Montagelinien

1.400 Varianten, eine Linie

I4.0-Montagelinie. Mit einer Montagelinie von Bosch Rexroth fertigt SFB Hydraulikventile um 20 Prozent produktiver. Ein digitales Assistenzsystem begleitet die Werker durch den kompletten Montageprozess, reduziert Fehler und erhöht die Produktivität. Ergebnis: höhere Arbeitszufriedenheit, lückenlose Transparenz und exakte Lieferungen in jeder Losgröße.

Die voll vernetzte Montagelinie erfasst alle Prozessparameter und ordnet sie dem jeweiligen Produkt eindeutig zu. Das gestattet eine lückenlose Nachverfolgbarkeit – inklusive Schraubprozess, O-Ring-Sitz und pneumatischer Funktionsprüfung. © Bosch Rexroth

SFB aus dem schwäbischen Babenhausen besteht aus einem Verbund an Technologieunternehmen, der weltweit komplexe Präzisionsteile, Hydraulikventile und anspruchsvolle mechanische Baugruppen liefert. Im Produktbereich Spül- und Speiseventile werden aktuell mehr als 1.400 Varianten gefertigt. Rein rechnerisch lassen sich aus den 300 Einzelkomponenten 65.000 unterschiedliche Kombinationen erstellen. Diesen Variantenreichtum bei den SFB-typischen Losgrößen von 5.000 bis fünf zu beherrschen, ist eine logistische Herausforderung, der sich das Unternehmen seit Mitte 2018 mit einer voll vernetzten und hochflexiblen Multiproduktlinie stellt. Die Hauptziele der gemeinsam mit Bosch Rexroth erarbeiteten Lösung: null Fehler und 20 Prozent mehr Produktivität bei geringeren Kosten und lückenloser Rückverfolgbarkeit. Neue technische Lösungen sollen die Werker bei der variantenreichen Fertigung und komplexen Arbeitsabläufen unterstützen.

Da es noch kein Lastenheft gab, erarbeitete Bosch Rexroth die zentralen Anforderungen gemeinsam mit SFB in einem interdisziplinären Projektteam. „Wir nahmen die Prozesse auf, stellten die Varianz in einer Materialmatrix dar und entwickelten ein kundenspezifisches Lean Line Design sowie ein IT-Konzept“, erklärt Stefan Hetzer, Projektleiter der Konzeptphase seitens Bosch Rexroth, die wesentlichen Meilensteine. Bosch Rexroth integrierte ein vollständig digitales Werker-Assistenzsystem, das die Mitarbeiter anhand getakteter Arbeitsinhalte stringent durch die einzelnen Prozessschritte führt und diese überprüft. Eine Supermarktlösung optimiert die Materialversorgung. Weil die Montagelinie nicht nur horizontal mit den einzelnen Arbeitsstationen vernetzt ist, sondern auch vertikal mit dem ERP-System von SFB, kann das von Rexroth erstellte Linien-Leit-System (LLS) zu jeder Typenvariante die exakten Abläufe vorgeben. Die gesammelten Qualitäts- und Lebenslaufdaten spielt es zur Dokumentation und Datenanalyse wieder zurück in eine Datenbank. Bei falsch verbauten Teilen sperrt das Assistenzsystem den nächsten Arbeitsschritt.

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Nur noch drei statt fünf Arbeitsstationen
Durch die automatische Gruppierung von Einzelaufträgen und die Prozessflexibilität konnten zwei der bislang fünf Arbeitsstationen entfallen. An den drei Stationen der skalierbar ausgelegten Linie arbeiten je nach Auslastung und Produktkomplexität ein bis drei Werker, die sich zunächst mittels RFID-Batch anmelden. An der ersten Station visualisiert ein Touchscreen die Auftragsliste aus dem ERP-System. Nach Auswahl einer Position erscheint eine grafisch illustrierte Stückliste. Der Werker bereitet die einzelnen Komponenten vor und scannt sie. Nach positivem Matching durch das LLS schaltet die Linie den ersten Arbeitsschritt frei: das Laserbeschriften des Ventilgehäuses mit einem eindeutigen Datamatrix-Code.

Das in die Montagelinie integrierte digitale Werker-Assistenzsystem führt die Mitarbeiter anhand getakteter Arbeitsinhalte stringent durch die einzelnen Prozessschritte. © Bosch Rexroth

Am Montageplatz der Arbeitsstation 1 scannt der Mitarbeiter den DMC-Code der Produkt-ID und erfährt vom Assistenzsystem anhand eines Fotos oder Videos, welches Material an welcher Stelle eingefügt werden muss. Über zwei Ultraschall-Empfänger wird jeder Montageschritt geprüft, der Prozess im Fehlerfall gestoppt. Im letzten Arbeitsschritt fixiert der Werker das Gehäuse je nach gefordertem Drehmoment mit dem kabelgebundenen Rexroth-Ergospin oder dem Nexo-Funk-Akkuschrauber. Zur Dokumentation der Parameter erfasst das LLS Drehmoment und Winkel und überträgt die Werte an eine Datenbank. Diese speichert sämtliche in der Linie erzeugten Produkt- und Prozessdaten zwecks Rückverfolgung und stellt weitere Analyseergebnisse bereit. Der digitale Transfer, etwa der lückenlose Produktlebenszyklus, eröffnet SFB neue Möglichkeiten für effiziente und sichere Abläufe in der nächsten Wertschöpfungsstufe bis hin zum Kunden.

Je nach Variante läuft das Ventil über ein Materialtransfersystem weiter zur zweiten oder dritten Station. An Station 2 werden die optionalen Drosselstifte nach derselben Systematik wie an Station 1 montiert: Der Komponentenscan initiiert das Matching, das Assistenzsystem begleitet den Werker durch den Montageprozess und prüft die einzelnen Arbeitsschritte samt Verschraubung der Stifte. Eine pneumatische Funktionsprüfung beendet den optionalen Montageschritt. An Station 3 werden sämtliche Ventilvarianten fertiggestellt – schrittweise werden alle Dichtringe eingesetzt und in einer Pressstation kontrolliert endmontiert. Im weiteren Verlauf prüfen zwei Vision-Systeme die eingesetzten O-Ringe auf Schäden und korrekten Sitz sowie die Vollständigkeit der Befestigungsschrauben im Ventilgehäuse.

Weil die vollvernetzte Montagelinie alle Prozessparameter erfasst und dem jeweiligen Produkt eindeutig zuordnet, entsteht eine lückenlose Nachverfolgbarkeit aller Fertigungsaspekte. Neben der um 20 Prozent gesteigerten Produktivität und hohen Prozesssicherheit ist die Flexibilität bemerkenswert: „Wir sind jetzt in der Lage, die Wertschöpfungsketten unserer Kunden noch genauer zu berücksichtigen und unabhängig von der Losgröße termingerecht zu liefern“, resümiert SFB-Geschäftsführer Bruno Hanselka die Bedeutung des i4.0-Projektes. „Wir haben nicht nur unsere logistischen Abläufe, sondern auch unsere Wettbewerbsposition entscheidend verbessert.“ pb

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