Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-7246
Main Title: Guidelines for the implementation of Lean and MTM techniques in remanufacturing factory planning
Translated Title: Leitfaden für die Implementierung von Lean- und MTM-Techniken in Remanufacturing-Fabrikplanung
Author(s): Guidat, Thomas
Advisor(s): Seliger, Günther
Referee(s): Seliger, Günther
Steilhilper, Rolf
Zwolinski, Peggy
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
Language Code: en
Abstract: Der zunehmende globale Verbrauch begrenzter, nicht erneuerbarer Ressourcen erfordert dringend den Wandel der Produktionsparadigmen [Dob-11, Leo-11, Sel-10]. Eine mögliche Vorgehensweise zur Bedienung der wachsenden Nachfrage ohne proportionale Zunahme des Ressourcenverbrauchs ist ein Management von Altprodukten entsprechend ihrer jeweiligen Nutzungsphase [EMF-14, Sel-05,]. Die Refabrikation/Remanufacturing ist eine Produktionsstrategie, um die akkumulierte Wertschöpfung der Erstproduktion im Wert der Produkte zu erhalten [Lun-10, Ste-98, Sut-08]. Es handelt sich um einen industriellen Prozess, der aus Identifizierung, Demontage, Reinigung, Prüfung, Wiederherstellung und Wiedermontage von gebrauchten Produkten besteht und defekte oder verschlissene Komponenten ersetzt. Am Ende der Refabrikation sollen mindestens die gleichen Eigenschaften, Anforderungen und Garantieleistungen wie bei neuen Produkten erreicht werden [APR-16, Ayr-97, BSI-09, Ste-06, Sun-04]. Bis heute fehlt es an Wertschätzung der Refabrikation über viele Branchen hinweg, was die Anwendung stark beschränkt [U.S-12]. Erfolgreiche Refabrikation muss spezifische Unsicherheitsfaktoren bewältigen, die die Betriebsführung beeinflussen. Die Verteilung und Abweichung bei der Prognose der Menge an Altprodukten, die als Rohstoff in der Refabrikationsanlage dienen, erschweren die Produktionsplanung und Steuerung [Öst-08b, Mat-16]. Die sich ändernde Anzahl an Altprodukten bei einer hohen Variantenvielfalt sowie deren unterschiedliche Qualität führen zu Unsicherheiten bei der Materialabstimmung und Bestandsführung [Gui-03, Öst-08a]. Eine entsprechend ausgerichtete Ingenieurausbildung wäre ein wesentlicher und bisher wenig erschlossener Hebel, um das Potenzial der Refabrikation als Standard zu realisieren [Ham-98, Fer-03]. Leitlinien können dazu beitragen, das Lernen zu strukturieren und Lösungen zu entwickeln, um die Komplexität der Refabrikation zu bewältigen. Es wird ein Leitfaden für die Implementierung von Lean und Methods-Time Measurement (MTM) bei der Produktionsplanung der Refabrikation vorgeschlagen. Lean Management ist weltweit anerkannt und stellt ein Portfolio von individuellen Methoden zur kontinuierlichen Verbesserung von Produktionssystemen bereit. In Ergänzung bietet MTM einen Standard für Arbeitsmethoden und Workstation-Design und erlaubt die Anwendung vor dem Start der Produktion (SOP). Der Ansatz integriert Elemente aus strategischen, taktischen und operativen Ebenen. Zuerst bestimmt das Geschäftsmodell des Unternehmens das Timing, die Qualität und die Menge der verwendeten Produktrückläufe auf der Grundlage neuer Produktverkäufe, des Netzes der beteiligten Unternehmen und der Lage der Märkte. Qualitätsanforderungen definieren Prozessschritte, für die MTM-Analysen je Produktvariante durchgeführt werden. Den Operationen werden Arbeitsplätze zugewiesen und die Prozessökonomie überprüft, um ein gemeinsames Fabriklayout für unterschiedliche Produkttypen bereitzustellen. Ein flexibles Fabriklayout erlaubt, die prognostizierten Altproduktrücksendungen und die Verkäufe von refabrikierten Produkte anzupassen. Die wirtschaftliche Machbarkeit wird für die durchschnittliche, beste und schlechteste simulierte Systemleistung beurteilt. Ergebnisse sind detallierte Szenarien, die die Auswirkungen der ausgewahlten Strategien in der Produktionsplanung der Refabrikation innerhalb einer bestimmten Zeitperiode darstellen. Die prototypische Anwendung wird als projektorientierter Kurs für Masterstudierende im Bereich Industrial Engineering auf der Grundlage von virtuellen Fallstudien zur potenziellen Entwicklung der Refabrikationsindustrie in Vietnam getestet.
Rising global consumption of limited non-renewable resources urgently calls for change in production paradigms [Dob-11, Leo-11, Sel-10]. One possible path to answer growing demand without a proportional use of resources is an appropriate management of used products after their respective usage phases [EMF-14, Sel-05]. Among known production strategies, remanufacturing gained momentum as the most promising for keeping value encapsulated in products after original production [Lun-10, Ste-98, Sut-08]. It is an industrial process consisting in the identification, disassembly, cleaning, testing, reconditioning and reassembly of used products, replacing only defective or worn components, to retrieve at least the same characteristics, requirements and warranty as new products [APR-16, Ayr-97, BSI-09, Ste-06, Sun-04]. Until recent times, lack of recognition and identification across industries limited remanufacturing growth to a comparatively limited number of products [U.S-12]. Despite its advantages, remanufacturing must handle specific uncertainty factors influencing operations management. Such problematics as the distribution and variance in forecasting the amount of end of life (EOL) products serving as raw material in the remanufacturing facility complicate production planning and scheduling [Öst-08b, Mat-16]. Shifting quantity, quality of EOL products and variability of products types leads to uncertainties in material matching and inventory management [Gui-03, Öst-08a]. Education is a powerful but untapped lever to release the potential for remanufacturing to mainstream [Fer-03, Ham-98]. Guidelines can help to structure learning and engineer solutions to handle remanufacturing complexity. A guideline for exploiting Lean and Methods-Time Measurement (MTM) methods in remanufacturing production planning is proposed. Lean management is globally recognized and allows a portfolio of individual methods for continuous improvement in production systems. In complement, MTM offers a standard for work methods and workstation design and allows application before the Start of Production (SOP). The approach integrates elements from strategic, tactical and operational levels. First, the business model of the company determines the timing, quality and quantity of used product returns based on new product sales data, the network of companies involved and the location of markets. Quality requirements define process steps, for which MTM analyses per product variant are realized. Operations are grouped in workstations and the process economics checked to allow a common factory layout for different product types. Layout flexibility is organized to match forecasts of used product returns and of remanufactured products sales. Economic feasibility is computed for average, best and worst simulated system performance. Results are detailed scenarios demonstrating the effects of remanufacturing factory planning strategies on a given time period. Prototypical application is tested as a project-oriented course for Master students in Industrial Engineering based on virtual case studies describing potential remanufacturing development in Vietnam.
URI: https://depositonce.tu-berlin.de//handle/11303/8085
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-7246
Exam Date: 25-Jul-2017
Issue Date: 2018
Date Available: 7-Aug-2018
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): remanufacturing
factory planning
lean production
methods-time measurement
Refabrikation
Fabrikplanung
License: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
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