Im Rahmen der "IntelligentProduction@VANS"- Strategie geht Mercedes-Benz den nächsten Schritt – und setzt in den konzerneigenen Werken in großem Stil auf vernetzte Fertigungstechnologien.
Ausgerechnet der anhaltende Erfolg der Van-Sparte stellt Daimler vor große Herausforderungen. Im ersten Halbjahr 2017 konnten die Schwaben mit jeder Baureihe – von Sprinter über Vito, V-Klasse und Citan – neue, bis dato noch nie erzielte Verkaufsrekorde erzielen. 96.000 abgesetzte Einheiten entfielen dabei allein auf den Mercedes Sprinter. Während die deutschen Werke in Düsseldorf und Ludwigsfelde mit der Produktion der aktuellen Modelle also noch gut beschäftigt sind, steht schon die neue Generation des weltweit bekannten Transporters in den Startlöchern – und mit ihr eine ungeahnte Variantenvielfalt.
Anspruch an die Sprinter-Produktion steigt zunehmend
Bis zu 700 Rohbauvarianten gibt es vom aktuellen Sprinter. Was die Lackierung angeht, haben die Kunden die Wahl zwischen mehr als 400 unterschiedlichen Farbtönen. Neben der Fertigung von benzin- und dieselgetriebenen Fahrzeugen wartet künftig auch noch der elektrifizierte Antriebsstrang auf seinen Serieneinsatz. "An den Standorten, an denen wir unsere E-Sprinter produzieren werden, tun wir das auf unseren vorhandenen Linien – hier können wir flexibel und schnell reagieren. Aber auch das bedeutet ein Mehr an Komplexität für die Werke", erklärt Frank Klein, Leiter Operations Mercedes-Benz Vans. Der Anspruch an die Sprinter-Produktion steigt also zunehmend. Noch effizienter, noch flexibler müssen die Abläufe in den Werken gestaltet werden, um mit dieser Entwicklung Schritt halten zu können.
Nicht ohne Grund will Mercedes-Benz Vans bis 2025 mehr als 200 Millionen Euro in den Ausbau der intelligenten Produktion investieren – und damit die Fertigung voll digitalisieren. "Mit der papierlosen Fabrik, fahrerlosen Transportsystemen sowie zahlreichen weiteren Projekten haben wir in den vergangenen Jahren schon sehr viel erreicht und die Weichen für die Zukunft gestellt. Jetzt setzen wir im Rahmen unserer Strategie ‚IntelligentProduction@VANS‘ einen weiteren Meilenstein auf dem Weg zur vollständig vernetzten ‚Fabrik der Zukunft‘ für mehr Effizienz und Flexibilität. Mit Technologien wie RFID wollen wir entlang des gesamten Produktionsprozesses Potenziale heben", erzählt Klein.
Mit RFID können einzelne Bauteile geortet werden
Doch was genau verbirgt sich hinter dem Kürzel RFID? Es ist die Radio Frequency Identification, mit der einzelne Bauteile jederzeit zielgenau geortet werden können. Bisher müssen die Mitarbeiter, die den Sprinter am Band Stück für Stück zusammensetzen, immer wieder Strichcodes an den Teilen abscannen. So wird die Produktion dokumentiert und zeitgleich gewährleistet, dass jedes Teil in die richtige Karosserie wandert, es also zu keinen Fehlern bei der Ausstattung der bestellten Fahrzeuge kommt. Mit der RFID-Technologie entfallen diese Arbeitsschritte. Schon bei den Zulieferbetrieben des Mercedes-Werks werden die Bauteile mit den für die Technologie benötigten elektronischen Etiketten versehen. Die Mini-Computerchips können Daten speichern und senden.
Sie werden über Funkwellen von Lesegeräten, die an bestimmten Punkten des Logistikprozesses und der Transporter-Fertigung angebracht sind, geortet. Erst die Funkwellen versorgen die elektronischen Etiketten dabei mit der Energie, die sie benötigen, um ihre gespeicherte Information zu teilen. Diese RFID-Tags nutzen nebenbei natürlich gleichzeitig den Zulieferbetrieben: Schon sie können die Vorteile dieser Technik nutzen, die Bauteile per Funk lokalisieren und auf diese Weise beispielsweise dokumentieren, welche Teile zu welchem Zeitpunkt in welchem Lkw die Produktionshallen verlassen.
Foto: Daimler AG
In der Produktion entfallen Arbeitsschritte
In der aktuell laufenden Pilotphase im Mercedes-Werk Ludwigsfelde wird die RFID-Technologie schon heute eingesetzt – und so Seitenspiegel und Sitze automatisiert per Funk lokalisiert und identifiziert. Die Überwachung der Bauteile beginnt bei der Anlieferung durch den Zulieferer und wird konsequenterweise bis zu dem Punkt weitergeführt, an dem der voll funktionsfähige und fertig montierte Sprinter vom Produktionsband fährt. Allein mithilfe der elektronischen Etiketten an Spiegeln und Sitzen entfallen laut Daimler bei der Dokumentation im Werk insgesamt sieben Arbeitsschritte. Das in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) entstandene Projekt soll in den nächsten Jahren auf bis zu 40 Teile erweitert werden.
Mit dem Start der Produktion des neuen Sprinter wird die RFID-Technologie fest in den Arbeitsablauf in Ludwigsfelde und später dann auch in den weiteren Mercedes-Werken integriert. Die Möglichkeiten der neuen Technik sind umfangreich, das lässt Frank Klein immer wieder durchblicken. "Neue digitale Technologien wie RFID bringen den großen Vorteil mit sich, dass sie unsere hoch qualifizierten Produktionsmitarbeiter von Routineaufgaben wie der Dokumentation von Arbeitsschritten entlasten", sagt Klein. Und er zählt weitere Vorteile von RFID auf: Mit der frühzeitigen Information über den Standort der einzelnen Bauteile könne man schnell auf Verzögerungen reagieren und entsprechend planen. Auch der aktuelle Lagerbestand sei überwachbar. Da die Mitarbeiter jederzeit wissen, ob die richtigen Bauteile im richtigen Transporter gelandet sind, vereinfacht sich die Qualitätssicherung ebenfalls. Selbst in den After- Sales-Bereich hinein hat der Einsatz von RFID in der Produktion Einfluss: Mit in zentralen Datenbanken hinterlegten Informationen zu den einzelnen Sprinter-Einheiten können Service-Mitarbeiter schnell und einfach prüfen, mit welcher Ausstattung das jeweilige Fahrzeug versehen ist.
20 fahrerlose Transportsysteme im Mercedes-Werk
So neu wie es scheint, ist RFID an sich aber nicht – schon seit 2012 nämlich kommt die Technologie in Ludwigsfelde zum Einsatz. Rund 20 fahrerlose Transportsysteme, sogenannte FTS, nutzen sie in Teilbereichen der Montage. Die FTS sind mit einem IT-System vernetzt, folgen zeitgleich im Hallenboden montierten Transpondern, über die sie ihre Fahrbefehle erhalten. Im Frühjahr 2017 wurde die Technik noch einmal erweitert: Die FTS kommunizieren seither mittels Bluetooth miteinander und können ihre Fahrstrecken so automatisiert abgleichen. Ein Verkehrschaos an Knotenpunkten ist damit ausgeschlossen. Doch eine derartige Koordination ist bisher nur für einzelne Fahrzeuge machbar. Mit dem Produktionsstart der neuen Sprinter-Generation will Daimler den Einsatz von FTS erweitern, rund zehn neue Fahrzeuge und zusätzliche Routen in Betrieb nehmen. Dazu sollen sich erste Transportsysteme noch im Jahr 2017 mithilfe optischer Sensoren frei bewegen können, ohne fest programmierte Strecken durch die Hallen rollen. Mithilfe von Laser-Abtastung erkennen die Vehikel schon jetzt Hindernisse wie Mitarbeiter oder Gabelstapler und halten wenn nötig automatisch an.
All diese digitalen Neuerungen aber haben eines gemeinsam: Sie benötigen eine entsprechend ausgelegte, jederzeit leistungsfähige IT-Infrastruktur, um funktionieren zu können. Die aufgenommenen und versendeten Daten müssen zuverlässig ihren Weg zur Geräteüberwachung, der Produktionssteuerung, der Qualitätsprüfung und der Teiledisposition finden. Gemeinsam mit externen Partnern hat Mercedes-Benz Vans daher nachgelegt – und eine optimierte IT-Architektur erarbeitet, die den gehobenen Ansprüchen gewachsen ist. Die Fähigkeit, die hohen Datenmengen aufnehmen und verarbeiten zu können, stand dabei im Mittelpunkt. Alle Systeme müssen zeitgleich auf die "Datenautobahn" zugreifen können. Die unterschiedlichen IT-Strukturen im Produktionsprozess der Werke müssen weltweit harmonisiert, ein globaler Datenaustausch gewährleistet werden. Laut Daimler ist es mit der neuen IT-Architektur möglich, schnell und flexibel neue digitale Funktionen zu launchen. Wenn das RFID-Pilotprojekt in Ludwigsfelde fest im dortigen Arbeitsablauf integriert ist, soll es damit in andere Werke übertragen werden können. Eine Fähigkeit, für die der Hersteller keine Mühen scheut.
Die sechs Ziele der "IntelligentProduction@VANS"-Strategie
"Derzeit arbeiten rund 100 Technologie- und IT-Experten auf der ganzen Welt jeden Tag daran, die Digitalisierung unserer Werke voranzutreiben. Insgesamt laufen derzeit über 20 Projekte parallel", erzählt Klein. Die Teams würden eng vernetzt und in flachen Hierarchien über Länder- und Fachbereichsgrenzen hinweg zusammenarbeiten. Mitarbeiter aus den Bereichen Logistik, Qualitätssicherung, Engineering, IT und Produktion wären von Anfang an Teil des Projekts. "Wir haben klare Anforderungen: Projekte müssen sich bereits in der Pilotphase in die laufende Serienproduktion integrieren lassen. Zudem müssen die Vorhaben sich später auf alle unsere Standorte übertragen lassen, um Skaleneffekte zu erzielen. Auf diese Weise wollen wir Innovationen zielgerichtet umsetzen, sodass sich Investitionen bereits innerhalb kurzer Zeit bezahlt machen", erläutert Klein und definiert noch einmal die sechs Stoßrichtungen der "IntelligentProduction@VANS"-Strategie. Das erste Thema sei die Identifizierung und Lokalisierung, also der großflächige Einsatz der RFID-Technologie. Mit Punkt zwei, der Prozess-Simulation, will Daimler künftig jeden Fertigungsprozess auf der Grundlage realer Daten durchspielen können. "So können wir frühzeitig prüfen, ob sich neue Fahrzeug-Varianten mit bestehenden Anlagen und Maschinen fertigen lassen", sagt Klein. Mit dem Ausbau der fahrerlosen Transportsysteme wiederum "wollen wir in manchen Bereichen auch ganze Karosserien individuell bewegen. Der Vorteil liegt auf der Hand: Dies erhöht die Flexibilität um ein Vielfaches, gibt uns mehr Luft zum Atmen, da ein einziges Fahrzeug nicht mehr die gesamte Linie aufhalten kann." Auch die Mensch-Maschine-Kooperation nehmen die Schwaben in den Fokus. Roboter sollen den Mitarbeitern körperliche Arbeiten abnehmen, die Menschen wiederum deren Aktivitäten steuern und kontrollieren. Mit dem virtuellen Training werden Mitarbeitern mittels Datenbrillen "wichtige Informationen zu Bauteilen oder dem Fahrzeug direkt in ihrem Sichtfeld angezeigt". Der letzte Punkt betrifft die sogenannte "Green Factory & Big Data Analysis". Durch die Überwachung der digitalen Daten will Mercedes-Benz Vans die Produktion vorausschaubar machen. "Wir wissen genau, wann welche Anlagen gewartet werden müssen – noch bevor eine Störung eintreten könnte. Die Umwelt profitiert, wenn beispielsweise der Energiebedarf transparent und vorhersagbar ist und wir Anlagen so steuern können, dass ihr Verbrauch weiter optimiert wird", erläutert Frank Klein. Am Ende also will Daimler mit all diesen Maßnahmen vor allen Dingen eines schaffen: die komplexe Fertigung deutlich einfacher machen.
