Smart Factory

Nicki Teumer / dsc,

Werkerführungssystem steuert Montageprozesse

Der Pumpenhersteller Wilo modernisiert sein Stammwerk in Dortmund. Ein digitales Werkerführungssystem von Soma fungiert dabei als Intelligenz der Fabrik  und überwacht sämtliche Fertigungsabläufe.

Der Automationsexperte Soma hat im Rahmen der Beauftragung fünf End-of-Line- und Produktionstestanlagen sowie etwa dreißig unterschiedliche, manuelle Arbeitsplätze entwickelt und umgesetzt, die mit dem übergeordneten Werkerführungssystem flexAssistant verbunden sind. © Wilo SE

Während die Herstellung von Produkten heutzutage aufgrund gestiegener Anforderungen etwa in Bezug auf digitale Vernetzungs- und Fernwartungsmöglichkeiten immer komplexer wird, steigt gleichzeitig der Wunsch nach flexibleren Stückzahlen. Das erfordert eine dynamische Planung, insbesondere um Stillstandszeiten in der Produktion zu vermeiden. „Dabei kann es insbesondere bei montagelastigen Produktionsverfahren vermehrt zu Fehlern durch das Personal kommen, da der Prozess-Überblick aufgrund der Komplexität schnell verloren geht“, berichtet Stephan Böing, Head of Process Engineering Change Management & Product Care bei der WILO SE. „Die Verwendung eines falschen Bauteils oder der Umgang mit umfangreichen Stücklisten in Form von Papieraufträgen sind nur zwei Beispiele für mögliche Fehlerursachen.“ Um die Mitarbeiter zu entlasten und gleichzeitig die Produktion auf ein neues Effizienz-Level heben zu können, setzt die Wilo SE daher bei der Neustrukturierung ihres Produktionsstandorts im Wilo-Park auf eine besonders moderne Fertigung mit einem Mix aus MRK (Mensch-Roboter-Kollaboration), AGVs (Fahrerlose Transport Systeme), die sich selbstständig die nächste freie Montagestation suchen, sowie intelligente Fertigungssysteme, die mit einer digitalen Werkerführung ausgestattet sind.

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Damit diese umfassende Digitalisierung der Produktion gelingt, hat sich der Pumpenhersteller mit der Soma GmbH einen strategischen Partner gesucht, der über umfassende Erfahrungen im Bereich branchen- sowie produktspezifischer Prüf- und Automationssysteme verfügt. „Wir haben im Rahmen der Beauftragung fünf End-of-Line- und Produktionstestanlagen sowie etwa dreißig unterschiedliche, manuelle Arbeitsplätze entwickelt und umgesetzt, die mit dem übergeordneten Werkerführungssystem flexAssistant verbunden sind“, berichtet Wolfgang Thater, Leiter Vertrieb bei Soma. „Der flexAssistant arbeitet gleichzeitig als Werkerführungssystem und koordiniert den Status der verschiedenen Montagestationen und AGVs miteinander, sodass eine offene Verkettung der Arbeitsschritte und ein wesentlich flüssigerer Warenstrom möglich sind.“

Übergeordnete Werkerführungssoftware minimiert menschliche Fehler

Grundsätzlich ersetzt der flexAssistant die papiergebundene Anleitung und Dokumentation mit einer digitalen Montageführung: Der Bediener erhält über einen Monitor alle relevanten Informationen über das aktuelle Bauteil und über notwendige Arbeitsschritte, die an diesem Montageplatz vorgenommen werden sollen. „Früher mussten unsere Kollegen in der Fertigung anhand von Stücklisten die entsprechenden Teile identifizieren. Gerade bei neuen Produkten oder komplexeren Arbeitsschritten war somit das Fachwissen erfahrener Kollegen notwendig“, erklärt Böing. „Das hatte natürlich auch längere Anlernzeiten zur Folge.“ Über die neue, digitale Werkerführung hingegen erhält der Monteur eine virtuell bebilderte Montageanleitung, sodass beispielsweise die Wahl des falschen Schraubers oder die Montage eines Bauteils an der falschen Stelle nahezu ausgeschlossen sind.

Der flexAssistant fungiert dabei als intelligenter Knotenpunkt der ganzen Linie, da dort alle Daten aus den verschiedenen Produktionsabschnitten im Werk zusammenfließen – so ist auch eine lückenlose Dokumentation aller Montageschritte in Echtzeit möglich. „Ein Werker muss nun auch nicht mehr ein Produkt durch alle Montagestellen begleiten, sondern kann unabhängig von der Reihenfolge an verschiedenen Stationen arbeiten“, so Thater. „Je mehr Vorgehensweisen der Mitarbeiter dabei beherrschen muss, desto sinnvoller und praktischer ist die Unterstützung durch den flexAssistant.“ Dass dies funktioniert, zeigen die ersten Stimmen aus der Produktion: Mitarbeiter, die bereits damit arbeiten konnten, lobten die Absicherung der eigenen Arbeit.


Neben der digitalen Anleitung steuert und überwacht der flexAssistant sämtliche Schraub-, Entnahme-, Funktionstest- und Produktparametrierungsvorgänge in der Linie. Der Baukasten des flexAssistant bietet hierzu skalierbare Lösungen vom Arbeitsplatz, über die Software bis zu verschiedensten Handhabungsgeräten für individuelle Lösungen. „Die Software des flexAssistant basiert auf einem etablierten Sequenzer, über den sich einzelne Abläufe parametrieren lassen“, erläutert Thater. „Da es sich um eine standardisierte Plattform mit maximaler Flexibilität handelt, wird beispielsweise auch die Einbindung von Neumodulen erleichtert.“ Mit dieser anpassungsfreundlichen Struktur können Abläufe an allen Arbeitsplätzen eigenständig und schnell durchgeführt und angepasst werden. Da der flexAssistant im Betrieb ohne Programmierkenntnisse „parametriert“ wird, ist eine eigenständige und schnelle Anpassung jederzeit möglich.

Die maximale Konnektivität des flexAssistant bietet die Freiheit, auch neue spezielle und intelligente Module einzubinden. „Diese Erweiterungsmöglichkeiten und das flexible Team der SOMA GmbH waren für uns der ausschlaggebende Punkt, unsere Fabrik der Zukunft auf Basis des flexAssisstant zu planen“, erklärt Böing. Dank des durchgängigen Konzepts für alle Anlagen, vom Montageprozess bis zum Eol (End-of-Line) Testers, ist es leicht bedienbar und arbeitet sprachunabhängig, sodass in der Software auf die jeweilige Landessprache umgeschaltet werden kann.

Abtaktverluste werden durch offene Montageabfolge kompensiert

„Durch den ständigen Informationsaustausch zwischen den einzelnen Arbeitsplätzen und Montageabschnitten werden Fehler bereits in dem Moment kompensiert, wenn sie passieren, da das System beispielsweise den Weitertransport stoppt und entsprechend umleitet, etwa zur manuellen Analyse bei fehlerhafter Montage oder zurück zu einer vorhergehenden Station zum Nachjustieren“, erläutert Böing. „Dadurch werden Verzögerungen bei den nachfolgenden Teilen vermieden und die Produktion läuft wesentlich zeiteffizienter.“ Hinzu kommt, dass die einzelnen Montageschritte unterschiedlich viel Zeit beanspruchen, sodass es ohne Software zu Abtaktverlusten kommen kann. Durch die freie Verkettung der Montagestationen und die flexible Routenführung der AGVs werden diese durch Überholvorgänge kompensiert. Das System kann die Transporteinheiten dabei selbstständig umleiten, um den falschen Weitertransport zu verhindern. Wird beispielsweise ein Fehler registriert, erfolgt eine Meldung an ein verfügbares AGV, das die vorberechnete Route verlässt und automatisch das fehlerhafte Produkt abholt, um zum Beispiel in die Analyse anstatt zur Verpackung zu fahren.

Um Mitarbeiter an die neue, digitale Arbeitsweise zu gewöhnen, ohne die Produktion zu belasten, wurde zusätzlich eine Trainingslinie mit dem neuen flexAssistant ausgestattet, an der neue Arbeitsschritte getestet werden können, bevor sie in die eigentlichen Montagelinien übertragen werden. Zudem wurden in Zusammenarbeit mit WILO entsprechende Sequenzen für die Montagelinien erstellt und als Programm hinterlegt, anstatt aufwändig neue Arbeitsanweisungen zu schreiben. Dadurch lassen sich künftig neue Arbeitsschritte oder Anpassungen wesentlich einfacher umsetzen und miteinander verlinken. Auch über das aktuelle Projekt hinaus wollen beide Unternehmen zukünftig zusammenarbeiten. Im Bereich Big Data beispielsweise werden Möglichkeiten der Weiterverarbeitung und Verwertung der Daten geprüft. Auch die Einbindung elektronischer Checklisten und projizierender Systeme in die Fertigungslinie wird ins Auge gefasst. „Für uns ist die Soma GmbH aufgrund ihrer Erfahrung und der regionalen Nähe der richtige Partner für die Zukunft. Wir freuen uns darauf, auch weiterhin gemeinschaftlich smarte Wege zu gehen“, resümiert Böing abschließend.

SOMA GmbH, www.soma.de

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