Automatisierungspotenziale erkennen und die Montage wirtschaftlicher gestalten

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Fastems Sales Agent: Gennaro Teta (omnino technology)

Schwarz AG - Warmpresswerk

Angehrn AG - Umformtechnik

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Detaillierte Analysekriterien für eine systematische Bewertung

Für jeden Prozess in der Produktion werden die benötigte Zeit für die Ausführung und die Anzahl möglicher Produktvarianten dokumentiert. Hinzu kommt pro Prozess die Bewertung der typischen Montageschritte Vereinzeln, Handhaben, Positionieren und Fügen. Jeder Schritt wird von nicht automatisierbar bis problemlos automatisierbar eingeordnet. Auch werden gegebenenfalls ergonomische Aspekte berücksichtigt. Die detaillierte Analyse der nach diesem Gesamtüberblick ermittelten Prozesse beinhaltet eine Aufschlüsselung der oben genannten Aspekte Vereinzeln, Handhaben, Positionieren und Fügen. Beispielsweise das Positionieren wird in die Detailaspekte Toleranzen der Zielposition, vorhandene Positionierhilfen, Zugänglichkeit, Fügebewegung, Fügetoleranzen und Haltestabilität untergliedert und jeder Prozess entsprechend bewertet.

So kann beispielsweise für den Prozess des Einsetzens einer Druckfeder aufgezeigt werden, dass das Positionieren und das Fügen gut automatisierbar wären, weniger gut jedoch das Greifen und Handhaben, da sich Federn im Schüttgut verhaken und nicht universell greifen lassen. Die mögliche Zeiteinsparung durch eine Automatisierung wäre für diesen Prozess gering, sodass sich insgesamt eine Automatisierung wirtschaftlich nicht lohnen würde. Ordnet man dann noch jeden Prozess einem bestimmten Produktionsschritt zu, können Unternehmen ein umfassendes Gesamtbild ihrer Produktionsanlage erhalten, das das Automatisierungspotenzial pro Bereich und pro Prozess darstellt.

Handlungsempfehlungen für die (Teil-)Automatisierung

Ein weiterer Vorteil dieser Auswertung: Oft lassen sich mehrere Prozesse zu sogenannten «Automatisierungsinseln» gruppieren, sodass für mehrere Prozesse zusammen der Einsatz eines Roboters möglich wird. Ergebnis dieser Auswertung ist neben der grafischen Aufbereitung der APA die Erarbeitung eines Grobkonzepts für die (Teil-)Automatisierung der entsprechenden Montagestation beziehungsweise des entsprechenden Produktionsabschnitts, beispielsweise in Form eines 2D-Layouts. Die Experten schlagen prozessspezifische Hardware und Arbeitsabläufe vor und bieten gleichzeitig eine wirtschaftliche Bewertung, die die Amortisationsdauer der Automatisierungslösung angibt. So erhalten Unternehmen eine fundierte Entscheidungsbasis, mit der sie weitere Schritte in Richtung einer Realisierung angehen können.

Dabei ist eine Automatisierung nicht die einzige Handlungsempfehlung, die die Experten mit der APA ermitteln können. Vielfach ist eine Teilautomatisierung beziehungsweise der Einsatz von kollaborierenden Robotern sinnvoll, sodass Mensch und Maschine entsprechend ihren Fähigkeiten Aufgaben ausführen (Bild 3). So kann prozessindividuell der Grad der Automatisierung zwischen einer manuellen Montage und der Vollautomatisierung abgestuft sein und zum Beispiel ein Werkstück manuell bereitgestellt, aber automatisch positioniert werden. Mögliche Zielkriterien von Anwendungen mit MRK sind Wirtschaftlichkeit, gesteigerte Ergonomie und Qualität sowie verbesserte Variantenflexibilität. Ein erster Kurzcheck zum MRK-Potenzial einer Anwendung kann auf der Internetseite des Fraunhofer-IPA genutzt werden.

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