- Titel
- Strategien für Produktionspuffer im Warmbereich von Grobblechwalzwerken
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-1064611
- Erstveröffentlichung
- 2026
- Datum der Einreichung
- 09.07.2026
- Datum der Verteidigung
- 30.07.2026
- DOI
- https://doi.org/10.60687/2026-0157
- Abstract (DE)
- Die Durchlaufzeit von Blechen im Herstellungsprozess der Grobblechindustrie ist ein wesentlicher Einflussfaktor auf die Wirtschaftlichkeit typischer Grobblechwalzwerke sowie auf die Erfüllung von Kundenanforderungen. Die durch prozessbegleitende Produktionspuffer, hochtechnologische Bearbeitungsschritte, Lagerprozesse und Versandaktivitäten geprägte Fertigung stellt hohe Anforderungen an die Planung und Steuerung der Logistik im Grobblechbereich. Die vorliegende Dissertation untersucht Strategien zur Lagerung von Grobblechen in einem Produktionspuffer im Warmbereich der Grobblechherstellung. Ziel ist die Reduktion der Durchlaufzeit, die Verbesserung der Auslastung des Walzgerüstes, die Erhöhung des nach Dickengruppen differenzierten Durchsatzes sowie die Identifikation praxistauglicher und aufeinander abgestimmter Lagerstrategien. Grobbleche mit spezifischen Stahlgüten müssen nach dem Walzvorgang nach dem FIFO-Prinzip in einem Blocklager abkühlen, wobei während dieser Phase ein vorgegebener Diffusionsprozess im Werkstoff abläuft. Zur Abbildung des Untersuchungsraums wurde ein Simulationsmodell entwickelt, die relevanten Einflussgrößen wurden parametrisiert und die zugehörigen Ergebnisgrößen ermittelt. Auf Basis voll- und teilfaktorieller Versuchspläne im Sinne des Design of Experiments wurden die Simulationsexperimente systematisch geplant und ausgewertet. Aus den Simulationsergebnissen wurde eine Funktionsgleichung zur Beschreibung der Zusammenhänge zwischen Einfluss- und Ergebnisgrößen abgeleitet. Die Resultate wurden vergleichend analysiert, bewertet und in konkrete Handlungsempfehlungen für die Ausgestaltung des Produktionspuffers überführt. Die Analyse zeigt, dass sich die Durchlaufzeit bereits durch geringfügige Anpassungen ausgewählter Einflussgrößen signifikant reduzieren lässt. Darüber hinaus wird nachgewiesen, dass die durch das Walzprogramm vorgegebene Walzreihenfolge einen maßgeblichen Einfluss auf die Durchlaufzeit besitzt.
- Abstract (EN)
- The throughput time of plates in the heavy plate production process is a key factor influencing the economic performance of typical heavy plate mills as well as the fulfillment of customer requirements. The manufacturing process, characterized by in-process production buffers, technologically demanding processing steps, storage operations, and shipping activities, places high demands on logistics planning and control in heavy plate production. This dissertation investigates strategies for storing heavy plates in a production buffer in the hot section of heavy plate manufacturing. The objective is to reduce throughput time, improve rolling mill utilization, increase throughput differentiated by thickness groups, and identify practicable and well-coordinated storage strategies. After rolling, heavy plates with specific steel grades must cool down in a block storage area according to the FIFO principle, during which a predefined diffusion process takes place within the material. A simulation model was developed to represent the system under study, the relevant input factors were parameterized, and the corresponding output measures were determined. Based on full and fractional factorial experimental designs in the sense of Design of Experiments, the simulation experiments were systematically planned and evaluated. On the basis of the simulation results, a functional equation was derived to describe the relationships between input and output variables. The results were comparatively analyzed, assessed, and translated into concrete recommendations for the practical design of the production buffer. The analysis shows that throughput time can already be significantly reduced through minor adjustments to selected input factors. In addition, it is demonstrated that the rolling sequence specified by the rolling schedule has a substantial influence on throughput time.
- Freie Schlagwörter (DE)
- Produktionspuffer, Lagerstrategien in der Grobblechherstellung, Stapelabkühlung in Grobblechwalzwerken, Durchlaufzeitreduzierung, Produktionsmanagement, Stahlindustrie
- Freie Schlagwörter (EN)
- production buffer, storage strategies in heavy plate manufacturing, stack cooling in heavy plate mills, throughput time reduction, Design of Experiments
- Klassifikation (DDC)
- 658
- Normschlagwörter (GND)
- Produktionsplanung, Operations Management, Materialfluss, Simulation, Operations Research, Eisen- und Stahlindustrie, Walzwerk, Prozessoptimierung
- GutachterIn
- Prof. Dr. Matthias Wichmann
- Prof. Dr. Annett Großmann
- BetreuerIn Hochschule / Universität
- Prof. Dr. Matthias Wichmann
- Den akademischen Grad verleihende / prüfende Institution
- Technische Universität Chemnitz, Chemnitz
- Version / Begutachtungsstatus
- angenommene Version / Postprint / Autorenversion
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-1064611
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 24.08.2026
- Dokumenttyp
- Dissertation
- Sprache des Dokumentes
- Deutsch
- Lizenz / Rechtehinweis
- Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Ausgangslage und Problemstellung 1.2 Ziel der Arbeit und Vorgehensweise 2 Grobblechproduktion 2.1 Produktion von Grobblechen 2.2 Warmbereich und Adjustage 2.3 Produktionsstufen 2.4 Anlagen im Betrachtungsbereich 2.5 Walzprogramm 2.6 Einlagerungskriterien der Stapelabkühlung 2.6.1 Abmessungen 2.6.2 Temperaturkriterien 2.6.3 Termin 2.6.4 Liegezeiten 2.6.5 Einlagerungsstopp 2.6.6 Stapelhöhe 2.7 Auslagerungskriterien der Stapelabkühlung 2.8 Anforderungen an das Planungverfahren 3 Methoden der Systemanalyse 3.1 Analytische Ansätze 3.2 Experimentelle Verfahren 3.3 Simulationsmethodik 3.4 Methodenvergleich und -auswahl 4 Simulationsmodell 4.1 Simulator 4.2 Festlegung der Ergebnisgrößen 4.3 Datenbasis 4.4 Modellbeschreibung und -aufbau 4.5 Validierung des Modells 4.5.1 Grenzleistung Einlagerung Produktionspuffer 4.5.2 Grenzleistung Rollgang 4.5.3 Validierungsergebnisse im Detail 5 Simulationsexperimente 5.1 Versuchsvorbereitung 5.2 Versuchsplanung 5.2.1 Versuchsstruktur 5.2.2 Voll- und teilfaktorielle Versuchsplanung 5.2.3 Planungsmatrix 5.3 Einschwingphase 5.4 Vergleichsbasis 5.5 Vollfaktorielle Untersuchung 5.5.1 Experimente 5.5.2 Ergebnisse 5.5.3 Einflussgrößen und Kombinationen 5.5.4 Beste Einstellung 5.6 Änderung der Walzreihenfolge 5.7 Blechklassenverbesserung 5.8 Ergebnisbewertung der Simulationsergebnisse 6 Funktionale Approximation der Simulationsergebnisse 6.1 Funktionsmodellierung 6.2 Durchlaufzeit im Stapel 6.3 Zusammenhang Pufferplatz und Einlagerungsstopp 7 Zusammenfassung 7.1 Zentrale Ergebnisse der Arbeit 7.2 Wissenschaftlicher und methodischer Erkenntnisgewinn 7.3 Grenzen und kritische Würdigung des gewählten Ansatzes 7.4 Offene Fragen und weiterer Forschungsbedarf 8 Schlussbetrachtung Literaturverzeichnis Anhang