Welche Herausforderungen galt es zu lösen und welcher konkrete Nutzen ergab sich?

Die besondere Herausforderung bestand darin, die Vision der quattro GmbH hinsichtlich einer hoch flexiblen Sportwagenmanufaktur im Sinne der „smart factory“ mit allen Anforderungen hinsichtlich der Abbildung einer vollständigen Montagelinie über fahrerlose Transportfahrzeuge wie: Modell- und Technologieunabhängigkeit durch Schnittstellentraversen, hohe Ergonomie durch freie Zugänglichkeit der Karosserie sowie modulare Hub-/Schwenkbühnen, maximaler FTF-interner Hub bei minimaler FTF Baugröße, freie Navigation der FTF Fahrzeuge ohne physische Leitspur im Boden und dennoch sehr hoher Positioniergenauigkeit, manueller Trolleybetrieb für Kleinstserien und als Notstrategie, Kompatibilität aller Systeme mit den Schnittstellentraversen, minimale Bodeneingriffe für Navigation und Energieversorgung, maximale Layoutflexibilität in Einklang mit dem angrenzenden Kleinserien- Produktionssystem der AUDI AG optimal umzusetzen und sogar noch mit neuen, bisher nicht berücksichtigten Funktionalitäten zu optimieren bzw. zu komplettieren. Bisher gibt es noch kein vergleichbares Montagesystem, gepaart mit einem FTF in der PKW Montage.

Wie lässt sich der Industrie 4.0-Lösungsansatz beschreiben?

Durch den überwiegenden Verzicht fester, starrer Fördertechnikstrukturen bietet das fahrerlose Transportsystem den Anwendern in der PKW-Montage die Möglichkeit, Produktionsprozesse flexibler zu gestalten und auf Veränderungen am Markt oder am Produkt zu reagieren. Die Wandelbarkeit des Systems erlaubt es somit, den optimalen Betriebspunkt der Anlage an aktuelle Gegebenheiten anzupassen.

Die autonome Navigation des Fahrerlosen Transportfahrzeugs (FTF) stellt eine schnelle und einfache Anpassung der Fahrrouten sicher, während die patentierte Boostcap-Technologie ein taktzeitparalleles Laden der Energiespeicher ermöglicht. Hierdurch wird ein echter 24/7-Betrieb erreicht.

Der modulare Aufbau der Hub-/Schwenkbühne ermöglicht es, in einer geringen Umbauzeit das Montagelayout flexibel und effizient anzupassen. Weiterhin bieten die PKW-Endmontage auf einem FTF mit integriertem Hubtisch sowie die Unterflurmontage mittels Hub-/ Schwenkbühnen den Beschäftigten eine höchst ergonomische Arbeitsumgebung.

Was konnte erreicht werden?

Schon während der Einführung des flexiblen Montagesystems in der Audi R8-Manufaktur in den Audi Böllinger Höfen zeigten sich die Vorteile des wandlungsfähigen Systems: So wurde kurzerhand für eine weitere Ausstattungsvariante des Audi R8 im Layout eine zusätzliche Montagestation hinzugefügt und in kürzester Zeit in Betrieb genommen.

Sollte sich zukünftig das Montagelinienlayout aufgrund steigender Stückzahlen ändern, unterstützt die wandelbare Navigation eine schnelle Anpassung der Produktionssysteme. Das neuartige Fahrwerkskonzept des automatischen Transportsystems ermöglicht das Verfahren in alle Richtungen, wodurch die Fahrwegbreite verringert und Fläche eingespart werden konnte. Darüber hinaus können durch die sicheren Personenerkennungssysteme die Fahrwege auch von anderen Verkehrsteilnehmern genutzt werden.

Der PKW kann durch den im FTF integrierten Hubtisch je nach Arbeitsumfang und beteiligten Personen flexibel im Bereich von 300mm bis 1200mm auf die passende, ergonomisch sinnvolle Höhe eingestellt werden.

Mit welchen Maßnahmen wurde die Lösung erreicht?

Bär Automation setzte bei der FTF-Entwicklung früh auf innovative Technik. Ein starres, herkömmliches Führungssystem, wie ein induktives Leitdrahtsystem im Boden, wirkt der notwendigen Wandelbarkeit und Flexibilität, die Fahrerlosen Transportsysteme mit sich bringen, entgegen.

Gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart (IPA) wurde daher ein neue Navigationsart entwickelt, die das vorhandene Sensorsystem im Fahrzeug, wie zum Beispiel den Personenschutzscanner, nutzt und gleichzeitig hochflexibel auch in sich verändernden Umgebungen navigieren und lokalisieren kann. Neu gegenüber bestehenden Systemen ist dabei, dass die Umgebungskarte stetig live erstellt wird und dadurch Veränderungen in der Montagehalle keinen Einfluss haben. Außerdem wurde eine flexibel parametrierbare Fördermittelsteuerung entwickelt, die sich stetig mit der Produktionssteuerung des Kunden austauscht.

Was können andere davon lernen?

Bär Automation ist als innovatives Unternehmen in mehreren Forschungsprojekten beteiligt. Im Forschungscampus-Projekt ARENA2036 arbeitet man gemeinsam mit den Instituten der Universität Stuttgart, dem Fraunhofer IPA und den beteiligten Industriepartnern an dem Ziel, die automobile Produktion in Zukunft flexibler und wandlungsfähiger zu gestalten, um den Anforderungen des Marktes und der steigenden Variantenvielfalt gerecht zu werden. Dabei hat sich gezeigt, dass die Durchgängigkeit der Daten – von der Produktentwicklung über die Produktion bis hin zum Service – einen Schlüsselfaktor für eine erfolgreiche Umsetzung von Industrie 4.0 darstellt.