Bedarfsorientierte Logistik

Fertigungsautomation

WTS - Mit Werkstückträger-Transportsystemen von Stein Automation organisiert ebm-papst die jeweils benötigten Montagekapazitäten vom Produktionsstart über das sogenannte Ramp-up bis zur flexiblen Serienproduktion von Baugruppen und Endgeräten.

10. Februar 2014

ebm-Papst gehört mit etwa 1,4 Milliarden Euro Umsatz pro Jahr, 11.000 Beschäftigten und mit mehr als 10.000 »lebenden« Artikeln zur Weltspitze in der Antriebs-, Ventilator- und Lüftertechnik. Gefertigt wird in 17 Werken. Eines davon steht an der Wiege des Unternehmens, in Mulfingen, wo 2700 Beschäftigte jährlich etwa 11,5 Millionen Ventilatoren beziehungsweise Motoren fertigen. Basierend auf den Kernkompetenzen Motortechnik, Elektronik und Strömungstechnik, ist das Werk auf effiziente Lösungen für die Luft-, Kälte- und Klimatechnik spezialisiert. Außerdem ist es mit der Abteilung »Entwicklung Verfahren« als Zentrum für Entwicklung, Evaluation und Auswahl von Produktionsverfahren sowie relevante Ausrüstungen zuständig für die deutschen Werke in Mulfingen, Niederstetten und Hollenbach sowie die Werke in Ungarn, Tschechien, Indien und China.

Alexander Frank, Hauptabteilungsleiter Entwicklung Verfahren bei der ebm-papst Mulfingen GmbH, sagt dazu: »In unserer Abteilung beschäftigen sich einhundertzwanzig Spezialisten mit der Entwicklung, Projektierung und der Implementierung von Fertigungsverfahren. Zudem werden hier Werkslayouts, die Produktionsplanung sowie REFA-Arbeitspläne erstellt. Mit der Konstruktion und Realisierung der benötigten Betriebsmittel im Werkzeug-, Anlagen- und Elektrobau sind allein siebzig Fachkräfte befasst. Etwa ein Drittel der Betriebs-ausrüstungen stellen wir in Eigenregie selbst her, zwei Drittel decken wir mit Zukäufen von leistungsfähigen Lieferpartnern ab. Wann immer sinnvoll und möglich, setzen wir am Markt erhältliche Komponenten und Teilsysteme ein, denn wir wollen das Rad nicht neu erfinden, sondern uns besser auf Prozesslösungen konzentrieren.«

Frühe Grundsatzentscheidung

Sowohl diese Prozesslösungen als auch höchst unterschiedliche Stückzahlen stellen ziemliche Herausforderungen dar. Trotz der genannten 11,5 Millionen Ventilatoren beziehungsweise Motoren pro Jahr sind Losgrößen unter 50 Stück absolut keine Seltenheit. Entsprechend flexibel müssen die Produktions- und Montageeinrichtungen sein, weshalb sich ebm-papst schon vor Jahren intensiv um das Thema Werkstück-Materialfluss zu kümmern begann. So fiel bereits im Jahr 1997 die grundsätzliche Entscheidung, sich als Basis für Montageanlagen aller Größenordnungen auf ein intelligentes Werkstückträger-Transportsystem festzulegen.

Nach eingehender Evaluation, in der Aspekte wie Gestaltungs-, Aufbau-, Umrüst-, Erweiterungs- und Nutzungsflexibilität, Service sowie Zukunftsfähigkeit eine zentrale Rolle spielten, entschieden sich die Verantwortlichen bei ebm-papst Mulfingen für das modular-flexible Werkstückträger-Transportsystem der Stein Automation GmbH aus Villingen-Schwenningen.

Alexander Frank zu den Gründen: »Wir haben in allen Fällen klassische Simultaneous Engineering (SE)-Projekte zu bewältigen, bei denen buchstäblich alles parallel läuft, also die Entwicklung und laufende Optimierung der Produkte genauso wie die Erstellung der Produktionseinrichtungen für jeden Kapazitätsbedarf vom Start bis zur Serienfertigung. Um einerseits Zeit und Kosten zu sparen und andererseits qualitativ sowie wirtschaftlich auf einem hohen Level zu agieren, versuchen wir Kompromisse zu vermeiden und bauen die einzelnen Prozessstationen gleich als produktionsfähige Module auf. Mit Hilfe der auf- und ausbau- oder umrüstflexiblen Module des WT-Systems von Stein können wir dann die Anlagen einfach, schnell und hochflexibel an den jeweiligen Bedarf anpassen.«

Dabei wurden das eine oder andere Mal »Leistungsgrenzen« erreicht, nämlich Montage- Bandlängen bis 250 Meter, wie Thorsten Haberkorn, Produktionsleiter PG1 bei ebm-papst Mulfingen, nicht ohne Stolz betont: »Im Werksverbund Mulfingen, Niederstetten und Hollerbach sind heute dreißig Montageanlagen auf Basis der Werkstückträger-Transportsysteme von Stein Automation im Einsatz. Eine davon hat tatsächlich 250 Meter Bandlänge und integriert dabei eine Vielzahl automatischer und manueller Prozessstationen. Diese WT-Systeme zeichnen sich durch eine Anwendungs- und Nutzungsflexibilität von über achtundneunzig Prozent aus, durch eine hohe technische Verfügbarkeit, minimalsten Service- und Wartungsaufwand sowie eine hohe Lebensdauer.«

Jüngstes Projekt der Abteilung »Entwicklung Verfahren« ist eine Montageanlage für Ventilatoren, die als Simultaneous-Engineering-Projekt gestartet und Step by Step ausgebaut wurde oder noch ausgebaut wird. Konzipiert ist die Anlage für einen Durchsatz von zwei Millionen Ventilatoren pro Jahr, bei einer Varianz von 20 Grundvarianten, sowie für auftragsgesteuerte Chargen aller Größenordnungen. In der Anlaufphase wurde mit Taktzeiten von 30 Sekunden kalkuliert und gearbeitet, in der Endphase sollen es dann nur noch sechs Sekunden sein. Dies wiederum erfordert einen entsprechend hohen Automatisierungsgrad in allen Prozessschritten, weshalb die eine oder andere, anfänglich als Handarbeits- oder halbautomatisch aufgebaute Prozessstation je nach Bedarf ganz einfach durch eine vollautomatische Einheit ersetzt wird.

In der Montageanlage sind knapp 300 Werkstückträger im Einsatz, welche die einzelnen Stationen prozess- oder bedarfsgesteuert anfahren. Damit ist eine kontinuierliche Ver- und Entsorgung der Prozess- und Prüfstationen gewährleistet, was zeitraubende Verzögerungen eliminiert und die Leistungsfähigkeit der Anlage maximal auslastet.

Franks Fazit zur Entscheidung pro Stein Automation und zur Zusammenarbeit bis heute: »Eine der Grundsatzentscheidungen für Stein betraf die Steuerung des Systems, die einfach zu handhaben ist und schnelle Anpassungen sowie Erweiterungen ermöglicht. Ein weiterer Aspekt war die Modularität und sofortige Wechsel- oder Austauschbarkeit der Module ohne großen mechanischen Aufwand. Die einzelnen Module werden in unserer Werkstatt oder beim zuliefernden Sondermaschinen-Hersteller komplett aufgebaut und getestet und stehen als betriebsfertige Einheiten zur Verfügung. Das hat viele Vorteile bei der Realisierung unter SE-Bedingungen. Zudem verstehen wir die Automatisierung des Werkstückträger-Transports ebenso wie die Prozess-Automatisierung als Treiber für die Qualitätssicherung und damit als strategisches Element für die produzierte Qualität. Wir arbeiten seit 1997 sehr eng und vertrauensvoll mit Stein Automation und erhalten jederzeit Unterstützung von der Anlagenkonstruktion bis zur Inbetriebnahme. Wir betreiben mittlerweile viele Kilometer lange Werkstückträger-Transportsysteme von Stein, sind jedoch keineswegs blind geworden auf diesem Auge. So führen wir alle drei bis fünf Jahre intensive Benchmark-Tests durch, die aber bislang immer zu ein und demselben Ergebnis geführt haben.«

Erschienen in Ausgabe: 01/2014