Industrieroboter

Vollbeladen

Die steigende Nachfrage nach Photovoltaik-Wechselrichter veranlasste Kaco New Energy eine zusätzliche Produktionsstätte am Heimatstandort in Neckarsulm in Betrieb zu nehmen. In seiner noch jungen Firmengeschichte wuchs das Unternehmen seit 1999 rasant und beschäftigt heute 800 Mitarbeiter, 550 davon alleine in Deutschland. Um die steigende Nachfrage und die Wachstumsstrategie des Unternehmens begleiten zu können, wurde jüngst eine zusätzliche Produktionsstätte, das Werk 5 am Heimatstandort in Neckarsulm in Betrieb genommen. Mit dem neu erstellten Gebäude sollte die modernste Wechselrichterfabrik weltweit, mit einer Spitzenproduktionskapazität von vier Gigawatt entstehen. Die Skalierbarkeit und Flexibilität des Werkes stand hierbei an erster Stelle. Denn auch im Markt der Erzeugung von regenerativer Energie gibt es deutliche Bedarfsschwankungen die eine "atmende Fabrik" erforderlich machen. Zudem sollte das Werk schon heute auf eine mittelfristige Verdopplung der Produktionsmenge vorbereitet sein.

Ergonomie und Flexibilität

So stand auch bei der Gestaltung der Montagearbeitsplätze Flexibilität an vorderster Stelle. Schließlich sollen zwölf Varianten einer Baugruppe montiert werden können und die spätere Erweiterung um ein zweite Baugruppe von Beginn an berücksichtigt werden. Eine besondere Herausforderung war es, die Systemarbeitsplätze so flexibel einzurichten, dass alle Varianten an allen zwölf Montageplätzen durch unterschiedliche Werker realisiert werden können. Die ESD- gerechte Ausführung der Betriebseinrichtung war zudem eine Maßgabe für den elektrostatisch geschützten Bereich. Für die Planung erschwerend kam hinzu, dass aus Verantwortung gegenüber den Mitarbeitern und zur Sicherung der nachhaltigen Effizienz, das Thema Ergonomie bei dem schwäbischen Unternehmen ein besonderes Augenmerk genießt. Die Antwort zu diesem Anforderungsprofil fanden die werksinternen Planer in der Prozessdefinition und Layoutierung der Arbeitsplätze zugleich. Gemeinsam mit Armbruster Engineering und Bott entstand während einer Projektlaufzeit von vier Monaten eine für das Unternehmen ideale Lösung: Auf ergonomisch gestalteten Montageplätzen übernimmt ein Werker die komplette Montage eines Wechselrichters mit allen dazugehörigen Schritten. Die aufwendige Montagetätigkeit sorgt für eine abwechslungsreiche und mental fordernde Tätigkeit bei gleichzeitig optimal auf den Werker abgestimmten Arbeitsbedingungen. Zunächst bestücken jedoch Logistikmitarbeiter einen Wagen mit allen kommissionsbezogenen Teilen, die aus einem automatisierten Warenlager bereitgestellt werden. Dieser Wagen wurde von Bott individuell entwickelt und als Multifunktionstalent ausgelegt. So dient er als Kommissionier- und Bereitstellungswagen, während der Montage als Werkstückträger und auf dem Weg zu nachgelagerten Prozessen als Transportwagen. Oben auf befindet sich ein Werkstückträger und eine Vorrichtung, auf der die Montage der Elektrogeräte am Montagearbeitsplatz erfolgt. Hierzu übernimmt der Werker die fahrbare Kommission von der Logistik und positioniert sie vor einem Systemarbeitsplatz des gleichen Herstellers, der Werkzeuge nach dem 5S Konzept, und Verbrauchsmaterial nach dem Kanban-Prinzip bereitstellt.

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Lösung zur Qualitätssicherung

Bei der Montage werden die Mitarbeiter durch das Elam-E3-System von Armbruster Engineering unterstützt, das neben variabler Werkerführung umfangreiche Dokumentations- und Qualitätssicherungsinstrumente auf einer modular aufgebauten Software-Plattform zur Verfügung stellt. Elektronische Linien-Anbindung von Montageanlagen, kurz ELAM, ist dabei vollständig in die Systemarbeitsplätze von Bott integriert. Das Gesamtpaket wird von beiden Partnerunternehmen als High-End-Produkt aus einer Hand angeboten. Aufgrund der Variantenvielfalt und der komplexen Arbeitsinhalte sahen die Projektverantwortlichen in der Nutzung dieser Technologie eine gute Entlastung für die Werker und eine zuverlässige Lösung zur Qualitätssicherung zugleich. Das System visualisiert alle Arbeitsinhalte auf einem Bildschirm. So wird der Werker direkt am Arbeitsplatz Schritt für Schritt angeleitet. Neben der Einhaltung der richtigen Abfolge der Arbeitsschritte, die zusätzlich zur Qualitätssicherung beiträgt, bietet es umfangreiche Dokumentations- und Auswertungsmöglichkeiten der erfassten Produktionsdaten und erfüllt so die höchsten Ansprüche in puncto Rückverfolgbarkeit. Die Ausführlichkeit der Informationen und Vorgaben an den Werker können dabei individuell an seine Qualifikation angepasst werden. Auch die Mehrsprachigkeit des Systems ist sichergestellt. Zeitgleich prüft das System die Qualität einzelner Montageschritte und dokumentiert zum Beispiel Verschraubungen in einer Produktlebenslaufakte (PLA), die für jedes montierte Produkt angelegt wird. Hierzu wertet das System Produktionswerte angeschlossener Schrauber aus und speichert diese auf dem E3-Web-Server, ein Standardmodul der Plattform, in welchem Produktionsergebnisse komfortabel angesehen und ausgewertet werden können. Erst nach dem IO Ergebnis erfolgt die Freigabe des nachfolgenden Montageschrittes für den Werker. Die Werkerführung wurde vollständig in die Systemlandschaft von Kaco New Energy integriert und schmiegt sich nahtlos in den ganzheitlichen Produktionsprozess ein. Über Schnittstellen bestehen bidirektionale Anbindungen zum zeitgleich eingeführten ERP-System von SAP sowie zum Logistiksystem der Firma Aberle. "Mit den Arbeitsplätzen von Armbruster und Bott ist es uns gelungen die vollautomatisierte Fertigung mit einer ebenso effizienten manuellen Montage nach dem One-piece-flow-Prinzip zu verzahnen", so Werkleiter Erik Wehner. "Wir haben alle Montagearbeitsplätze standardisiert und hoch flexibel gestaltet", so Wehner weiter. Als positiv wird von dem Experten auch die Zusammenarbeit der beiden Unternehmen bewertet. Beide Partner verfügen über intensive Erfahrungen in ihrem jeweiligen Spezialgebiet und konzentrieren sich bei ihrer Zusammenarbeit auf ihre Kernkompetenzen. ee

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