Werkstückträger

Stückzahlflexible Wachstums-Strategie

| Redakteur: Silvano Böni

Ansicht der hochautomatisierten Montageanlage für Ventilatoren; insgesamt sind im Transportsystem im Endausbau knapp 100 Werkstückträger im Umlauf; die beidseitig angedockten Prozess- und Prüfstationen werden prozess- und bedarfsgesteuert angefahren/versorgt.
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Ansicht der hochautomatisierten Montageanlage für Ventilatoren; insgesamt sind im Transportsystem im Endausbau knapp 100 Werkstückträger im Umlauf; die beidseitig angedockten Prozess- und Prüfstationen werden prozess- und bedarfsgesteuert angefahren/versorgt. (Bild: Stein)

Mit Werkstückträger-Transportsystemen von Stein Automation organisiert der Ventilatoren-Hersteller Ebm-Papst die jeweils benötigten Montagekapazitäten – vom Markteintritt über die Stückzahlsteigerung bis zur flexiblen Serienproduktion von Baugruppen und Endgeräten.

Ohne Zufuhr von Luft geht eigentlich gar nichts – und ohne Abfuhr von Wärme erst recht nicht. Wird zum Beispiel ein IT-Schaltschrank zu warm, tritt er beziehungsweise seine Steuerungselektronik in den Streik und versagt bis auf Weiteres den Dienst. Folglich gilt es, den geregelten Wärmehaushalt sicherzustellen, und dies geschieht in vielen Fällen durch Abführen von Wärme. Zu nennen wären hier solche Anwendungen wie Luft-, Klima- und Kältetechnik, Maschinen- und Anlagenbau, Hausgeräte, Automotive/Fahrzeuge, Schienen- und Luftverkehr, IT und Telekommunikation. Womit bereits das weite Betätigungsfeld des Ventilatoren- und E-Motoren-Herstellers Ebm-Papst umschrieben ist. Das Unternehmen gehört mit einem Produkt-Portfolio von über 10 000 Artikeln zur Weltspitze und glänzt Jahr um Jahr mit hohen Zuwachsraten. Ein Werk von Ebm-Papst befindet sich in Mulfingen, dort werden jedes Jahr gut 11,5 Millionen Ventilatoren beziehungsweise Motoren hergestellt.

Zukunftsweisende Grundsatzentscheidung

Alexander Frank, Hauptabteilungsleiter «Entwicklung Verfahren» bei Ebm-Papst Mulfingen, führte dazu aus: «In unserer Abteilung beschäftigen sich 120 Spezialisten mit Entwicklung und Projektierung sowie Implementierung von Fertigungsverfahren. Zudem werden hier Werkslayouts und die Produktionsplanung sowie REFA-Arbeitspläne erstellt. Mit der Konstruktion und Realisierung der benötigten Betriebsmittel im Werkzeug-, Anlagen- und Elektrobau sind allein 70 Fachkräfte befasst. Etwa ein Drittel der Betriebsausrüstungen stellen wir in Eigenregie selbst her, den Rest decken wir mit Zukäufen von leistungsfähigen Lieferpartnern ab. Wann immer sinnvoll und möglich, setzen wir am Markt erhältliche Komponenten und Teilsysteme ein, denn wir wollen das Rad nicht zum zweiten Mal erfinden, sondern konzentrieren uns besser auf Prozesslösungen.» Zum einen stellen besagte Prozesslösungen, zum anderen höchst unterschiedliche Stückzahlen ziemliche Herausforderungen dar. Denn trotz der 11,5 Mio. Ventilatoren/Motoren pro Jahr sind Losgrössen von weniger als 50 Stück absolut keine Seltenheit. Entsprechend flexibel müssen die Produktions- und Montageeinrichtungen sein, weshalb sich das Unternehmen schon vor Jahren intensiv um das Thema Werkstück-Materialfluss zu kümmern begann. So fiel bereits vor langem die grundsätzliche Entscheidung, sich als Basis für Montageanlagen aller Grössenordnungen auf ein intelligentes Werkstückträger-Transportsystem festzulegen. Nach eingehender Evaluation, in der solche Aspekte wie Gestaltungs-, Aufbau-, Umrüst-, Erweiterungs- und Nutzungs-Flexibilität, Service sowie Zukunftsfähigkeit eine zentrale Rolle spielten, entschied sich Ebm-Papst für das Werkstückträger-Transportsystem von Stein Automation GmbH & Co. KG aus Villingen-Schwenningen im Schwarzwald. Alexander Frank über die Gründe, sich für das modular-flexible Werkstückträger-Transportsystem zu entscheiden: «Wir haben in allen Fällen klassische SE-Projekte zu bewältigen, bei denen buchstäblich alles parallel läuft, also die Entwicklung und laufende Optimierung des Produkts genauso wie die Erstellung der Produktionseinrichtungen für jeden Kapazitätsbedarf vom Start bis zur Serienfertigung. Um einerseits Zeit und Kosten zu sparen und andererseits qualitativ sowie wirtschaftlich auf einem hohen Level zu agieren, versuchen wir Kompromisse zu vermeiden und bauen die einzelnen Prozessstationen gleich als produktionsfähige Module auf. Mit Hilfe der aufbau- und aus- oder umrüstflexiblen Module des Werkstückträger-Transportsystems von Stein können wir dann die Anlagen einfach, schnell und hochflexibel an den jeweiligen Bedarf anpassen.»

Transportsystem-Längen bis 250 Meter

Dabei wurden Leistungsgrenzen erreicht, nämlich Montage-Bandlängen bis 250 Meter, wie Alexander Frank und Thorsten Haberkorn, Produktionsleiter PG1 bei Ebm-Papst, nicht ohne einen gewissen Stolz betonen. «Im Werksverbund Mulfingen, Niederstetten und Hollerbach sind heute 30 Montageanlagen auf der Basis von Werkstückträger-Transportsystemen von Stein Automation im Einsatz. Eine davon hat tatsächlich 250 Meter Bandlänge und integriert dabei eine Vielzahl von Prozessstationen mit Automatik- und mit manuellem Betrieb. Diese Werkstückträger-Transportsysteme zeichnen sich durch eine sehr hohe Anwendungs- und Nutzungs-Flexibilität, mit über 98 Prozent auch durch eine hohe technische Verfügbarkeit, minimalsten Service- und Wartungsaufwand sowie eine hohe Lebensdauer aus», so Thorsten Haberkorn. Jüngstes Projekt ist eine Montageanlage für Ventilatoren, die in klassischer Manier als SE-Projekt gestartet und step by step ausgebaut wurde. Die Montageanlage ist für eine Gesamtstückzahl von 2 Millionen Stück pro Jahr bei einer Varianz von 20 Grundvarianten sowie für auftragsgesteuerte Chargen aller Grössenordnungen konzipiert. In der Anlaufphase wurde mit Taktzeiten von 30 Sekunden kalkuliert und gearbeitet, in der Endphase sollen es dann nur noch sechs Sekunden sein. Dies wiederum erfordert einen entsprechend hohen Automatisierungsgrad in allen Prozessschritten, weshalb die eine oder andere anfänglich als Handarbeits- oder halbautomatisch aufgebaute Prozessstation je nach Bedarf ganz einfach durch eine vollautomatische Einheit ersetzt wird. In der Montageanlage sind knapp 300 Werkstückträger im Einsatz, welche die einzelnen Stationen prozess- oder bedarfsgesteuert anfahren. Damit ist eine kontinuierliche Ver- und Entsorgung der Prozess- und Prüfstationen gewährleistet, womit zeitraubende Verzögerungen eliminiert werden und die Leistungsfähigkeit der Anlage und der Prozess-/Prüfstationen maximal auszulasten ist.

Regelmässige Benchmark-Tests

Abschliessend äusserte sich Alexander Frank zur Entscheidung pro Stein Automation und zur Zusammenarbeit bis heute wie folgt: «Eine der Grundsatzentscheidungen für Stein betraf das Steuerungskonzept des Systems. Denn die Steuerung ist einfach zu handhaben und ermöglicht schnelle Anpassungen sowie Erweiterungen. Ein weiterer Aspekt war die tatsächlich gegebene Modularität und sofortige Wechsel- oder Austauschbarkeit der Module ohne grossen mechanischen Aufwand. Die einzelnen Module werden in unserer Werkstatt oder beim zuliefernden Sondermaschinen-Hersteller komplett aufgebaut und ausgetestet und stehen als betriebsfertige Einheiten zur Verfügung. Das hat viele Vorteile bei der Realisierung unter SE-Bedingungen. Zudem verstehen wir die Automatisierung des Werkstückträger-Transports ebenso wie die Prozess-Automatisierung als Treiber für die Qualitätssicherung und damit als strategisches Element für die produzierte Qualität. Wir arbeiten jetzt seit Jahren sehr eng und vertrauensvoll mit Stein Automation und erhalten jederzeit Unterstützung von der Anlagenkonstruktion bis zur Inbetriebnahme. Wir betreiben mittlerweile viele Kilometer Werkstückträger-Transportsysteme, sind jedoch keineswegs blind geworden auf diesem Auge. So führen wir alle drei bis fünf Jahre intensive Benchmark-Tests durch, die aber bis auf Weiteres immer zu ein und demselben Ergebnis führen.» <<

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