Martin Cüppers

Director Center of Competence
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Die Zukunft des Karosseriebaus: maximal flexibel und unabhängig

Ingenics Experten Matthias Janßen und Martin Cüppers sprechen über Boxenstoppfertigung und Schwarmmontage auf dem ACOD Kongress.

Die Digitalisierung mit der Industrie 4.0 kommt auf die Automobilindustrie zu. Es gibt neue Möglichkeiten der Datennutzung, um diese für effizientere Prozesse einzusetzen. Ingenics hat die Herausforderungen u.a. bei der E-Fahrzeugproduktion erkannt und Flexibilisierungskonzepte entwickelt.

Neu entwickelte Boxenstoppfertigung als wichtiger Teil der Lösung

Ein zentrales Hemmnis für die Flexibilisierung, Wandlungs- und Integrationsfähigkeit von Karosseriebauanlagen sind die Aufbaulinien und die logistische Anlieferung von Bauteilen. Ingenics ist es nun gelungen, das Szenario eines zukünftigen Karosseriebaus, der allen absehbaren Anforderungen gerecht wird, in einem Layout zu beschreiben.

Dafür wurden die heutigen Restriktionen und Hemmnisse analysiert, Alternativlösungen ermittelt und zu einem schlüssigen Gesamtbild entwickelt: der sogenannten „Boxenstoppfertigung“. Diese ermöglicht die Unabhängigkeit der Karosseriefertigung von spezifischen Produktanforderungen und gewährleistet maximale Flexibilität.

Moderne Karosseriebauanlagen zeichnen sich heute durch vollautomatisierte, taktgebundene Routineabläufe aus, die mit hoher Absolut- und Wiederholgenauigkeit Bauteilpositionierungen und Geometriebildung sowie zahlreiche Fügetechnologien beherrschen. Dieser herstellerübergreifende Konsens wurde für eine effiziente, qualitativ hochwertige und operativ beherrschbare Produktion entwickelt und weltweit etabliert.

Heutiger Standard hat Einschränkungen zur Folge

Der heutige hoch entwickelte technische Standard hat laut Martin Cüppers, Director Center of Competence bei Ingenics, allerdings auch mehrere Einschränkungen zur Folge: „Die Fertigungsanlagen, einmal konzeptionell auf bestimmte Produktanforderungen ausgelegt, zeigen sich im höchsten Maße unflexibel gegenüber produkt- oder prozessbedingten Änderungen bzw. Anpassungsbedarfen. Dies führt häufig dazu, dass Karosseriebauanlagen nur für einen Modellzyklus verwendet werden können.“

Zusätzlich befeuert wird der Bedarf an Produktionsflexibilität durch die zunehmende Anzahl an Karosserievarianten – und die Elektromobilität. „Letztere wird zu neuen, parallel angebotenen Fahrzeugarchitekturen führen, die für Solitäranlagen stückzahlseitig schwierig zu dimensionieren sind und daher ein grundsätzliches kommerzielles Risiko darstellen“, so Martin Cüppers. Letztendlich will die Industrie einen harmonischen Übergang organisieren, der auch den Anspruch ambitionierter Renditeziele erfüllt. Der Flexibilisierung der Fertigung dieser Parallelwelten wird dabei eine Schlüsselrolle zum Erfolg zugewiesen.

Aktuell fehlen Ausprägungen von Flexibilität

„Die Frage, ob heutige Fertigungssysteme im Karosseriebau auf diese Änderungen vorbereitet sind, muss im Interesse der Zukunftsfähigkeit der Automobilindustrie zwingend notwendig gestellt werden. Die entschiedene Antwort lautet: Nein, sie sind es nicht bzw. nur in höchst unzureichendem Maß, denn es fehlt ihnen aktuell grundsätzlich an mehreren Ausprägungen von Flexibilität – von der Produkt- und Nachfolgeflexibilität bis hin zur Wandlungs-, Integrations- und Anpassungsfähigkeit“, betont Martin Cüppers.

Bei allem Engagement, Karosseriebauanlagen zukünftig flexibler zu gestalten, dürfen die bisherigen Errungenschaften hinsichtlich Effizienz, Nutzungsgrad, Ausbringung, Qualität und letztendlich auch Wirtschaftlichkeit nicht in Frage gestellt werden. Dass zukunftsfähige Konzepte alle neuen Entwicklungen im Zusammenhang mit Digitalisierung und Industrie 4.0 berücksichtigen und entsprechend konzipiert sein müssen, verleiht den genannten Performanceindikatoren zusätzliche Relevanz.

Aufbaulinien als zentrales Hemmnis

Unter Berücksichtigung all dieser Rahmenbedingungen und Anforderungen ist es Ingenics gelungen, das Szenario eines zukünftigen Karosseriebaus, der allen absehbaren Anforderungen gerecht zu werden verspricht, in einem schlüssigen Gesamtbild zu beschreiben: der Ingenics Boxenstoppfertigung.

Ein zentrales Hemmnis für die Flexibilisierung, Wandlungs- und Integrationsfähigkeit von Karosseriebauanlagen sind die Aufbaulinien. Räumlich auf starre Linienstruktur limitiert, in der Länge durch die Position von Heberanlagen dauerhaft definiert, inhaltlich auf die in der frühen Planungsphase bekannten Produktanforderungen ausgelegt, werden alle Möglichkeiten von Flexibilisierung konzeptionell ausgeschlossen. „Die modular aufgebaute Ingenics Boxenstoppfertigung beschreibt daher konsequent einen anderen Weg – ohne die elementaren Erfolgsfaktoren wie Durchlaufzeit, Wirtschaftlichkeit oder Qualität auch nur im Geringsten zu vernachlässigen“, erklärt Martin Cüppers.

Prinzip beruht auf einmaliger Kombination mehrerer Innovationen

Statt wie bisher zwangläufig und eindimensional alle Stationen von Produktionslinien zu durchlaufen, unabhängig von aktueller technischer Verfügbarkeit und inhaltlicher Notwendigkeit, beruht die Boxenstoppfertigung auf der mehrfachen Nutzung verschiedener Teilaufbauzustände. Damit können Redundanzen vermieden, Anlagen besser ausgelastet und auf die aktuelle technische Verfügbarkeit reagiert werden. Letztendlich geht es darum, der Nachfrage an Fügetechnologie pro Produktderivat bzw. -variante ein entsprechendes Angebot gegenüberzustellen.

Ebenso konsequent wurden auch alle weiteren Disziplinen eines Karosseriebaus grundlegend hinterfragt und auf Flexibilität hin weiterentwickelt. So werden in der Boxenstoppfertigung auch Antworten auf z.B. logistische Herausforderungen bedingt durch das zunehmende Teilespektrum kombinierter Fertigungen gegeben. Das Prinzip der Boxenstoppfertigung beruht dabei auf der einmaligen Kombination von mehreren Innovationen auf Basis von fahrerlosen Transportsystemen, Layoutanordnung und Datenvernetzung.

Vollkommene Unabhängigkeit von spezifischen Produktanforderungen

„Die zentrale Boxenstoppfertigungals Gesamtheit von Fertigungsmodulen kann jederzeit, also unabhängig von aktuellen konkreten Produktprojekten, konzipiert und realisiert werden, weil sie von Produktanforderungen unabhängig macht und inhaltlich sowie technologisch mitwächst. Sie ist das Herzstück eines oder mehrerer Karosseriebauten und lässt sich mit vergleichsweise einfachen Gebäudeanforderungen integrieren – selbst in Bestandsgebäuden, die vorher nicht unbedingt für Karosseriebauanlagen ausgelegt wurden“, erläutert Martin Cüppers. Doch die Ingenics Boxenstoppfertigunggeht sogar noch einen Schritt weiter, indem sie innovative Industrie 4.0-Ansätze nicht nur aufzeigt, sondern deren Möglichkeiten zu einem stimmigen Gesamtkonzept integriert.

„In einer für die Zukunft der Automobilindustrie entscheidenden Phase streben die Hersteller an, die zunehmende Varianz intelligent zu beherrschen. Die Ingenics Boxenstoppfertigungleistet einenwesentlichen Beitrag, um bisherigen wie zukünftigen Anforderungen dauerhaft, innovativ und modular gerecht zu werden“, fasst Martin Cüppers den nachhaltigen Nutzen der Boxenstoppfertigung abschließend nochmals kurz zusammen.