Individuell am laufenden Band

Kundenspezifische Produkte hätten für den Verbraucher einen besonderen Wert, sagt Robert Kickinger, Manager Mechatronic Technologies bei B & R. „Deshalb ist er bereit, dafür mehr zu bezahlen." Das macht zum Beispiel die Fotobücher, die über das Internet zusammengestellt und direkt nach Hause geliefert werden, für die Anbieter so interessant. Es wird nicht zum Minimalpreis das Standardalbum zum Einkleben verkauft, sondern zu einem Vielfachen das individuelle Einzelstück. Allerdings müssen die individuellen Produkte für den Hersteller eine Bedingung erfüllen: „Sie müssen sich in hochautomatisierter Massenfertigung herstellen lassen, sonst sind die Stückkosten zu hoch und die Produktion ist nicht rentabel", merkt Kickinger an.

Kundenspezifische Fertigung

Den Wandel von der reinen Reproduktion hin zur kundenspezifischen Fertigung hat die Druckindustrie, wie das Beispiel Fotobuch zeigt, bereits vollzogen. Der industrielle Digitaldruck hat diese Entwicklung ermöglicht. Dadurch wurde die Druckvorstufe obsolet und die Entwicklung von hoch flexiblen Drucknachfolge-Maschinen angestoßen.

In der Drucknachfolge wird der variable Ausstoß der Digitaldruckmaschinen automatisiert weiterverarbeitet und das individuelle Fotobuch entsteht in Losgröße 1 in der Massenfertigung. Wenn das in der Druckbranche funktioniert, warum schließen sich diesem Beispiel nicht schon längst andere Branchen an? Woran es in vielen anderen Industriesegmenten derzeit noch mangelt, sind entsprechende Produktionsmaschinen. Doch der Wettlauf hat längst begonnen.

Die zusätzliche Wertschöpfung durch die Produkt-Individualisierung ist das erklärte Ziel. Die Herstellung von Produkten, die nicht nur eine kundenspezifische Dekoration aufweisen, sondern individualisierte geometrische Abmessungen, ist zum marktübergreifenden Trend geworden – nur ist sie heute oft noch mit zahlreichen manuellen Eingriffen verbunden.

Umrüstzeiten an den Maschinen von Produktvariante A auf Produktvariante B bedeuten Maschinenstillstand und kosten somit wertvolle Zeit und damit Geld. Die wirtschaftlichen Vorteile der Massenfertigung gehen so verloren. Das zeigt auch ein anderes Beispiel aus der industriellen Fenster-Fertigung: Bauherren können heute aus einer Vielzahl von standardisierten Fensterabmessungen wählen, aber auch kundenspezifische Abmessungen bestellen. „Die Einzelteile der Fenster werden eigentlich automatisiert und damit effizient gefertigt", nennt Kickinger ein Beispiel, „nur greift heute jedes Mal ein Werker ein und stellt die Maschine mechanisch um, wenn sich die zu produzierende Größe zum Beispiel von 130 cm auf 140 cm ändert."

Spätestens an der Produktionsmaschine erlebt die Individualisierung in der Massenfertigung also noch Grenzen. „Für die Individualisierung ist automatisierte Flexibilität notwendig, nur so erzielt die Massenfertigung die notwendige Produktivität", erklärt Kickinger. Durch den technischen Fortschritt sind die passenden Mittel zur erfolgreichen Umsetzung schon verfügbar. Durch moderne Informationstechnik kann der Kunde in die Produktdefinition eingreifen und mit seiner Bestellung die Produktion direkt auslösen. Automatisierte, durch Software gesteuerte Umrüstvorgänge ermöglichen eine flexible Produktion, die auch bei Stückzahl 1 rentabel ist.

„Werden diese beiden Möglichkeiten miteinander kombiniert, ist die kundenspezifische Fertigung von Massenprodukten zu Stückkosten, die in der Serienfertigung üblich sind, realisierbar", sagt Kickinger. „Es entstehen Maschinen der Generation Mass Customization."

Produkttransport als Schlüsseltechnik

Eine flexible Produktion in Losgröße 1 erfordert Produktionsmaschinen, die sich automatisch – ohne Intervention eines Maschinenführers – anpassen. Der Rahmen für das 140-cm-Fenster ist zwangsläufig länger als der Rahmen für die 130-cm-Variante. Die Maschine muss diesen Unterschied berücksichtigen können. Intelligente Transportsysteme sind die ideale Lösung zur Realisierung hochflexibler Maschinenantriebstechnik. Im Gegensatz zu konventionellen getakteten Transportsystemen können mit intelligenten Transportsystemen alle Produkte individuell – mit unterschiedlichen Zielpositionen, Geschwindigkeiten und Abständen – transportiert werden.

„Dass wir heute solche Transportsysteme in modernen Fertigungen so selten sehen, steht im Widerspruch zum eigentlichen Bedarf", meint Kickinger. Ein entscheidender Grund ist der technische Reifegrad der am Markt verfügbaren Systeme. „Hier bestehen teilweise gravierende Mängel für den industriellen Einsatz." So kosten zum Beispiel die Einstellarbeiten zur Justierung von Führungsrollen oft viel Zeit. Einige Systeme verfügen nicht über ausreichende Traglasten, bei anderen fehlen notwendige Sicherheitsfunktionen.

„Anstelle einer echten Integration arbeiten die Hersteller in der Regel mit komplexen Systemarchitekturen, die Gateway-Module erfordern", berichtet der B-&-R-Manager. Mitunter ist auch die Führungskonstruktion verschleißanfällig, was zu häufigen Wartungseinsätzen führt. Alle diese mangelhaften Umsetzungen erschweren einer eigentlich notwendigen Technologie, Fuß zu fassen.

ATS Super-Trak wurde speziell für den 24/7-Betrieb in rauen Industrieumgebungen entwickelt. Das System arbeitet sowohl zuverlässig als auch sicher. Zudem bietet es einen einfachen und schnellen Service im Feld. „Shuttles lassen sich ganz einfach einzeln tauschen", erklärt Kickinger einen wesentlichen Vorteil des Systems, „der Track muss nicht zerlegt werden. Dies führt zu einer sehr niedrigen mittleren Reparaturzeit (MTTR) und erhöht die Produktivität der gesamten Anlage."

Einen qualitativ hochwertigen Produktions-Output garantiert die Synchronisation von Shuttles mit allen Arten von Servoachsen, CNC- und Robotik-Systemen in harter Echtzeit. So lassen sich das Transportsystem, Roboter und weitere CNC-gesteuerte Komponenten effektiv zu einer automatisierten Produktionseinheit ergänzen.

Schnelles Umrüsten

Das Transportsystem optimiert Umrüstzeiten zwischen unterschiedlichen Produkten, die auf einer Anlage gefertigt werden. Es muss lediglich über das Bediengerät oder über ein Produktionsplanungssystem eine andere Option gewählt werden und das Transportsystem stellt sich automatisch auf das neue Produkt ein. Längere Stillstandszeiten, wie sie bisher nötig waren, um Anlagen mechanisch auf neue Produkte umzustellen, entfallen weitgehend oder gänzlich. Zudem erlaubt das Transportsystem sehr hohe Traglasten, was den Transport auch schwerer Produkte ermöglicht.

Programmiert wird das Transportsystem wie jede andere Lösung des Unternehmens in der Automatisierungssoftware Automation Studio. Für die Konfiguration der Shuttles greifen die Softwareentwickler dazu einfach auf vorhandene Bibliotheken und Funktionsbausteine zurück.

Der Trend zu individualisierten Produkten wird auf der Nachfrageseite auch durch die Erwartungshaltungen der Konsumenten, insbesondere der Generation von Digital Natives, getrieben. Auf der Angebotsseite ermöglicht die Evolution der Maschinentechnik die individualisierte Massenproduktion. „Super-Trak bietet zuverlässige industrielle Antriebstechnologie für den Siegeszug dieser hochflexiblen Produktionstechnik", sagt Kickinger.