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Franz Böhnlein, Leiter Fertigungsplanung Standorte Neckarsulm, China / CKD bei der Audi AG, probiert im Werk Neckarsulm im Rahmen der Kleinserienproduktionen wie beim Audi A8 Lösungsansätze aus, die später dann nach und nach in Großserien adaptiert werden. - Bild: Anna McMaster

Das Werk Neckarsulm ist Franz Böhnlein zufolge, Leiter Fertigungsplanung Standorte Neckarsulm, China / CKD bei der Audi AG, die technologische Wiege, wo man in Kleinserienproduktionen wie  beim Audi A8 – mit einer Stückzahl von 250 Fahrzeugen täglich – Lösungsansätze ausprobiert, die dann sukzessive in die Großserien übertragen werden.

Themen wie Big Data und Internet of Things generieren laut Böhnlein Lösungsräume, um mit begrenzten räumlichen Strukturen und steigender Komplexität der Modell- und Variantenvielfalt zurechtzukommen. Dabei wird das Rad nicht neu erfunden: Grundlage für die Digitalisierung bleibe das Audi-Produktionssystem, das über die digitale Rückkopplung noch effizienter werden soll, hob Böhnlein hervor.

Komplett durchgängiges Datenmodell

Der neue, agile Umgang mit den Herausforderungen funktioniert nur, indem Verantwortung in die einzelnen Bereiche abgegeben wird. „Das setzt voraus, dass auch in der Dezentralisierung die Komplexität beherrscht wird“, erklärte Böhnlein. Audi setzt dafür auf ein vollständig durchgängiges Datenmodell, in dem digitale Daten aus der Produktentwicklung so aufbereitet werden, dass man damit in die Prozessplanung übergehen kann.

Siemens Connect im Konzern verbreitet

Für die Planung der Produktionsprozesse sei zudem entscheidend, dass alle einzusetzenden Ressourcen in entsprechenden Bibliotheken hinterlegt werden, nicht nur Fabrikstrukturen, sondern zum Beispiel auch ergonomische Kriterien für das Ausgestalten der einzelnen Arbeitsplätze. Man habe im Trial-and-Error-Verfahren verschiedene Virtual-Factory-Systeme ausprobiert, mittlerweile sei Siemens Connect im ganzen Konzern im Einsatz: nicht zuletzt mit Blick auf die Datensicherheit. So habe man eine sehr gute Datenbasis für Simulationen entwickelt. Sie sind die Grundlage für die Überleitung von einer systemischen Betrachtung ins konkrete Produkt, also für die virtuelle Absicherung von Technologien.

Simulation statt Prototypenbau

Als Beispiel nennt Böhnlein den Alu Space Frame, der zu einem Multimaterialmix weiterentwickelt wurde, dessen Materialien miteinander verbunden werden müssen. „Es geht darum, aus einer technologischen Überlegung herauszufinden, wie ich Produkte in der Fertigung integrieren kann“, erklärt der Leiter der Fertigungsplanung.

Audi mache das anhand von Simulation prototypenlos, weil man die vielen benötigten Prototypen angesichts der Variantenvielfalt gar nicht mehr physisch herstellen könnte. Simulationen gibt es in vielen Bereichen, zum Beispiel der Blechumformung, Zieh- und Fügesimulationen und Verhalten der Karosserie im Lack. Auch ob die Materialien qualitativ im Crash-Test standhalten werden, prüft man per Simulation.

  • Rolf Najork

    Rolf Najork, CEO der Bosch Rexroth AG, erklärte unter dem Motto "Change as a chance" den Weg von Bosch Rexroth zur Future Factory. - Bild: Anna McMaster

  • Axel Henning Saleck

    Dr.-Ing. Axel Henning Saleck, Academic Member der Industrial Value Chain Initiative, stellte die Ziele, Arbeitsweise und Aktivitäten der Industrial Value Chain Initiative (IVI) aus Japan vor. - Bild: Anna McMaster

  • Franz Böhnlein

    Franz Böhnlein, Leiter Fertigungsplanung Standorte Neckarsulm, China / CKD der Audi AG zeigte die Vision und Realität der Smart Factory am Beispiel der Produktion des neuen Audi A8. - Bild: Anna McMaster

  • Jarno Suomela

    Jarno Suomela, Head of Software Platform Portfolio bei Landis+Gyr Oy, stellte die Plattform-Strategie für Devices und Applikations-Software seines Unternehmens vor. - Bild: Anna McMaster

  • Ausstellung

    Auch im Ausstellungsbereich des 5. Fachkongresses Industrie 4.0 in Karlsruhe konnten sich die Besucher über die neusten Entwicklungen aus der Praxis informieren. - Bild: Anna McMaster

  • Wilk

    Claus Wilk, der Chefredakteur der Fachzeitung Produktion, führte durch die Veranstaltung. - Bild: Anna McMaster

  • Bick

    Prof.Dr. Werneer Bick, Generalbevollmächtigter der ROI Management Consulting AG, gilt als einer der größten Experten in Sachen Industrie 4.0. - Bild: Anna McMaster

  • Ausstellung

    Auch an den Ständen in der Ausstellung wurde viel über Technologien gefachsimpelt. - Bild: Anna McMaster

  • Blume

    SVV-Projektleiterin Franziska Blume hatte wie immer die Veranstaltung charmant im Griff. - Bild: Anna McMaster

  • Ausstellung 2

    An den Ständen der Aussteller standen die Kollegen stets für Fragen zur Verfügung. - Bild: Anna McMaster

  • Programm

    Angesichts des vollen Programms lohnte sich der wiederholte Blick in den Flyer um nichts zu verpassen. - Bild: Anna McMaster

  • Publikum

    Sichtlich gute Laune beim Publikum des Fachkongresses Industrie 4.0 in Karlsruhe. - Bild: Anna McMaster

  • Ausstellung 3

    Viele Fragen - und viele Antworten gab es in der Ausstellung zum Fachkongress Industrie 4.0 - Bild: Anna McMaster

  • Publikum 4

    Interessiert lauschte das Publikum den spannenden Fachvorträgen der I4.0-Experten. - Bild: Anna McMaster

  • Saal

    Der 5. Fachkongress Industrie 4.0 fand in der Messe Karlsruhe statt. - Bild: Anna McMaster

  • Publikum 5

    Angesichts der geballten Industrie-4.0-Praxis auf der Bühne schien es so manchem Gast die Sprache zu verschlagen. - Bild: Anna McMaster

  • VR

    Praxis, Praxis, Praxis lautet das Motto des Fachkongresses Industrie 4.0 - das will natürlich auch ausprobiert werden. - Bild: Anna McMaster

Folgewirkungen simulieren

„Beim Audi A 8 stand im Vordergrund, dass wir die komplette Physik des Fahrzeugs und die komplette Physik des Fertigungsprozesses so miteinander ‚matchen‘, dass wir übergreifend simulativ alle Folgewirkungen ausprobieren können, bevor wir in der Hardware-Produktion waren“, berichtet Franz Böhnlein. Man bilde schließlich virtuell ab, ob sich das Fahrzeug mit den vorhandenen Betriebsmitteln überhaupt fertigen lässt und ob die Zugänglichkeit gegeben ist.

Betriebsmittel mit Sensorik ausstatten

Komplett durchsimuliert bis zur Endfestigkeit des Fahrzeugs sei das „gewissermaßen die nach vorne gerichtete Durchgängigkeit der Kette“. „Wichtig ist auch in dem Zusammenhang: Wenn man eine vertiefte Sichtweise auf die Dinge bekommt und die echte Fahrzeugphysik quasi simulativ im Blick hat, dann kann man natürlich auch aus dem Fertigungsfluss in der laufenden Fertigung Rückschlüsse ziehen, indem man die Betriebsmittel mit Sensoren ausstattet“, so Böhnlein.

Fertigungsprozess virtuell abbilden

Nicht zuletzt aus der Not, weil der A8 praktisch in Losgröße eins gefertigt wird, habe man sich viel stärker an den virtuellen Prototypen orientieren müssen. Zudem stehe die Hardware für den Fertigungsprozess nicht frühzeitig genug zum Testen zur Verfügung. Deshalb ging man an dieser Stelle dazu über, den Fertigungsprozess zusammen mit den Prozesspartnern komplett virtuell abzubilden.

Entscheidend für diesen Ansatz: Die Daten des jeweiligen Entwicklungsstands müssen immer wieder in Echtzeit verfügbar sein. Als großes Thema erwies sich ein durchgängiges Datenmanagement. Böhnlein bezeichnete dies als „lessons learned“ aus dem Projekt beim Audi A8, in dem das Datenmanagement aus der Praxis heraus ohne konkreten Plan von einzelnen Mitarbeitern gestaltet worden war. Künftig will man zudem alle Bewegungsabläufe im Montageprozess mittels Motion Capturing sowie alles rund um die logistische Materialbereitstellung und Ergonomie durchgängig simulieren können.

Kette noch oft unterbrochen

Weil die digital abgebildeten Betriebsmittel einem ständigen Wandel durch kontinuierliche Verbesserungsprozesse unterliegen, will Audi diese ständige Veränderung in einem digitalisierten Modell nachführen, damit Folgeprojekte auf den aktuellen Stand aufsetzen können. Ein weiterer Ansatz ist ein kamerabasierender Abgleich zwischen dem digitalen Abbild und der aktuellen Liniensituation. Vieles werde heute noch manuell zurückgespielt, die Kette sei oft unterbrochen, berichtete Böhnlein. Doch mit über OPC-UA generierte Protokolle und Big Data würden zunehmend Informationen in der nötigen Qualität zurückgegeben.

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