Steigende Komplexität in Angebot und Nachfrage verändern die Anforderungen an die Produktion. Diese muss immer flexibler an spezifische Kundenbedarfe, kurzfristige Marktveränderungen und Nachhaltigkeitsaspekte angepasst werden. Diese Komplexität lässt sich mit der klassischen Fließbandmontage oft immer schwerer abbilden. Deren Prinzip: eine einheitliche Taktzeit für jedes Produkt an jedem Arbeitsplatz in einer festen Abfolge. Im Gegensatz dazu funktioniert die modulare Montage ohne Band und einheitlichen Arbeitstakt.
Dynamische Abläufe
An die Stelle des starren Fließbands rücken dynamische Abläufe mit einer variablen Abfolge der Stationen und variantenabhängigen Bearbeitungszeiten (virtuelles Fließband). Als Vorbereitung für den späteren Serieneinsatz setzt ein Team aus dem Production Lab von Audi das Konzept in der Vormontage von Türinnenverkleidungen im Werk Ingolstadt um. „Wir nutzen hier digitale Technologien gezielt zum Vorteil für die Mitarbeitenden und erhalten gleichzeitig eine flexiblere und effizientere Montage“, sagt Gerd Walker, Audi Vorstand für Produktion und Logistik. Ein Vorteil des Systems: Audi kann Mitarbeitende beschäftigen, die in der Linie aufgrund von körperlichen Einschränkungen nicht mehr eingesetzt werden können. „Wir sind in der Lage, die Arbeitsumgebung an deren Verhältnisse anzupassen, was am Fließband heute nur sehr bedingt möglich ist“, sagt Projektleiter Wolfgang Kern. „Wir nutzen eine flexiblere Automatisierung im Produktionsprozess, um die Menschen zu entlasten.“ So profitieren alle Mitarbeitenden von der gleichmäßigen Arbeitsbelastung durch variantenabhängige Bearbeitungszeit anstelle einheitlicher Taktzeiten. Eine ergonomische Anpassung an individuelle Bedürfnisse ist somit möglich.Die Beschäftigten sollen zudem von der gleichmäßigen Arbeitsbelastung durch variantenabhängige Bearbeitungszeit anstelle einheitlicher Taktzeiten profitieren. Eine ergonomische Anpassung an individuelle Bedürfnisse ist somit möglich. In der industriellen Bildverarbeitung stellen PC-basierte Systeme oft eine technische Hürde dar. Die Trennung von Bildaufnahme und Datenverarbeitung führt häufig zu Latenzen, erhöhtem Platzbedarf und einem komplexen Wartungsaufwand. Besonders in schnellen Produktionslinien erschwert die Synchronisation zwischen Sensor und externem Rechner eine stabile Prozesskontrolle. ‣ weiterlesen
Präzise 2D-Inspektion mit nativer Edge-Intelligenz
Je nach Bedarf
Im Testbetrieb folgen die Aufträge nicht mehr einer einheitlichen Reihenfolge, sondern dem jeweiligen Bedarf. Fahrerlose Transportsysteme (FTS) befördern die Türverkleidungen genau an die Station, an der die Komponente einen Montageumfang benötigt. Wird in einer Station etwa das Lichtpaket mit Kabeln und Beleuchtungselementen montiert, machen Aufträge ohne Lichtpaket einen Bogen um diese Station. In einer anderen Station verbaut ein Mitarbeiter das Sonnenrollo, das je nach Ausstattung für die hinteren Türen verfügbar ist. Am Band müsste der Umfang aufgrund des vorgegebenen Taktes auf zwei oder drei Personen aufgeteilt werden, was nicht effizient ist und zu Qualitätsrisiken führen kann. Häufen sich die Aufträge an einer Station, fahren die FTS das Produkt zur benötigten Station mit der kürzesten Wartezeit. Zusätzlich wird die Belegung der Arbeitsplätze zyklisch überprüft und angepasst. „Die Flexibilität mit der dahinterstehenden Steuerungslogik ist im Vergleich zu heutigen Organisationsformen eine wesentliche Weiterentwicklung“, betont Kern. Die einzelnen Stationen und das modulare Produktionssystem sind anders als beim Fließband nicht auf eine stabile Nachfrage ausgelegt (optimaler Betriebspunkt), sondern können in einer bestimmten Bandbreite effizient betrieben werden (optimaler Betriebsbereich).
Ware-zu-Person-Prinzip
Bei einer hohen Bauteilvarianz ist das Ware-zu-Person-Prinzip die Lösung. Die FTS bringen beispielsweise die Kabelbäume der Türverkleidungen sortenrein zu den Beschäftigten, die das benötigte Teil entnehmen. Die anderen gleichen Teile fahren zurück in die Warteposition, weil bei der nächsten Türverkleidung in der Regel eine andere Bauteilvariante benötigt wird. Die sortenreine Bereitstellung per FTS macht eine vorgelagerte Vereinzelung überflüssig. Die zentimetergenaue Ortung läuft über ein Funknetz. Ein zentraler Rechner lenkt die FTS. Mit einer Kameraprüfung lassen sich außerdem Qualitätsprozesse integrieren. Im Vergleich zum Fließband kann bei Unregelmäßigkeiten leichter und schneller reagiert werden. Folgeaufwände lassen sich so vermeiden. „Wir verbinden die hohe Arbeitsteilung des Fließbands mit einer ganzheitlichen Betrachtung nach Lean-Prinzipien und den neuen Möglichkeiten von cyber-physischen Produktionssystemen“, erklärt Kern. „Indem wir die Fertigungszeit dank der Wertschöpfungsorientierung und Selbststeuerung reduzieren, lässt sich die Produktivität um rund 20 Prozent steigern“, rechnet Kern vor. Im nächsten Schritt soll die modulare Montage in eine größere Vormontage integriert werden.
