Völlig unabhängig

Montage - Konzepte und Verfahren in der Fabrikautomation haben sich in der Vergangenheit ständig in Richtung Flexibilität verändert. Aktuell vollzieht sich erneut ein Wandel.

14. Dezember 2005

Noch im letzten Jahr zeichnete sich eine standortbedingte Polarisierung zwischen Vollautomatisierung oder manueller Fertigung ab, mit maximaler Teilautomation. Aktuell geht der Trend eher dahin, Fertigungssysteme standortflexibel und weitgehend artikelunabhängig zu realisieren. Die Konzepte unterscheiden sich grundsätzlich im Grad der Automatisierung. Auf der einen Seite sind vollautomatische, möglichst mannlose Montagestraßen mit niedriger Taktzeit und höchster Verfügbarkeit gefragt. Auf der anderen Seite sollen in den Fertigungsstandorten Osteuropa und Fernost alle nicht wertschöpfenden Tätigkeiten durch Bedienpersonal manuell erledigt werden, um die Technik vor Ort leicht in Stand halten zu können. Die Forderung nach mannloser Fertigung in Hochlohnstandorten hat zu einer Renaissance der Zellentechnik im Bereich der Montagemodule geführt und auf diesem Gebiet eine enorme Weiterentwicklung angestoßen. Die geforderte Flexibilität kann heute nicht mehr durch den bloßen Austausch von Prozessmodulen realisiert werden. Auch die nachträgliche Erweiterung der Montagezelle selbst muss zur Integration von zusätzlichen Verfahrensschritten beitragen. Umgangssprachlich ›Steh-Geh-Linien‹ bezeichnete, teilautomatisierte Montagenester, mit acht bis zehn Bedienpersonen im Rundlauf, sind in Niedriglohnländern sehr verbreitet. In solchen Montageeinrichtungen herrschen meist manuell zu beladende Einzelplatzvorrichtungen vor, der Teiletransport erfolgt manuell nach dem ›onepiece-flow‹-Verfahren. Eingesetzte Technik ist auf notwendige Verfahren zur Produktherstellung und Qualitätskontrolle reduziert.

Anforderungen steigen

Beide Grundsysteme werden heute weltweit eingesetzt. Die Anforderungen an Betriebsdatenerfassung und Nachverfolgbarkeit fordern von den Sondermaschinenbauern ein weit gefasstes, modulares Baukastensystem sowie detailliertes Know-how in Prozesstechnik und Kaizen-Methodik. Zunehmend müssen sich Fertigungssysteme den bereits vollzogenen Umstrukturierungen anpassen und global agierenden Herstellern noch mehr Freiheitsgrade bieten. Der Kostenvorteil durch die Nutzung von Synergieeffekten aufgrund einer zentralisierten Produktentwicklung im Stammsitz darf nicht durch höhere Aufwendungen für Anlauf und Betreuung beim Fertigungsstart im Ausland aufgebraucht werden. Im Gegenteil, die unmittelbare Nähe der Produktentwicklung zur Fertigung ist in der Endoptimierung von Verfahren und Produkten häufig unabdingbar, besonders wenn die Fertigung in ausländische Standorte verlagert werden soll. Der Lebenslauf eines standortunabhängigen Montagekonzeptes könnte sich wie folgt lesen: Anlaufproduktion und Optimierung in Kompetenznähe, Verlagerung der Serienproduktion in Niedriglohnländer mit hohem Anteil an manueller Tätigkeit, stetig steigende Stückzahlen, Wachsen bis hin zur Vollautomatisierung. Am Ende des Produktlebenszyklus erfolgt der Rückbau zur Sicherung der Lieferfähigkeit, insbesondere für Ersatzteile.

Standortunabhängig

Standortunabhängige Anlagenkonzepte erfordern ausgereifte technische Lösungen für den mechanischen Aufbau: Vorrichtungen sollten entweder manuell oder automatisch beladen werden können, ohne sie zu verändern. Weitere Voraussetzungen sind eine anpassbare Softwarestruktur sowie ausreichende Transparenz und flexible Anlagensteuerung in allen Ausbauphasen. Logistiksystem und Anlagentechnik müssen PPM-Raten gegen null sicherstellen, bei durchgängiger Nachverfolgbarkeit und Erfassung aller relevanten Betriebsdaten. Nur bei praktischer Umsetzung dieser theoretischen Ansprüche lassen sich Steh-Geh-Linien für die Produktion einsetzen. Ein wesentlicher Schritt zur Transparenz von Prozessabläufen ist die Einbindung der entscheidenden Verfahrentechniken - online und weltweit. Erst durch die globale Datenerfassung auf Basis standardisierter Schnittstellen ist eine Vereinheitlichung gegeben: Prozesse lassen sich umfassend analysieren und entsprechende Parameter bei Bedarf per Fernwartung standortübergreifend abgleichen. Hier ist eine enge Abstimmung mit den Zulieferern von Verfahrenskomponenten erforderlich. Die Plattformstrategie bei Automobilherstellen und Zulieferern verändert das Aussehen der Produkte. Analog zu dieser Entwicklung verändert auch die Automatisierungstechnik Stück für Stück ihr äußeres Bild.

Artikelunabhängig

Unter dem Stichwort ›Interbuildability‹ entstehen Vorrichtungen, die zwar auf verschiedene Plattformen abgestimmt sind, aber eine beliebige Kombination von Komponenten verbauen können. Montageanlagen werden zunehmend Artikelunabhängig und damit flexibler. Die großen Serienfertiger wollen möglichst viele Varianten ohne Rüstaufwand mit hoher Ausbringung fahren können, die kleineren Fertigungsbetriebe drängen mit kleinen Stückzahlen für artverwandte Produkte in die Automatisierung. Handlingaufgaben werden mittels Servo- und Robotertechnik artikelspezifisch gelöst. Diese Trendwende hat sich in der Handy-Fertigung längst vollzogen.

Fließende Übergänge

Eine Polarisierung in vollautomatische Fertigungslinien und teilautomatisierte Montagenester scheint in der Automation von morgen nicht mehr uneingeschränkt Ziel führend zu sein. Vielmehr sind die Übergänge fließend. Märkte und Standorte in Osteuropa und Fernost werden sich schneller als erwartet entwickeln. Die Automobilindustrie hat diesen Trend erkannt und setzt auf flexibles Wachstum. Mit steigenden Stückzahlen und wachsendem Know-how werden Automatisierungsgrad und Teilevielfalt schnell zunehmen. Moderne Anlagenkonzepte müssen dieser Entwicklung folgen können.

Michael Berse, ZBV-Automation

Erschienen in Ausgabe: Wer macht was?/2006