Trendgineering
Kunde REHAU modernisiert Fertigung unter Volllast
| Petra Rehmet
Höherer Automationsgrad, Vernetzung und mehr Effizienz
Smartify your plant: Produktionsanlagen leistungsfähiger und damit fit für die Zukunft zu machen, liegt im Trend. Polymerspezialist REHAU hat in seinem Werk 15 in Feuchtwangen die Abläufe und den Maschinenpark komplett neu strukturiert. Mehr Technik kann man nicht unterbringen.
Beim Stichwort smarter Fertigung denkt man inzwischen fast ausschließlich an Digitales: die Kommunikation von Maschinen, das Sammeln und Auswerten von Daten. Man vergisst manchmal, dass die Hardware stimmen muss, bevor die IT das Produktionsergebnis optimieren kann. In Feuchtwangen geht REHAU seit rund einem Jahr besonders gründlich vor: Beginnend mit der Hardware macht das Team um Projektleiter Matthias Laber die Stoßfängerfertigung in mehreren Ausbaustufen „lean“ und damit fit für die Zukunft. Wie bei einer Operation am offenen Herzen geschah dies unter Volllast.
Perfekt abgestimmt auf "lean production"
Eine organisch gewachsene Produktion spiegelt immer ein bisschen ihre Entwicklung wider. Maschinen stehen so, wie eben Platz war, die Lauf- und Transportwege ergeben sich daraus. Dies ist in Zeiten immer kleinerer Losgrößen und dadurch bedingter häufiger Werkzeugwechsel ein Problem, weil man Platz und Zeit oft ineffektiv nutzt. Zudem werden Bauteile an sich komplexer und vielteiliger, benötigen also schon dadurch mehr Raum.
Betritt man nun die betreffende Halle des Werkes 15 sieht man sofort: Hier ist alles aufeinander abgestimmt. Spritzgießmaschinen der GX-Baureihe von KraussMaffei stehen mit geringstmöglichem Abstand und sind längsseitig exakt ausgerichtet. Die festen Aufspannplatten aller Maschinen befinden sich in einer Linie, denn oberhalb der Anlagen erstreckt sich ein vergitterter Bereich, der den Blutkreislauf der Fertigung enthält: die komplexe Automation.
LRX 350-Linearhandlings entnehmen die Artikel mit Schussgewichten von 200 bis 1000 g und stapeln sie auf sogenannten Tablaren, also flachen Warenträgern, die sich in einem doppelstöckigen Fördersystem bewegen. Ist die gewünschte Teilezahl erreicht, senkt sich das gefüllte Tablar durch einen Kanalschacht ins Untergeschoss ab und ein leeres nimmt seinen Platz ein. Die Artikel gelangen so zunächst ins Pufferlager und von dort zur Verpackung oder Weiterverarbeitung.
Erstmals konnte bei Linearhandings übrigens ein vollautomatisierter Greiferwechsel umgesetzt werden, der bislang Sechs-Achs-Robotern vorbehalten war. Der Einrichter hängt den nächsten Greifer lediglich in eine Drehschleuse und das Handling übernimmt ihn selbsttätig, wenn ein Produktwechsel ansteht.
Optimale Flächennutzung für Spritzgießmaschinen und Werkzeuge
Die GX-Maschinen spielen mit ihrer platzsparenden Zweiplattenbauweise dem Wunsch nach bestmöglicher Flächennutzung in die Karten. Magnetspannplatten und Multikupplungen beschleunigen das Rüsten und Ausstattungspakete für MuCell oder Spritzprägen schaffen Raum für Sonderanwendungen. Frank Burkhardt, der das Projekt seitens KraussMaffei betreut, lobt: "Wenn man die gesamte Anlage mit Automation betrachtet, muss man sagen, im mittleren Schließkraftbereich ist die Technologiefülle pro Quadratmeter einzigartig. Mehr geht nicht."
"Wenn man die gesamte Anlage mit Automation betrachtet, muss man sagen, im mittleren Schließkraftbereich ist die Technologiefülle pro Quadratmeter einzigartig. Mehr geht nicht."Frank Burkhardt, Vertrieb Spritzgießtechnik, Vertrieb- und Servicecenter Deutschland Süd, KraussMaffei
Direkt an der Rückseite der Maschinenreihe fallen rund 200 eng an eng stehende Werkzeuge auf. Sie waren der eigentliche Ausgangspunkt für das ganze Projekt.
Werksleiter Dr. Thomas Siggenauer erinnert sich: "Wir fertigen im gesamten Werk rund 1300 unterschiedliche Artikel und hätten ein neues Werkzeuglager bauen müssen. Da entstand der Gedanke, mit einer neuen Strategie zu beginnen: das Produktportfolio zu straffen, die Maschinen enger zu stellen und mit einer automatisierten aber flexiblen Hardware unnötige Kosten zu vermeiden.“
Der Millionenbetrag des Invests amortisiert sich dadurch. Auch weil die maschinennahe Werkzeuglagerung das Rüsten enorm vereinfacht. Der neue Kran hebt die Form direkt vom Stellplatz in die Maschine – und das häufig, denn die Laufzeiten der Artikel variieren zwischen nur 2 und 16 Stunden.
Eine weitere Optimierung ist bereits geplant: Mittels Kupplungen soll der Werkzeugwechsel möglichst automatisiert werden.
Zunehmende Vielfalt und Komplexität der Bauteile
Vor allem die "Unterwäsche" von Stoßfängern läuft hier rund um die Uhr vom Band, also Trägerbauteile, die der Stoßfängerverkleidung ihre Stabilität geben. Zumeist aus PP bestehend, sind sie zum Teil faserverstärkt oder physikalisch geschäumt. Diese bei REHAU als Schwarzteile bezeichneten Artikel verfügen über komplexe Geometrien, sind aber hinterher nicht sichtbar und lassen sich ohne Qualitätsverlust stapeln, was die Voraussetzung für das ganze Konzept war.
Während früher der Stoßfänger eines Autos aus vier oder sechs Einzelkomponenten bestand, sind heute 30 bis 50 nötig, weil die Ausstattungsvielfalt kontinuierlich steigt: Scheinwerfer in Halogen oder LED, Reinigungsdüsen, farblich abgesetzte Designelemente und vieles mehr spielt hier hinein. 80 Prozent der in dieser Halle gefertigten Teile werden von REHAU anschließend weiterverarbeitet, sei es in Feuchtwangen oder eigenen Logistikzentren.
Hohe Risikobereitschaft und Teamgedanke zahlen sich aus
Deshalb war der Fertigungsumbau ein Hochrisiko-Unternehmen, schließlich sollte das Produktionsherz weiterhin regelmäßig schlagen und Bauteile pumpen – vielleicht sogar im Sprint. Zusätzlich musste man durch die Prozessänderung alle betroffenen Artikel – rund 400 – neu bemustern und vom Kunden abnehmen lassen. REHAU liefert an alle deutschen und viele internationale OEMs. Das Projektteam legte deshalb viel Wert auf Risikomanagement, wozu neben zahlreichen Simulationen auch die Lieferantauswahl gehörte. Da KraussMaffei bereits vor dem Umbau die Mehrzahl der Maschinen im Werk stellte, lag eine Zusammenarbeit nahe.
Das Modernisierungsteam (v.l.):
Projektleiter Matthias Laber, Werksleiter Dr. Thomas Siggenauer und Frank Burkhardt (KraussMaffei)
"Wenn sich bei so einem komplexen Vorhaben Menschen und Systemlandschaften bereits kennen, ist das eine große Erleichterung."Matthias Laber, Projektleiter
Insgesamt waren neun Gewerke zu koordinieren und man setzte auf einen hybriden Projektmanagementansatz, um die Vorteile aus klassischen und agilen Projektmanagement bestmöglich zu nutzen.
Mit monatlichen Treffen zum Baufortschritt erreichte man, dass alle an einem Strang zogen und man auch unvorhergesehene Situationen meisterte, etwa als die Sanierung des Hallenbodens länger dauerte und KraussMaffei seine Maschinen später liefern musste als geplant. Dazu Matthias Laber: "Die Zusammenarbeit zwischen unseren Unternehmen war wie immer partnerschaftlich und auf Augenhöhe. Wir hatten beide den Wunsch, uns mit dem Projekt weiterzuentwickeln."
Neuland mit der vollautomatischen Verpackungszelle
Neuland betrat REHAU in anderer Hinsicht, nämlich bei der vollautomatischen Verpackungszelle, die in einer benachbarten Halle angesiedelt ist. Vom Pufferlager gelangen die gestapelten Bauteile hierher und sollen künftig von zwei Sechs-Achs-Robotern fertig für den Weitertransport in KLTs gemacht werden. Aktuell definiert man die Prozesse und richtet die Zelle ein. Gleich daneben konfektionieren Mitarbeiter mit Unterstützung des Transportsystems Teile, etwa durch das Anbringen von Metallklipsen und einfache Montagen. Auf diese Weise verlagerte man Arbeitsplätze, die sich früher direkt an den Spritzgießmaschinen befanden, in eine ruhigere Umgebung. Die Reaktionen der Mitarbeiter auf die Neugestaltung waren deshalb auch durch die Bank positiv.
Ebenso wie das Ende der Prozesskette wurde natürlich auch der Anfang neu organisiert. Eine zentrale Materialversorgung mit Trocknern und Silo- sowie Octabin-Anbindung befördert die rund 50 verschiedenen Polymertypen zu ihrem Einsatzort.
Jeder Quadratzentimeter produktiv genutzt:
Spritzgießmaschinen der GX-Baureihe von KraussMaffei mit Handling und Warentransportsystem in Feuchtwangen.
Stunde von Industrie 4.0
Soweit Matthias Laber und seine Kollegen bisher auch gekommen sind, man befindet sich doch noch mitten in der Umstrukturierung. Weitere Spritzgießmaschinen sind mittelfristig geplant das Pufferlager wird um 50% wachsen. Damit wird die erste Ausbaustufe abgeschlossen und die Fertigung in diesem Hallenbereich hardwareseitig absolut „lean“ sein. Dann schlägt die Stunde von Industrie 4.0.
Denn aktuell arbeitet REHAU an einem neuen ME-System, das mehrere bisherige Systeme ersetzen wird. Diese integrierte Lösung wird Prozesse und Logistik-Abläufe in allen REHAU Automotive Werken verschlanken und standardisieren. Damit kann man auch noch mehr von bereits vorhandenen Funktionen der GX-Spritzgießmaschinen, wie APC plus und DataXplorer, profitieren.
APC plus sorgt für extreme Konstanz im Bauteilgewicht und damit für hohe Produktqualität, indem es von Schuss zu Schuss den Umschaltpunkt von Einspritzdruck zu Nachdruck sowie die Nachdruckhöhe regelt. Dies ist besonders bei Chargenschwankungen oder anderen externen Störeinflüssen hilfreich. Der DataXplorer wiederum gestattet einen einzigartigen Detailblick in die Tiefe des Prozesses, indem er pro Sekunde bis zu 500 Signale als kontinuierliche Kurvenverläufe speichert. Beide tragen dazu bei, Maschinen selbst optimierend zu machen und die Kosten für Qualitätssicherung zu reduzieren.
Dies liegt voll auf der Linie von Dr. Thomas Siggenauer, der für sein Feuchtwanger Werk von einem Leitstand träumt, der IT-gestützt auf Bedarfsanforderungen reagiert, halbautomatisch die Fertigung plant und sie vollautomatisch ausführt: "Durch konkurrierende Prozesse und sich ändernde Los- und Kostengrößen wird es für das menschliche Gehirn immer schwieriger, die Produktion sinnvoll auszulegen. Das kann ein computergestütztes System einfach besser. Außerdem habe ich die Vision, dass wir in gut 15 Jahren keinen innerbetrieblichen Transport mit Staplern mehr haben und alles automatisiert läuft."
40 Prozent sind seiner Rechnung nach schon geschafft – und er hat noch gut 15 Jahre Zeit.
Kontakt
frank.burkhardt@kraussmaffei.com