonfigurierbar“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Maschinenkonzept im Hinblick auf die eingesetzte Bearbeitungstechnologie, das Werkstückspektrum, die Produktionskapazität, die Maschinenkinematik und den Materialfluss anpassungsfähig durchdacht und aufgebaut ist. An der Technischen Universität Darmstadt beschäftigt sich das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) derzeit mit den Anforderungen an RMM im Rahmen des Verbundprojekts „METEOR – MEhrTEchnologie Orientierte Rekonfigurierbare Werkzeugmaschine 2010“.

Wandlungsfähige Produktionssysteme – Fit sein für die Produktion von morgen

Kurzfassung Häufige Produktänderungen, verkürzte Lebenszyklen und permanente Innovationen sind nur einige der Herausforderungen, denen sich die Produktionsunternehmen heute stellen müssen. Wandlungsfähige Produktionssysteme befähigen Unternehmen reaktionsschnell und flexibel auf diese Turbulenzen zu reagieren. Aber: Wie wandlungsfähig ist die deutsche Industrie? Und wie wird ein Produktionssystem so wandlungsfähig, dass es den Wettbewerb gewinnen kann? Welche Defizite verhindern bislang eine Wandlungsfähigkeit? Dies sind Fragestellungen, die im Rahmen der Voruntersuchung „Wandlungsfähige Produktionssysteme“ untersucht wurden. Darauf aufbauend sind Handlungs- und Forschungsbedarfe erarbeitet und erste Lösungen identifiziert worden.