Frei verkettete Montage von Elektrofahrzeugen - Ein Ausblick

Konventionelle Montagebereiche in der Automobilproduktion sind getaktete Systeme, in denen Arbeitsstationen durch einen linearen Transfer starr verkettet sind. Die Taktung ermöglicht eine möglichst hohe Auslastung der Arbeitsstationen und der lineare Transfer resultiert in einer minimalen Transportzeit. Da jedoch die Variantenzahl der Automobilmodelle und im Zuge des Wandels hin zur Elektromobilität die Unsicherheit bzgl. der zu erwartenden Produktionsvolumen zugenommen hat, geraten diese starr verketteten Montagesysteme aufgrund der resultierenden notwendigen Flexibilität und Wandlungsfähigkeit zunehmend an ihre Grenzen. Ein Ansatz um diese Flexibilität und Wandlungsfähigkeit umzusetzen ist die sog. freie Verkettung, die die klassische Organisationsform der Werkstattfertigung mit aktuellen Entwicklungen in den Bereichen Vernetzung, Steuerung und flexibler Infrastruktur verknüpft. In der Idealform zeichnet sich ein solches System durch eine beliebige Anfahrbarkeit der Montagestationen aus, um möglichst viele verschiedene Auftragsrouten zu ermöglichen. Die direkte, vollumfängliche Übertragung auf die Automobilmontage ist in der gegenwärtigen Form nicht sinnvoll, da die Restriktionen aus dem Vorranggraphen dies nicht ermöglichen. Daher wird eine neue, kombinierte bzw. abgeschwächte Form der freien Verkettung, beispielsweise durch eine stückweise Parallelisierung von Linien, benötigt. Zur Umsetzung dieser Form müssen die Handlungsfelder Infrastruktur sowie die Planung und Steuerung betrachtet werden. Die Infrastruktur gilt als Wandlungshemmnis, da unter anderem die Zuführ-, Stations- oder Transporttechnik spezialisiert und fixiert in der Montageumgebung integriert sind. Für den Transport können beispielsweis FTS eingesetzt werden, um den Produkttransport in frühen Phasen zu übernehmen, sodass eine Flexibilität der Auftragsrouten gewährleistet ist. Weiterhin müssen die Stations- und Zuführtechnik schnell rekonfigurierbar sein, um eine kurzfristige Umplanung zu ermöglichen. Die Grundlage zur Umsetzung der Auftragsrouten im produktiven Einsatz bildet ein dynamisches Steuerungssystem, welches anhand der definierten Zielgrößen autonom Entscheidungen, bspw. den Zeitpunkt zur dynamischen Umtaktung, trifft. Als Basis für diese Entscheidungen dient ein Gesamtmodell des Montagesystems, das die Fähigkeiten der Ressourcen, die Mitarbeiterqualifikationen sowie die Prozess- und Produktanforderungen beinhaltet. Dieses Gesamtmodell dient ebenso als Grundlage der Vor- oder Umplanung, die simulationsgestützt optimierte Konfigurationen des Systems und somit eine hohe Reaktionsfähigkeit ermöglichen. Der Beitrag stellt Lösungsansätze zum Aufbau und zur Einführung frei verketteter Montagesysteme für die Elektrofahrzeugproduktion vor. Dargestellt werden Ansätze zur Organisation, der Layoutplanung sowie der Modellierung, Simulation und Umsetzung der Planungs- und Steuerungssysteme.