Wie kann die Automobilproduktion in Zeiten immer größerer Variantenvielfalt und immer schnellerer Produktzyklen wettbewerbsfähig bleiben? Drei Fragen an Dr. Olaf Sauer, Koordinator des Geschäftsfelds Automatisierung und Digitalisierung des Fraunhofer IOSB und Co-Autor einer neu erschienenen Studie zum Thema.
Herr Sauer, warum steht das lange bewährte Perlenketten-Prinzip in der Automobilproduktion überhaupt infrage?
Schnelle Innovationszyklen, zunehmende Individualisierung und die resultierende Produktvielfalt bringen die etablierte Fertigungsweise an ihre Grenzen. Beispielsweise kann je nach gewünschter Ausstattung des einzelnen Fahrzeugs der Arbeitsinhalt und -aufwand eines bestimmten Bearbeitungsschritts stark schwanken – trotzdem muss für alle eine einheitliche mittlere Taktzeit gelten. Oder nehmen Sie die heute üblichen automatisierten Betriebsmittel, die auf spezielle Baureihen, Motorvarianten oder Montageumfänge ausgelegt sind. Diese arbeiten zwar bei hoher Auslastung effizient. Jeder Modellwechsel bedeutet aber hohen Umrüst- Aufwand. Und schwankt die Nachfrage, wie gerade jetzt in der Corona-Krise, werden die Fixkosten zum Problem. Deshalb machen sich Investitionen in flexiblere Anlagen, universeller einsetzbare Betriebsmittel und eine modularisierte Fertigung schnell bezahlt.
Was zeichnet diesen neuen Ansatz aus?
Die Vision ist eine selbstorganisierende und modulare Produktion, in der smarte und vernetzte Werkstücke sich gewissermaßen eigenständig durch die Fabrik steuern und sich anhand eines Spezifikationsabgleichs und der aktuellen Kapazitäten jeweils die passende nächste Bearbeitungsstation suchen. Das ist ein Paradigmenwechsel im Vergleich zur bisherigen sequentiellen Fertigungslinie. Die Vision ist gar nicht so neu, war aber lange nicht umsetzbar, weil sie viele technische Herausforderungen mit sich bringt wie die permanente Lokalisierung und Online-Verfolgung der Karossen, Bauteile und Transportmittel oder die Simulation und die echtzeitnahe Steuerung des gesamten Systems. Aktuelle Fortschritte in den Bereichen KI und Edge Cloud haben das geändert.
Welche Rolle spielt das Fraunhofer IOSB bei dieser Entwicklung, welche Kompetenzen können wir einbringen?
Mit unserer langen Erfahrung in der Automatisierungs- und Leittechnik, unserer KI-Engineering-Kompetenz und unserem Engagement bei Kommunikations- und Datenraumarchitekturen haben wir das passende Portfolio, um Firmen bei der Einführung selbstorganisierter Produktion zu unterstützen – durch grundlegende Beratung, Fallstudien, Entwicklung geeigneter Algorithmen und Evaluation von Konzepten in Simulationsumgebungen. In der neuen Karlsruher Forschungsfabrik können wir gemeinsam mit Kunden sogar Demonstratoren dafür aufbauen. Dabei nehmen wir über die Produktion vor Ort hinaus auch die ganze Logistik weltumspannender Lieferketten mit in den Blick. Plattformen wie unser Smart Factory Web, die das Prinzip der Datensouveränität unterstützen, helfen dabei, dass auch mittelständische Zulieferer die Planungshoheit und damit vertrauliche Informationen an einen Supply-Chain Orchestrator abgeben.
Zum Thema hat das Fraunhofer IOSB mit der PwC-Strategieberatung Strategy& Deutschland die Studie »At the end of the line« veröffentlicht.
Weitere Infos:
www.iosb.fraunhofer.de/end-of-the-line
Dieses Interview ist zuerst im Newsletter InfOSB, Ausgabe 1/2021, erschienen.