Mein digitaler Assistent

Montage Variantenreichtum bei Losgrößen von 5.000 bis fünf zu beherrschen, ist schon eine Herausforderung. Dieser hat sich die SFB Group mit einer Industrie-4.0-Montagelinie gestellt. Dabei konnte sie nicht nur ihre Produktivität erhöhen.

25. März 2019
Mein digitaler  Assistent
Das in die Montagelinie bei der SFB Group integrierte digitale Werker-Assistenzsystem führt die Mitarbeiter durch die einzelnen Prozessschritte. (Bild: Bosch Rexroth AG)

Komplexe Präzisionsteile, Hydraulikventile und anspruchsvolle mechanische Baugruppen – das ist das Spezialgebiet der SFB Group. Das Unternehmen aus dem schwäbischen Babenhausen besteht aus einem Verbund an Technologieunternehmen, der diese Komponenten weltweit liefert. Im Produktbereich Spül- und Speiseventile fertigt es aktuell mehr als 1.400 Varianten.

Rein rechnerisch lassen sich aus den 300 Einzelkomponenten 65.000 unterschiedliche Kombinationen erstellen. Diesen Variantenreichtum bei 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 Industrie-4.0-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.

Abläufe zu jeder Variante im System

Da es noch kein Lastenheft gab, erarbeitete der Spezialist für Steuerungs- und Antriebstechnik 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. Das Unternehmen integrierte ein vollständig digitales Werker-Assistenzsystem, welches die Mitarbeiter anhand getakteter Arbeitsinhalte stringent durch die einzelnen Prozessschritte führt und diese überprüft. Eine neue 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 sofort den nächsten Arbeitsschritt.

Durch die automatische Gruppierung von Einzelaufträgen und die hohe Prozessflexibilität konnten zwei der bislang fünf Arbeitsstationen entfallen. An den drei Stationen der neuen, skalierbar ausgelegten Linie arbeiten je nach Auslastung und Produktkomplexität ein bis drei Werker, die sich zunächst mittels RFID-Batch anmelden.

Lückenloser Produktlebenslauf

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 Datamatrixcode (DMC).

Am Montageplatz der Arbeitsstation 1 scannt der Mitarbeiter den DMC der Produkt-ID und erfährt vom Werker-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, zum Beispiel der neue lückenlose Produktlebenslauf, eröffnet der SFB Group ganz neue Möglichkeiten für effiziente und sichere Abläufe in der nächsten Wertschöpfungsstufe bis hin zum Kunden«, unterstreicht SFB-Geschäftsführer Bruno Hanselka die strategische Bedeutung des Projekts.

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 Werker-Assistenzsystem begleitet den Werker durch den Montageprozess und prüft die einzelnen Arbeitsschritte inklusive Verschraubung der Stifte. Eine pneumatische Funktionsprüfung beendet den optionalen Montageschritt.

An Station 3 werden sämtliche Ventilvarianten fertiggestellt, wobei schrittweise alle Dichtringe eingesetzt und in einer Pressstation kontrolliert endmontiert werden. Im weiteren Verlauf prüfen zwei Vision-Systeme die eingesetzten O-Ringe auf Schäden und korrekten Sitz sowie die Vollständigkeit der Befestigungsschrauben im Ventilgehäuse.

Wettbewerbsposition verbessert

Weil die vernetzte Montagelinie alle Prozessparameter erfasst und dem jeweiligen Produkt eindeutig zuordnet, gestattet sie eine lückenlose Nachverfolgbarkeit – inklusive Schraubprozess, O-Ring-Sitz und pneumatischer Funktionsprüfung. »Mit der gemeinsam erarbeiteten, skalierbaren Montagelinie können wir heute alle 1.400 produzierten Ventilvarianten kosteneffizient auf engstem Raum mit maximaler Flexibilität und minimalen Rüstzeiten fertigen – und das bis Losgröße 1«, so Hanselka. »Das interdisziplinäre Know-how, das ganzheitlich-systematische Vorgehen und das vorbildliche Projektmanagement haben uns ebenso beeindruckt wie die Qualität der Einzelkomponenten und die saubere Verarbeitung der Linie.«

Genauso wichtig wie die um 20 Prozent gesteigerte Produktivität und hohe Prozesssicherheit ist Hanselka das neue Flexibilitätsniveau. »Wir sind jetzt in der Lage, die Wertschöpfungsketten unserer Kunden noch genauer zu berücksichtigen und unabhängig von der Losgröße termingerecht zu liefern«, resümiert der Geschäftsleiter die Bedeutung des Industrie-4.0-Projektes. »Wir haben nicht nur unsere logistischen Abläufe, sondern auch unsere Wett- bewerbsposition entscheidend verbessert. Bisher manuell einzugebende Prozessparameter werden nun automatisch zugeordnet, das spart Zeit und reduziert Fehlerquellen. Die Arbeitszufriedenheit der Werker hat spürbar zugenommen.«

Hannover Messe: Halle 17, Stand A40

Erschienen in Ausgabe: 02/2019
Seite: 36 bis 37