Der Premium-Automobilhersteller Audi ist auf dem Weg zur voll vernetzten, intelligenten Produktion, um vernetzt und effizient zu planen und zu produzieren.
Ein Aspekt dieser grundlegenden Revolution sind vollständig digitalisierte Produktionsstätten, und die NavVis digitale Fabrik Solution leistet einen wichtigen Beitrag zu ihrer innovativen Neugestaltung. Der mobile Laserscanner, NavVis VLXgeneriert aus Punktwolken hochauflösende 3D-Modelle und nimmt Panoramabilder in nie dagewesener Geschwindigkeit und Qualität auf. Auf der webbasierten Plattform NavVis IVION Enterprise können dann international verteilte Inspektions- und Planungsteams auf Basis der gleichen 3D-Modelle arbeiten. Für viele Aufgaben sind zeitaufwändige Vor-Ort-Inspektionen nicht mehr notwendig, was die Produktion rationalisiert, effizienter macht und einen nachhaltigen Wettbewerbsvorteil verspricht.
Warum ist diese Digitalisierung notwendig? Weil die Umstellung dieser Produktionsanlagen auf die Produktion von Elektrofahrzeugen massive Veränderungen erfordert.
Bevor die Standorte durch die Technik digitalisiert wurden NavVis Technologie wurden, verschafften sich die Planer anhand von Bestandsplänen und Vor-Ort-Besichtigungen einen Überblick über den aktuellen Zustand der Produktionsumgebung und planten die Produktion neuer Modelle. Jetzt können sie diese Prozesse weitgehend am Computer durchführen. Der Aufwand dafür ist wesentlich geringer, und die Daten sind auch aktueller als die oft veralteten 2D/3D-Pläne.
Die Standortdigitalisierung bei Audi begann 2017, seither hat der gesamte VW-Konzern insgesamt vier Millionen Quadratmeter Werksfläche an VW-Standorten weltweit digital mit NavVis Laserscanning-Technologie digital erfasst - eine Fläche größer als der New Yorker Central Park.
Immer mehr Teams im VW-Konzern arbeiten heute datenbasiert NavVis Daten und entdecken die Vorteile der virtuellen Planung mit diesen digitalisierten Anlagen. Im Jahr 2022 umfasst das Netzwerk viele Marken des Volkswagen Konzerns, darunter Audi in Neckarsulm, Ingolstadt Györ, Brüssel und San José Chiapa, VW in Wolfsburg, Emden, Hannover und Chattanooga sowie Škoda in Mladá Boleslav und Kvasiny. Und das ist erst der Anfang: Bereits im nächsten Jahr wird sich die digitalisierte Fläche nahezu verdoppeln.
Bei Audi arbeiten André Bongartz, Projektleiter für Digitalisierung in der Fertigung, und sein Team seit 2018 mit NavVis seit 2018 daran, die Produktionsplanung von der Anwesenheit vor Ort zu entkoppeln. Das Ergebnis sind ganze Produktionsanlagen und Hallen voller Maschinen und Regale, die virtuell begehbar sind - und die Arbeitsgrundlage für international verteilte, gemeinsam agierende Planungsteams bilden.
Auf der Grundlage der Digitalisierung ihrer Anlagen können global vernetzte Teams völlig neue Produktionsmethoden umsetzen. So entwerfen und modifizieren die Logistikplaner des VW-Konzerns Logistikkonzepte für die Implementierung und den Hochlauf der neuen Plattform zur Produktion von Elektrofahrzeugen.
Zu diesem Zweck laden sie hochpräzise 3D-Modelle und Daten von NavVis IVION herunter und laden sie in ihrer gewohnten Software CAD hoch. Müssen zum Beispiel Wände oder Säulen in den Hallen verschoben werden, um die neue Produktionslinie einzurichten, können die Planer die Änderungen in den begehbaren 3D-Modellen visualisieren.
Ein besonders wichtiger Aspekt bei der Planung des Werkslayouts sind zum Beispiel die Gassen: Damit sind alle Wege entlang der Produktionslinie gemeint, auf denen Gabelstapler, fahrerlose Transportsysteme (FTS) und Sattelzugmaschinen mit zum Teil über 2,5 Meter hohen Behältern die für die Montage benötigten Teile anliefern.
Anhand der erfassten 3D-Daten können die VW-Planer schnell die maximale Höhe von Objekten bestimmen, die ohne Kollisionsgefahr transportiert werden können. Sie sind auch in der Lage, weitere AGV-Routen zu planen und zu simulieren.
Um Änderungen in einer Produktionshalle so zu gestalten, dass alle wichtigen Aspekte berücksichtigt werden, müssen alle Beteiligten das Anlagenlayout gut verstehen. Zu diesem Zweck werden in der Konzeptions- und Installationsphase Workshops durchgeführt.
Um das Layout der Produktionslinien zu besprechen, waren Inspektionen vor Ort in der Werkstatt ein unverzichtbarer Bestandteil dieser Workshops. Die Position von Elementen wie Förderern und Robotern musste im Nachhinein bestätigt oder aktualisiert werden, und zwar von Hand. Diese Art der manuellen Vorbereitung konnte manchmal Wochen dauern.
Heute können dank Funktionen wie der fortschrittlichen Messung oder der sehr hohen Auflösung der Panoramabilder in NavVis IVION Enterprise können heute mehrere Stunden pro Tag eingespart werden, da keine Vor-Ort-Besichtigungen mehr nötig sind - die Besichtigung der Anlage findet virtuell statt. Die mit der Technologie erstellten 3D-Ansichten NavVis Technologie erstellten 3D-Ansichten sind dabei eine enorme Hilfe, insbesondere wenn die Punktwolken mit Daten aus der Software CAD kombiniert werden, die für die Planung des neuen Layouts verwendet wird. Die Kommunikation und die Entscheidungsfindung werden durch diese neuen Verfahren wesentlich erleichtert.
Die VW-Konzerntochter Audi geht noch einen Schritt weiter. Der Premiumhersteller testet derzeit in einem ersten Pilotprojekt das autonome Scannen mit NavVis Technologie in einem ersten Pilotprojekt. Der von Boston Dynamics entwickelte Roboterhund "Spot" dient dabei als Trägerplattform für NavVis VLX. Der Hund läuft selbstständig durch die Produktionsanlagen und nimmt, ausgestattet mit NavVis VLXausgestattet, 3D-Scans und Punktwolken auf.
Warum genau? "Wir testen, ob es möglich ist, in einer Produktionsumgebung autonom zu scannen", sagt Projektleiter André Bongartz. Bislang seien die Ergebnisse äußerst zufriedenstellend, fügt er hinzu. Der Automobilkonzern erhofft sich durch das autonome Scannen einen weiteren Wettbewerbsvorteil: Ziel der Projektgruppe ist es, ein System zu installieren, das zum Beispiel von Freitagabend bis Montagmorgen rund um die Uhr scannen kann. "Der Hund braucht keine Pausen, wir würden also eine Menge Zeit und finanzielle Mittel sparen", sagt Bongartz.
Audi hofft auch, dass die autonome Scanlösung die Verfolgung von 3D-Daten und Punktwolken erleichtern wird. "Die Produktion ändert sich ständig, deshalb wollen wir regelmäßig scannen", sagt Bongartz. Das sei mit dem Hund wesentlich einfacher zu realisieren als bisher. Bevor die Lösung produktiv eingesetzt werden kann, sind allerdings noch einige Fragen zu beantworten und die rechtlichen Rahmenbedingungen zu klären. Dennoch ist sich Bongartz sicher: "Dem autonomen Scannen gehört die Zukunft."
Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
Förderungscode: 01IS20031A
Projektbeschreibung: KMU-innovativ - Verbundprojekt KIMaps: KI-gesteuerte autonome Generierung von interaktiven, hochauflösenden Karten für dynamische Innenräume.