Sind Sie neugierig, wie die Fabrikplanung in der modernen Automobilproduktion funktioniert? Paul Hänchen, Senior Solution Manager, digitale Fabrik, erklärt die aktuellen Praktiken und wie man sie verbessern kann.
Wenn Sie in ein neues Haus einziehen, stehen Sie wahrscheinlich als Erstes in der Mitte des Wohnzimmers und überlegen, wo alle Möbel hin sollen.
Sie müssen die Sicht auf den Fernseher und den Zugang zu den Bücherregalen berücksichtigen und sicherstellen, dass der Weg um den Couchtisch herum zum Sofa frei ist.
Wahrscheinlich werden Sie ein paar verschiedene Layouts ausprobieren. Wenn Sie der organisierte Typ sind, haben Sie vielleicht Millimeterpapier gekauft und ein paar Ideen skizziert.
Fabriklayout Planer können sich diesen Luxus nicht leisten. Es bleibt keine Zeit für Probeläufe. Es wurden beträchtliche finanzielle Mittel in Produktionsanlagen und -einrichtungen investiert, und es ist von entscheidender Bedeutung, dass die Fabrik so schnell wie möglich beginnt, diese Investitionen zurückzuzahlen und Gewinne zu erzielen.
Kosteneinsparungen bei der Automobilherstellung, Minimierung von Produktionsausfällen
Die Planung von Fabriken ist ein langfristiges Projekt, das wahrscheinlich schon einige Jahre vor dem Bau und der Installation begonnen hat.
Paul Hänchen ist Senior Solution Manager bei NavVis mit Schwerpunkt auf den digitale Fabrik. Er verfügt über umfangreiche Erfahrungen aus seiner Arbeit bei Audi, Huawei und Webasto und sagt, dass der Planungszeitraum im Automobilsektor in der Regel etwa drei Jahre beträgt. Erschwerend kommt hinzu, dass die Planung in den meisten Fällen auf einer Brachfläche erfolgt: Die Hersteller versuchen, Produktionslinien innerhalb einer bestehenden Fabrik hinzuzufügen, anstatt die gesamte Anlage von Grund auf neu zu bauen.
In der Automobilindustrie ist es üblich, dass mehrere Modelle auf einer einzigen Produktionslinie gebaut werden, und die Aufgabe des Fabrikplaners besteht darin, diesen Prozess so nahtlos wie möglich zu gestalten.
"Um die Investitionen gering zu halten, ist es gut, die vorhandene Infrastruktur und die Maschinen zu nutzen", sagt er. "Aber manchmal ist es klüger, moderne Maschinen zu installieren und Automatisierung oder Roboter einzusetzen, weil die Technologie helfen kann, den Prozess zu verbessern. Man muss das Gleichgewicht zwischen neuen Investitionen und stabilen Prozessen halten."
Hänchen fährt fort: "Bei einer Industriebrache nimmt man das bestehende Layout und versucht, es so gut wie möglich mit so wenig Änderungen wie möglich anzupassen. Die Bediener wissen, was sie zu tun haben, die Maschinen laufen alle in einem gleichmäßigen Rhythmus, und man will das vorhandene System nicht ändern. Das alles spart Geld und minimiert die Unterbrechungen."
Am besten ist es, die neue Produktion in eine Linie einzubinden, die ein ähnliches Produkt herstellt wie das, das hinzugefügt werden soll; im Automobilsektor würde dies beispielsweise bedeuten, eine Linie zu suchen, die ein Auto mit einem ähnlichen Radstand wie das neue Modell herstellt, oder eine, die gemeinsame Komponenten verwendet.
Dies würde bedeuten, dass die Stationen für den Zusammenbau der Räder beider Modelle denselben Raum einnehmen könnten und dass die Mechanismen für den Transport der Komponenten zur Produktionslinie und die Bedienerstationen dieselben wären.
Copyright: Volkswagen
Integration von zwei Produktionsprozessen in dieselbe Linie
Hänchen führt als Beispiel an, dass in einem Volkswagenwerk der Kleinstwagen UP und der sehr große Geländewagen Touareg auf derselben Linie produziert werden. Aber selbst bei ähnlichen Automodellen gibt es Unterschiede, und in diesem Fall ist es ideal, flexibel zu sein - heute mehr denn je, denn das Produktvolumen und die Individualisierungsmöglichkeiten nehmen ständig zu.
"Flexibilität in der Layoutplanung ist wichtig, also versucht man manchmal, die Maschinen in der Planung für Produkt A flexibler zu gestalten, weil man weiß, dass ein Produkt B kommen wird, auch wenn man die genauen Informationen nicht hat", erklärt Hänchen.
Die Integration von zwei Produktionsprozessen in ein und dieselbe Linie kann eine Herausforderung sein, so Hänchen, und die Aufrechterhaltung eines Gleichgewichts zwischen beiden ist von größter Bedeutung. Im Idealfall gibt es detaillierte CAD (computer-aided design)-Dateien der bestehenden Anlagen, und diese sind in der Regel für sehr hoch automatisierte Produktionsschritte verfügbar.
In weniger automatisierten Betrieben - z. B. in der Automobilmontage - kann ein Großteil der Arbeit von Bedienern erledigt werden, die manuelle oder halbautomatische Aufgaben mit automatisierten Werkzeugen wie Schraubenziehern oder Handhabungsmaschinen ausführen.
In diesen Fällen, so Hänchen, ist es ungewöhnlich, dass die gesamte Anlage in CAD abgebildet ist, da sie nicht vollständig nach Maß gebaut wurde; einige Maschinen stammen beispielsweise von externen Lieferanten. Die Grundlage der Planung ist das Arbeiten nach Zeichnungen oder die Besichtigung.
"Man trifft sich mit den relevanten Abteilungen aus Planung, Betrieb, Logistik und Wartung, um die aktuelle Situation zu verstehen und zu besprechen, wie man das neue Produkt einführt", sagt er. "Besonders wenn man die Verantwortung für Fabriken auf der ganzen Welt hat, ist die Kommunikation und Koordination wichtig. Diese Aktivitäten sind oft mit vielen Geschäftsreisen über einen längeren Zeitraum verbunden."
Das übergeordnete Ziel ist die Einführung eines neuen Produkts in einer bestehenden oder neuen Fabrik. "Die KPIs (Key Performance Indicators) auf dem Weg dorthin sind Investition, Taktzeit, Ergonomie und Raumnutzung", erklärt Hänchen.
Effektivere Fabrikplanung mit mobiles Mapping
Reality Capture und mobiles Mapping bieten den Fabrikplanern die Möglichkeit, sich über das Layout einer bestehenden Fabrik und die genaue Position aller Anlagen Gewissheit zu verschaffen, was laut Hänchen diese Phase des Prozesses erheblich erleichtert.
Selbst wenn CAD Dateien vorhanden sind, können Probleme auftreten, betont Hänchen. Bei neuen Standorten, die von Grund auf geplant werden, liegt die vollständige Dokumentation vor, aber nach der Implementierung ändern sich die Dinge oft, weil die Mitarbeiter routinemäßig Übungen zur kontinuierlichen Verbesserung durchführen.
"Vielleicht hat ein Roboter nicht funktioniert, und der Ersatzroboter musste in eine etwas andere Position gebracht werden", sagt er. "Ein Werksleiter steht vor der Herausforderung, die Zykluszeiten zu verkürzen und die Kosten zu senken, also wird er immer interne Optimierungen vornehmen. Es kommt nicht häufig vor, dass große Maschinen umgestellt werden, aber es gibt oft viele kleine Änderungen. Meiner Erfahrung nach werden diese Änderungen nur selten zu den ursprünglichen CAD und Layoutdateien hinzugefügt, da die Dokumentation dieser Änderungen schwierig zu pflegen ist."
"NavVis Hard- und Software können helfen, diese Veränderungen zu erkennen und nachzuvollziehen", so Hänchen abschließend, "so dass Fabrikplaner immer über den aktuellen Aufbau und Ist-Zustand Bescheid wissen."
"Dies wird nicht nur dazu beitragen, den Prozess der Layout-Planung in technischer Hinsicht zu vereinfachen. Es wird auch dazu beitragen, die Bedürfnisse und Anforderungen aller Partnerabteilungen - z. B. Betrieb, Wartung und Logistik - zu verstehen, um in dem aktuellen Projekt eng und effizient zusammenzuarbeiten."
Auf diese Weise, NavVis Technologie ein neues Kooperationsmodell für die Fabrikplanung auf zwischenmenschlicher Ebene und ebnet so den Weg für viele weitere erfolgreiche Projekte in der Zukunft.
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Stuart Nathan ist ein in London ansässiger freiberuflicher Wissenschaftsautor, der früher als Redakteur für The Engineer tätig war. Er hat für Publikationen wie The Economist 1843, Ingenia und MIT Technology Review geschrieben. Er ist davon überzeugt, dass ohne gute Kommunikation das volle Potenzial von Wissenschaft und Technologie nicht ausgeschöpft werden kann.