Flexible Montagekonzepte

Das ist ja so vorhersehbar

Flexible, digitale Montagekonzepte. Digitale Fabrik-Planung ist längst kein Phantasiekonstrukt mehr. Mit Flexcell hat Ipolog ein Konzept entwickelt, mit dem die Produktion nicht in einer Linie sondern in einzelnen Zellen stattfindet.

Mit der Software Ipolog wird die Situation im Fabriklayout dreidimensional visualisiert. © Ipolog

Die Komplexität in der Produktion wird weiter steigen, Unternehmen müssen die tagtäglichen Stückzahl-Schwankungen sowie die Vielzahl an Produktvarianten antizipieren und sich jeden Tag neu darauf einstellen können. Starre Montagekonzepte müssen eventuell flexibleren Lösungen weichen. 

„Die Basis für die flexible Zellenfertigung ist eine komplett digitalisierte Montage und Logistik.“

Will man auf die Zukunft vorbereitet sein, im Voraus den nächsten Tag detailliert simulieren oder das nächste Jahr grob planen können, braucht es einen durchgängigen und ganzheitlichen Digitalen Zwilling für Montage und Produktionslogistik. Gleichzeitig ermöglicht die Digitalisierung der Montage und Logistik eine Flexibilisierung der Montage. Denn dass Montagekonzepte angepasst werden müssen, um konkurrenzfähig zu bleiben, steht außer Frage.

Digitale Fabrik-Planung und flexible Montagekonzepte sind längst kein Phantasiekonstrukt mehr. Das zeigt Ipolog mit dem Konzept der flexiblen Zellenfertigung (Flexcell), Die Idee dahinter ist, dass die Produktion nicht in einer Linie sondern in einzelnen Zellen stattfindet. Herzstück ist der Flexcell-Algorithmus, der mit realen Daten getestet wurde. In der Software Ipolog wird ein digitaler Zwilling von Montage und Logistik erstellt. Der in Ipolog integrierte Algorithmus simuliert auf Basis des digitalen Zwillings eine flexible Zellenfertigung und steuert die dafür notwendigen Fahrerlosen Transportsysteme (FTS). Jede Zelle kann mit Hilfe des dafür programmierten Flexcell-Algorithmus für sich gesteuert werden. Das FiFo-Prinzip wird ausgehebelt.

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Der Algorithmus berechnet die optimale Belegung der Zellen und weist diesen die passenden Montageaufträge zu. Für das Produkt nicht relevante Zellen werden von den FTS einfach übersprungen. Taktfolgeverlustzeiten werden fast vollständig eliminiert. Berechnungen mit realen Daten zeigen, dass bei einer Montage in flexiblen Zellen und Einsatz von FTS – im Vergleich zur klassischen Linie – die Werker-Auslastung um zwölf Prozent gesteigert werden kann. Lohnkosten sinken um einen ähnlichen Prozentsatz.

Mit der flexiblen Zellenfertigung rennt Ipolog in Industrie und Forschung offene Türen ein und hat mit den Simulationen zur Flexcell einige Preise gewonnen. So bekam das (bis zum Jahreswechsel als Ipo.Plan GmbH firmierende) Team den 1. Preis beim handling award im Rahmen der Motek 2019 in der Kategorie „Lager, Kommissionierung, Intralogistik“.

Weiterhin engagiert sich das Unternehmen beim Forschungsprojekt Aimfree. Neben Porsche und e.GO sind namhafte Partner mit an Bord, um neue Fertigungs- und Montage-Konzepte im Kontext alternativer Antriebskonzepte und sich verändernder Marktanforderungen zu erforschen. Ziel ist es, bereits simulierte Ideen für den Praxiseinsatz zu operationalisieren. Projektleiter Amon Göppert, Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen, erhofft sich durch das Forschungsprojekt, dass „die freiverkettete Montage für viele Firmen die Lösung ist, um trotz Kostendruck individualisierte Produkte in unseren Hochlohn-Standorten halten zu können.“

Die Idee hinter Flexcell ist, dass die Produktion nicht in einer Linie sondern in einzelnen Zellen stattfindet. © Ipolog

Bei einer Montage in flexiblen Zellen und Einsatz von FTS kann die Werker-Auslastung um zwölf Prozent gesteigert werden.

Ipolog bringt hierfür ihre Forschungs- und Simulationsergebnisse aus den Flexcell-Studien mit der Boston Consulting Group und weiteren Kundenprojekten ein, um durch die flexible Zellenfertigung entscheidende Wertschöpfungsvorteile sicherzustellen. Dabei kommt es darauf an, dass die Abweichungen zwischen simuliertem und tatsächlichem Ablauf transparent gemacht und jeweils zur Laufzeit neu berechnet werden. Matthias Kellermann, Mit-Gründer und CEO von Ipolog, vermutet die größte Herausforderung in der Steuerung des Materialflusses, da für jedes Produkt und je Zelle ein eigener Warenkorb kommissioniert werden muss. Kern des Flexcell-Konzeptes ist nämlich, den Montage-Mitarbeiter immer optimal auszulasten und dazu lieber die zu produzierenden Aufträge vor den Zellen auf die Mitarbeiter warten zu lassen als umgekehrt. Wichtig ist zudem, auf Verzögerungen oder Veränderungen des realen Ablaufes gegenüber der Simulation immer direkt reagieren zu können. Hierfür sollen Kriterien erforscht werden, wann eine Abweichung so gravierend ist, dass eine Korrektur erfolgen muss – mit möglicherweise tiefgreifenden Änderungen für das Material Handling.

„Wir stehen noch ziemlich am Anfang eines spannenden Weges der flexiblen Zellenfertigung“, sagt Kellermann. „Wichtig ist, heute zu beginnen und Schritt für Schritt konsequent auf diesem Weg weiterzugehen. Die Basis für die flexible Zellenfertigung ist eine komplett digitalisierte Montage und Logistik. Mit der Software Ipolog können schon im Zuge dieser Digitalisierung deutlich zweistellige Effizienzsteigerungen in der ‚klassischen Linie‘ geholt werden, wenn Montageprozesse, Mitarbeiter-Laufwege, Material-Bereitstellung und Logistikkette ganzheitlich optimiert werden. Mit einem digitalen Zwilling schaffen Sie schon heute Klarheit für die Herausforderungen von morgen. Sie sind sich sicher, dass die Produktion reibungsfrei läuft, weil Sie die Auswirkungen von Veränderungen digital durchgespielt haben, bevor diese Sie in der echten Fabrik viel Geld und Nerven kosten. Kostspielige Überraschungen bei der Umsetzung oder gar Produktionsstillstände gehören der Vergangenheit an. Dabei ist es egal, ob diese Veränderungen auf Ihre Optimierungs-Ideen zurückgehen oder von außen an Sie herangetragen wurden. Mit jedem Tag wird das digitale Modell detaillierter, intelligenter und kann noch besser die Konsequenzen Ihrer Planungsentscheidungen aufzeigen.“

Mit der Software Ipolog wird die Situation genauso im Fabriklayout dreidimensional visualisiert, wie sich die Fabrik mit dem jeweiligen Produktionsprogramm verhalten wird. Damit können sich alle Beteiligten buchstäblich ein Bild der Lage machen und jeder ist auf demselben Stand. Um alle Informationen für Kollegen und Vorgesetzte verfügbar zu machen, gibt es verschiedene Sichten und Aggregationsebenen. Händische Übertragung der Ergebnisse in Power Point gehört ebenso der Vergangenheit an wie übersehene Formelfehler in Excel. So können alle – vom Planer bis zum Inhaber, vom Azubi bis zum Finanzchef – direkt in Ipolog nachvollziehen, wie ihre Fabrik arbeiten wird. Die 3D-Visualisierung inklusive Animation der Montage-Mitarbeiter und Logistikressourcen hilft dabei ebenso wie die für die jeweilige Rolle konfigurierbaren KPIs, die auch auf Smartphone, Tablet oder VR-Brille aggregiert dargestellt werden können. as

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