Ein Blick in die 4.0 Now Factory von Sick am Standort Freiburg (Quelle: Sick)
Nach zweijähriger Planungs- und Umsetzungszeit hat die 4.0 Now Factory von Sick letztes Jahr ihren Betrieb aufgenommen. Hier produzieren Roboter und Mitarbeiter Hand in Hand neue Sensoren für Sick: Statt starrer Linien stehen zwölf voll automatisierte Produktions-Technologiemodule, vier manuelle Arbeitsplätze und ein hybrider Arbeitsplatz wie Inseln in der Halle. Aktuell werden in Freiburg fünf Produktfamilien hergestellt, geplant sind zwölf. Denkbar sind über 500.000 Produktvarianten. Prinzipiell erlaubt die flexible Fertigung eine grenzenlose Variantenvielfalt.
Flexible, skalierbare, maßgeschneiderte Produktion
Um dies zu ermöglichen, wurde die Produktion neu gedacht: Im zellulär angeordneten Produktionsprozess kann die Reihenfolge der Modulnutzung je nach Anforderung variieren. Die Materialzufuhr erfolgt über fahrerlose Transport-Carts (Automated Guided Carts – AGC). Alle Abläufe steuert eine hochleistungsfähige Software, die bei Sick entwickelt wurde. In dieser sind alle Informationen zum jeweiligen Auftrag hinterlegt, zum Beispiel Produkteigenschaften, Stückzahl und Angaben dazu, welche Fertigungsschritte an welchem Modul notwendig sind. Das System sendet die Informationen an die Maschinen und erhält umgekehrt ständig Rückmeldungen. Alle Akteure, also Sensoren, Maschinen und Menschen, sind dezentral organisiert, vernetzt und tauschen sich kontinuierlich aus.
„Bei dieser Art der Fertigung sind den Varianzen nahezu keine Grenzen gesetzt. Somit können wir extrem gut auf Kundenwünsche eingehen, die immer vielfältiger und individueller werden. Selbst kleine Stückzahlen fertigen wir ,on demand‘ – und das bezahlbar für unsere Auftraggeber“, sagt Joachim Schultis, Head of Operations Photoelectric Sensors & Fibers. Auch im Hinblick auf neue Produkte biete das System Vorteile: „Neuentwicklungen können wir deutlich schneller implementieren und auf den Markt bringen. Die Basis ist gelegt und wir arbeiten nun am weiteren Ausbau des Systems“, sagt er weiter. Zur Flexibilität kommt die Ressourceneffizienz: Mithilfe der Software werden Aufträge priorisiert und die Module sowie die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter optimal eingesetzt. Damit ist auch eine Produktion „just in time“ möglich.
Qualitätskontrolle und Steuerung automatisiert
Jedes Modul hat seine eigene automatisierte Qualitätskontrolle auf Basis der Prozessdaten und der festgelegten Grenzen. Die integrierte automatische optische Inspektion (AOI) prüft den Arbeitsschritt Kamerasystem und schleust fehlerhafte Module – das heißt, solche, die nicht innerhalb der festgelegten Gren-zen liegen – aus. Sobald der gesamte Prozess abgeschlossen ist, gibt das Modul die Information an das Produktionssteuerungssystem weiter und leitet das Teil zur nächsten Station in der 4.0 Now Factory weiter.
Den Materialtransport übernehmen die AGC, die ihre Transportaufträge über das Netzwerk erhalten und so die flexible Produktion unterstützen, in dem sie die Fertigungsschritte des Produkts optimal verbinden. Ähnlich wie bei Taxirufen reagiert das AGC, das leer ist und sich in der Nähe befindet.
Jederzeit up to date und vorbereitet
Der aktuelle Zustand der Technologiemodule, der Produktion oder verschiedener Kennzahlen ist in Echtzeit über ein Dashboard einsehbar. Prozess- und Sensordaten werden in die Cloud hochgeladen, ermöglichen so eine vorausschauende Wartung und gewährleisten eine hohe Verfügbarkeit der Maschinen.
Alle Informationen, die während der Produktion von Sick-Sensoren erzeugt werden, werden in einer Big Data Cloud gespeichert, vollständig dokumentiert und mit der Seriennummer des Produkts verknüpft. So sind die Position eines bestimmten Produkts oder die Informationen zu seiner Materialzusammensetzung schnell abrufbar. Ist ein Produkt fehlerhaft, hilft die mit der Seriennummer verknüpfte Fertigungshistorie, herauszufinden, ob es Unstimmigkeiten in der Produktion gab. Die Daten dafür erzeugen Sick-Sensoren, die in der Fabrik verbaut sind.