Das Grundelement der flexibel automatisierten Fertigung ist die numerische Steuerung (NC = Numerical Control), die die manuelle Maschinenbedienung durch ein numerisch kodiertes Ablaufschema, das automatisch abgearbeitet wird, ablöst, Nachfolgend stellen wir die charakteristischen Merkmale der verschiedenen Formender Gruppenfertigung kurz vor.
Bearbeitungszentrum
Bei einem Bearbeitungszentrum (BAZ) werden zusätzlich zum eigentlichen Bearbeitungsvorgang auch das Wechseln der Werkzeuge und das Wechseln der Werkstücke automatisiert und durch eine entsprechende Programmlogik gesteuert. Von einem Bearbeitungszentrum können unterschiedliche Bearbeitungsarten (z. B. drehen, bohren, fräsen ) nacheinander automatisch ausgeführt werden.
Man spricht dann auch von einem Dreh-, Bohr- und Fräszentrum. Der notwendige Werkzeugwechsel, ein eventuelles Umspannen des Werkstücks sowie die Zu- und Abfuhr der Werkstücke erfolgen hierbei ebenso wie die Bearbeitungsprozesse selbst programmgesteuert.
Flexible Fertigungszelle
Die nächsthöhere Stufe der komplexen Automatisierung stellt die flexible Fertigungszelle (FFZ) dar. Sie ist ebenso wie das BAZ ein einstufiges Fertigungssystem. Die FFZ unterscheidet sich vom BAZ dadurch, dass auch die logistischen Prozesse der Werkstückzufuhr, des Werkstücktransports und der Werkstücklagerung durchgängig automatisiert sind. Insbesondere ist ein Werkstückspeicher mit größerer Kapazität außerhalb des BAZ angeordnet.
Flexibles Fertigungssystem
Ein flexibles Fertigungssystem (FFS) besteht – als mehrstufiges Fertigungssystem – aus mehreren Bearbeitungszentren, die durch Außenverkettung miteinander verbunden sind. Die Außenverkettung kann beispielsweise durch ein fahrerloses Transportsystem (FTS) realisiert werden, bei dem die Fahrzeuge entlang von Induktionsschleifen im Werksboden in beliebiger Folge zwischen den Bearbeitungszentren verkehren.
Fertigungsinsel als Art der Gruppenfertigung
In einer Fertigungsinsel werden diejenigen Maschinen zu einer fertigungsorganisatorischen Einheit zusammengefasst, die zur Komplettbearbeitung eines definierten Teilespektrums benötigt werden. Die Bezeichnung Insel macht bildhaft deutlich, dass die Teile während ihrer Bearbeitung in einem überschaubaren und räumlich abgegrenzten Bereich verbleiben und diesen nur ausnahmsweise verlassen. Eine Fertigungsinsel ist gekennzeichnet durch
- eine möglichst komplette Herstellung von Bearbeitungsobjekten eines definierten Teilespektrums (Teilefamilie),
- räumliche und organisatorische Zusammenfassung der hierfür benötigten Betriebsmittel,
- weitgehende Selbstorganisation des Fertigungsablaufs innerhalb der Insel,
- Integration fertigungsvorbereitender und fertigungsbegleitender Aufgaben in die Fertigungsinsel sowie
- Kostenverantwortung.
Die Fertigungsinsel verbindet Vorteile der Werkstattfertigung (Flexibilität, Eignung für Kleinserien) mit Vorteilen der Fließfertigung (transparenter gerichteter Materialfluss mit kurzen Transportwegen, kurze Durchlaufzeiten, geringe Kapitalbindung in Umlaufbeständen), ohne dafür die jeweiligen Nachteile dieser beiden Organisationsformen in Kauf nehmen zu müssen.
Fertigungssegment
Während die Fertigungsinsel auf eine bestimmte Teilefamilie ausgerichtet ist, die keine marktfähigen Produkte beinhalten muss, ist für das Fertigungssegment die Ausrichtung auf ein marktfähiges Produkt charakterisierend. Das Konzept der Objektorientierung der Produktion schließt im Falle des Fertigungssegmentes den Markt als Objektdimension mit ein.
Ziel der Bildung von Fertigungssegmenten ist die ganzheitliche und kundenorientierte Gestaltung des betrieblichen Wertschöpfungsprozesses. Soweit unterschiedliche Kundengruppen mit spezifischen Anforderungen ins Auge gefasst werden, sind dementsprechend mehrere Fertigungssegmente zu bilden. Kundenorientierung hat Vorrang vor einer Zusammenfassung von Produktionsmengen zur Bildung großer Lose und Serien, wie dies in der Vergangenheit häufig der Fall war. Möglich wird dies u. a. durch den Einsatz moderner flexibler Fertigungstechnik.
Es werden Teilefamilien gebildet, um in der Fertigung wirtschaftlicher arbeiten zu können. Ein Grund dafür kann z. B. sein, dass der Rüstaufwand bei einem Wechsel zwischen Teilen einer Familie auf einer Maschine, die speziell für diese Teilefamilien mit Vorrichtungen ausgestattet ist, wesentlich geringer ist als bei einer Universalmaschine, die für ein viel breiteres Teilespektrum eingesetzt wird.