Flexibilität ist Trumpf

ANLAGEN - Was früher kaum vereinbar schien, fährt heute Profit ein - die Diskussion Rationalisierung contra Mitarbeiter ist überholt: Denn erfolgreiche flexible Automation orientiert sich am Werker. Ein Ansatz, der dem Volvo-Fertigungalltag handfeste Vorteile bringt, wie die neue Motoren-Montagelinie von ABB Manufacturing & Consumer Industries, Geschäftsbereich Powertrain Assembly, im schwedischen Skövde belegt.

03. Januar 2003

ABB-Projektleiter Andreas Diegelmann legt die Meßlatte hoch: „Automatisierung muß vor allem flexibel sein. Sie hat sich schwankenden Kapazitäten, einem schnellen Produktwechsel auf der gleichen Montagelinie und dem jeweiligen Werkerbedarf problemlos anzupassen.“

Daß diese anspruchsvolle Fertigungsstrategie nicht nur als Planspiel am Bildschirm funktioniert, belegt das Volvo-Motorenwerk im schwedischen Skövde. Dort agiert seit Sommer 2001 eine robotergestützte Montagelinie von ABB Powertrain Assembly aus Langenfeld. Produziert werden die neuen Dieselmotoren NED (New Diesel Engine) für die Modelle S60, V70 und S80. Zur Zeit läuft auf der Linie die 5-Zylindervariante. Bislang wurden die Dieselaggregate von einem anderen Automobilhersteller zugekauft.

„Die Ausschreibung von Volvo ging an verschiedene renommierte Anlagenbauer“, erinnert sich Diegelmann. „Entscheidend dafür, daß wir den Zuschlag erhalten haben, war die hohe Flexibilität unserer Lösung.“ Und in der Tat: starre Verkettung der Produktionsfolgen ist in der ABB-Montagelinie out. Für die nötige Fertigungsflexibilität sorgen neben rund 80 Werkern acht IRB 6400- und zwei IRB-4400-Roboter von ABB.

„Hauptaufgabe der Roboter ist das Bewegen und Handhaben der & pos;schweren Brocken& pos; wie etwa Motorblock oder die Bed Plate, das Gegenlager der Kurbelwelle. Hinzu kommen noch Aktionen wie wenden, schrauben, trennen und das Auftragen von Dichtmittel“, konkretisiert Andreas Diegelmann.

Der Roboter nimmt die Werkstücke von der Palette und führt sie im Greifwerkzeug zu Offline-Bearbeitungstellen. Das entkoppelt starre Arbeitsabläufe, was bei Produkt- oder Variantenwechsel eine größtmögliche Flexibilität bietet. Stationskomponenten können dazu- oder weggeschaltet werden und der Roboter führt seinen Arbeitsprozeß entsprechend dem Bauauftrag durch. Zudem lasse sich die Produktpalette flexibel erweitern, so Diegelmann, gehe es etwa um die Integration der 6-Zylindervariante in die Montagelinie (ein weiterer wichtiger Entscheidungsgrund für Volvo, hebt man in Langenfeld hervor).

Pro Stunde verlassen knapp über 30 Motoren die neue Fertigungsanlage, nachdem sie im abschließenden Hot-Test auf Herz und Nieren geprüft wurden. Nach einschichtigem Produktionsbeginn läuft das System jetzt im Mehrschicht-Betrieb.

Hauptbestandteile der Montagelinie in Skövde sind zwei Montageabschnitte, die sich in eine innere und äußere Montage des Motors unterteilen. Die innere Montage besteht aus zwölf Automatik-/Semiautomatikmaschinen. Hier werden unter anderem Kurbelwelle, Ölwanne und Nockenwelle montieren. Die äußere Montage umfaßt etwa 50 Handarbeitsplätze für die Motoraggregate und -anbauteile.

„Bei den halbautomatischen Stationen übergibt oder bearbeitet der Werker Motorteile, die dem Roboter über Wechseleinheiten zugeführt werden“, erläutert Projektleiter Diegelmann. „In anderen Stationen wiederum erfolgt das Zuführen automatisch, wobei der Roboter die Komponenten von definierten Positionen abnimmt.“

In einer Station arbeiten Roboter und Werker sogar im Schulterschluß. Der Roboter legt dabei einen Motorblock an einem Handarbeitsplatz in eine Montagevorrichtung ein und zieht sich dann zurück, um zwei andere Zellen zu bedienen. Pleuel und Kolben werden vom Werker in den Motorblock eingebracht und montiert. Das anschließende Entladen und Neubefüllen des Arbeitsplatzes ist dann wiederum Sache des Roboters

„Wichtig ist, daß die Fertigungssysteme der Linie je nach Motortyp oder Baureihe unterschiedlich angeordnet beziehungsweise variiert werden können. Deshalb steht der Roboter bei diesem Automatisierungsmodell im Mittelpunkt“, hebt Andreas Diegelmann hervor. Der Automatisierungsgrad ist allerdings streng abgestimmt auf die Bedürfnisse des Mitarbeiters.

„Volvo arbeitet sehr stark mit der Ressource Mensch. Die Fluktuation im Werk in Skövde ist sehr gering und die Arbeiter bleiben teilweise über Generationen bei Volvo. Das zahle sich aus, denn in der Vergangenheit angesammeltes Know-how wird wieder in neue Anlagen integriert.

Welchen Stellenwert hochqualifizierte Werker beim schwedischen Automobilbauer genießen, belegt das in Skövde praktizierte Ausbildungskonzept „Train the trainer“. Bereits die Abnahme der Maschinen und Fertigungszellen in Langenfeld erfolgte zusammen mit ausgesuchten Volvo-Werkern. Die Abnahmeteams bestanden dabei aus vier bis sieben Mitarbeitern. Software-Spezialisten, Fertigungsingenieure und Werker hatten das gleiche Stimmrecht.

Die Ausbildung der Mitarbeiter in den Montagelinien startete mit der ersten Inbetriebnahme - noch bei ABB. „Es gab eine Trainingssequenz, die hier in Langenfeld ablief und eine weitere direkt in Skövde“, erinnert sich Andreas Diegelmann. „Diese Werker waren vor Ort, als die Anlage sukzessive in die Produktionsphase eintrat und bildeten weitere Operators aus, die jetzt in den Fertigungslinien arbeiten. Das Personal aus der Frühphase des Projekts agiert jetzt als Gruppenleiter oder in anderen verantwortlichen Positionen.“

Zudem bestanden die Volvo-Verantwortlichen auf einer optimalen Ergonomie der ABB-Fertigungslinie. So sind Montage- beziehungsweise Palettenhöhe auf ergonomische 900 Millimeter ausgelegt und die Maschinen auf eine Geräuschbelastung von maximal 75 db. Spezielles Handwerkzeug trägt dazu bei, daß der Körper möglichst wenig Kräfte aufnehmen muß.

„Neben einer bestmöglich ausgelegten Ergonomie verlangte Volvo auch, daß die Qualität der Fertigung von unseren Automatikmaschinen sichergestellt sein muß, also die Entkopplung dieser qualitätsrelevanten Operationen vom Werker“, ergänzt Andreas Diegelmann.

Eingebettet ist die flexible „Symbiose“ von Mitarbeitern und Automation im schwedischen Motorenwerk in ein übergreifendes Datennetz. Ein Host-Rechner überwacht alle Produktionsanforderungen und teilt bestimmte Fertigungsaufträge beziehungsweise -typen an die jeweilige Maschine mit. Der Host ist dafür verantwortlich, daß zum Beispiel die richtigen Komponenten in die entsprechenden Lagerpassungen eingebaut werden, er verwaltet die gesamte Zuordnung der Bauteile.

Qualitätsrelevante Informationen aus der Fertigung werden wiederum per Datenleitung von der jeweiligen Bearbeitungsstation zum Host geschickt. Übergeordnet ist die Produktionsplanung mit den Volvo-Werken in Gent und Göteborg verbunden. Gleichzeitig habe man von Langenfeld aus die Möglichkeit, online mit Volvo zusammenzuarbeiten und per Software Modifikationen, Änderungen und Optimierungen einzuspielen - ein Vorgang, der eng mit Volvo abgestimmt ist, denn vor einem solchen Datentransfer steht erst einmal die „Firewall“ des schwedischen Automobilkonzerns. Für Serviceeinsätze an der Linie könnte von ABB-Seite auch der Online-Eingriff in die Robotersteuerung sowie die Steuerungen der Maschinen und die komplette Anlagensteuerung von Langenfeld via PC nachgerüstet werden.

„Wer als Anlagenbauer heute erfolgreich sein will, muß angepaßte Automation liefern können, abgestimmt auf den Werker und die Fertigungsgegebenheiten im jeweiligen Unternehmen“, resümiert Andreas Diegelmann. Mit der neuen Montagelinie habe man für Volvo den optimalen Mix gefunden: „Wir setzen auf Flexibilität. Roboter und Werker sind Fertigungsträger, die sich wirtschaftlich äußerst sinnvoll ergänzen, wie sich in Skövde zeigt.“

Erschienen in Ausgabe: 05/2002