Logistikspezialisten im Auftrag der Automobilindustrie

Logistikdienstleister, die für Fahrzeugbauer Vormontagen übernehmen, benötigen Taktgefühl und Präzision. Sie fertigen Module, Achsen, Motoren, Kühler. Im bayerischen Montage-Werk Wang geschieht das im 30-Sekunden-Takt: Dann erreicht ein fertiges Corner-Modul das Ende der Linie. 8.000 Kilometer entfernt steht im chinesischen Shenyang alle zweieinhalb Minuten eine komplett montierte Fahrzeugachse zur Auslieferung bereit.

Wenn Sie sich heutzutage einen Neuwagen zulegen möchten, können Sie unter Tausenden Modellvarianten wählen. Angefangen von der Fahrzeugart über Motorleistung, Hubraum und Zylinder, Farbe, Sicherheits- und Komfortaspekten bis hin zu Extras wie Radio, Ladestationen und Navigation. Vielfalt und individuelle Fertigung machen die Produktion eines Autos äußerst komplex. Deshalb setzen Fahrzeughersteller beim Autobau auch auf versierte Logistikspezialisten.

Sie füllen die Lücke zwischen dem klassischen First-Tier-Teilehersteller sowie dem Fahrzeughersteller, auch Original Equipment Manufacturer genannt. „Automotive-Logistikexperten bilden die perfekte Schnittstelle und stellen im Baukastensystem die Leistungen zusammen, die der Kunde braucht: den Einkauf einzelner Teile, den Transport der Bauteile, die Lagerverwaltung, Sequenzierung sowie Montage von Komponenten und sogar die Fertigung eines kompletten Lkw“, berichtet Florian Karlstedt, Projektmanager der Rhenus Automotive.

Enorme Varianz

Einer der Schwerpunkte von Automotive-Logistikdienstleistern liegt auf der Vormontage von Modulen, die in Autos verbaut werden. Dazu gehören beispielsweise Achsen, Kühlsysteme, Steuergeräte, Chassis-Komponenten und Innenausstattungen. Dabei hängt die Komplexität der Montagen von verschiedenen Faktoren ab – wie der Anzahl der Teile, die ein Modul bilden, der Varianten, aber auch der Sensibilität des Elements.

Mit dem Irrglauben, Achse sei gleich Achse, räumt Florian Karlstedt schnell auf und zählt minutenlang verschiedene Typen und Ausprägungen unterschiedlicher Hersteller und Modelle auf. Es gibt nicht nur einfache Starrachsen und komplexe Mehrlenkachsen, auch die Achse desselben Herstellers und Fahrzeugmodells hält noch eine enorme Varianz bereit.

„Die Achsen unterscheiden sich beispielsweise nach Links- und Rechtslenker, Motorenart und Fahrzeuggröße. Es gibt große und kleine Bremsscheiben, dafür benötigt man dann wieder andere Bremssättel. In Wang setzen wir allein 100 verschiedene Antriebswellen ein, je nachdem, welche Ausstattung der Käufer gewählt hat“, berichtet er.

Module im 30-Sekunden-Takt

Der Automotive-Standort Wang ist ein Musterbeispiel für die Komplexität der Modulmontage, nicht nur durch die enorme Anzahl von Bauteilen, sondern auch die hohe Schlagzahl der Fertigung. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit laufen in Wang zwei Produktionslinien parallel. Sie bringen im 30-Sekunden-Takt ein fertiges Corner-Modul hervor. Dabei handelt es sich um Schwenklager und Radträger, die später jeweils vorne und hinten an der Achse angebracht werden.

Die Zahl der Bauteile ist derart groß, dass die Teile nicht unmittelbar zur Montagelinie gebracht werden können. Daher wurde in Wang eine zusätzliche Sequenzfläche zwischen dem Lager und der Linie eingerichtet.

„Es können nicht 100 verschiedene Antriebswellen an der Linie griffbereit stehen. Deshalb läuft ein Mitarbeiter wie im Supermarkt zum Regal, holt die benötigten Teile und stellt sie in der richtigen Reihenfolge in ein Gestell. Der Mitarbeiter an der Linie nimmt diese wie Perlen von einer Kette nach und nach herunter“, erklärt Florian Karlstedt. Jeder Mitarbeiter hat für seinen Arbeitsschritt exakt eine halbe Minute Zeit, zwischen den Stationen ist zudem ein kleiner Puffer eingebaut.

„Wenn der Auftrag vom Kunden kommt, müssen wir zeitnah liefern. Innerhalb von zwei bis drei Stunden ist das Modul nach Anforderung beim Hersteller.“ Im Fall Wang heißt das: im BMW Group-Werk Dingolfing. Im Produktionswerk in China ist die Varianz der Bauteile etwas geringer, weil im dortigen Markt mehr vollausgestattete Autos gekauft werden. Dafür wird dort die komplette Achse gefertigt, die in Summe aus zahlreichen Teilen besteht. „Unsere Aufgabe sind die Planung, die Bestandskontrolle und -steuerung sowie die Aufrechterhaltung der Lieferkette. Damit nehmen wir dem Hersteller einen Teil der Arbeit ab und er kann sich auf seine Kerntätigkeiten konzentrieren.“

Prozesse standardisieren

Die Kunst der Planung besteht darin, berichtet Florian Karlstedt, Prozesse zu standardisieren. Die einzelnen Komponenten durchlaufen eine Vielzahl an Stationen. Jeder Mitarbeiter ist in der Lage, auf mindestens drei verschiedenen Plätzen zu arbeiten. Ein Rotationsprinzip bringt Abwechslung, Flexibilität und Erfahrung. Pro Arbeitsschritt dürfen die Laufwege jedoch nicht zu lang und die Varianz nicht zu groß sein. Bei mehr als vier Varianten wird daher in der Regel eine Vorsequenz eingebaut.

Doch was passiert, wenn ein falsches Teil aus dem Regal an die Linie gelangt? Um Fehler zu vermeiden, werden die Mitarbeiter über elektronische Anzeigen bei ihrer Arbeit unterstützt.

Auf Monitoren an den jeweiligen Stationen sind die Arbeitsschritte vorgegeben. Bei mehr als einer Variante sorgt ein Lichtsignal, Scanner oder beides für zusätzliche Sicherheit. Bevor der Mitarbeiter eine Schraube setzt, wird er geführt und positioniert. Um die notwendigen Handgriffe zu erlernen, gibt es zudem eine spezielle Trainingszone. Erst nach einer mehrwöchigen Schulung kann ein neuer Mitarbeiter an der Linie mitlaufen. Sehr erfahrene Montage-Mitarbeiter überwachen die Prozesse und greifen im Fall einer Störung ein.

Minutiöse Dokumentation

Je nach Qualitätsanforderung werden Bauteile maschinell oder von Hand mithilfe elektronisch gestützter Schrauber verbaut. Anders als Drehmomentschrauber ziehen diese nicht nur an, sondern zeichnen den genauen Kraftverlauf auf. So können Schraubgraphen erzeugt und damit Prozesse rückverfolgt werden. Liegt eine Schraubkurve außerhalb der Soll-Grenzen, könnte ein Materialfehler vorliegen. Geprüft wird auch, ob die richtige Schraube verwendet wurde.

„Gab es sechs statt der vorgeschriebenen fünf Schraubumdrehungen, handelt es sich voraussichtlich um die falsche Schraube. Wir können aber auch erkennen, wenn eine Schraube zwar die richtige Länge, aber eine falsche Schraubklasse hat. Darüber hinaus sehen wir, ob das Bauteil richtig angezogen hat. Für jeden Schraubvorgang wird dies minutiös elektronisch dokumentiert“, versichert Florian Karlstedt.

Wie wichtig Qualität in der Automobilproduktion und der Montage von Modulen ist, beweist der lange Vorlauf von Projekten. Bevor ein neues Werk eröffnet wird, werden zunächst Vorserien erprobt und zahlreiche Tests durchgeführt. Nach Prüfung von Qualität und Kapazität durch den Hersteller sowie einem erfolgreichen Stresstest unter Volllast kann der Logistikdienstleister anschließend noch mehr Gas geben. Wie später die Autos sicher auf der Straße.

„Wenn der Auftrag vom Kunden kommt, müssen wir zeitnah liefern. Innerhalb von zwei bis drei Stunden ist das Modul nach Anforderung beim Hersteller.“
Florian Karlstedt | Projektmanager der Rhenus Automotive

Wissen Sie, wie eine Achse gebaut wird?

Spannende Einblicke in die Vormontage

Projektmanager Florian Karlstedt beschreibt die Arbeit an den 22 Stationen, die eine Hinterachse bis zur Fertigstellung am Montagestandort Shenyang durchläuft. Sobald die Bestellung eines Herstellers eingeht, beginnt ein ausgefeilter Warehouse-Management-Prozess, der bis ins kleinste Detail vorbereitet und nachgefasst werden kann.

 

Die Vormontage einer Achse in acht Schritten erklärt.

Zuallererst wird der Auftrag geprüft: Sind Achse und die angeforderten Bauteile wie das spezifische Federbein bekannt? Passt die Größe der Bremsscheibe? Ergibt die Kombination Sinn, vertragen sich beispielsweise die Lagertypen und sind die Daten korrekt? Das automatische System kontrolliert die gewünschte Kombination und merkt sich diese auch für zukünftige Bestellungen. Kennt es diese nicht, erfolgt die Nachprüfung durch einen Ingenieur.

Ist der Bestellvorgang korrekt, wird die Sequenz, also der Ablauf, für die Produktion festgelegt. Das Warehouse-Management-System prüft, wie viele der benötigten Bauteile sich bereits an der Linie befinden. Fehlen noch Teile, bekommt der Mitarbeiter diese auf seinem mobilen Terminal angezeigt, packt eine Palette und bringt die weiteren Teile an die jeweilige Station der Produktionslinie.

Jede Linie ist unterschiedlich. Bei den in Shenyang gefertigten Achsen wird zunächst das Getriebe aufgelegt, anschließend den Achsträger. Die Achse liegt dabei auf einer Fördertechnik und darf nur an bestimmten Punkten aufliegen, um sie nicht zu beschädigen. Daher bewegen sich die Werkstückträger über die gesamte Montagelinie. An beiden Seiten des Getriebes werden die Abtriebswellen eingefügt, die sicher einrasten müssen. Hierfür muss eine festgelegte Kraft aufgewendet werden, die ein kleiner Roboter mit Automatik ausführt und prüft.

Im nächsten Schritt erfolgt die Vormontage von zwei Lagern, die am Achsträger befestigt werden sollen. Da diese an einer schlecht erreichbaren Position angebracht werden müssen, wurde ein Arbeitsplatz eingerichtet, an dem der Achsträger gedreht wird. Die Lager können so leichter verschraubt und der vormontierte Achsträger auf die Linie aufgesetzt und am Getriebe befestigt werden.

An den Seiten der Achse befinden sich Schwenklager, die aufgrund ihrer Komplexität auf einer eigenen Vormontage-Linie mit sechs Arbeitsplätzen schon vorbereitet werden. Das vorgebaute Modul, der Radträger, wird ebenfalls eingefügt und in den Achsträger verschraubt. Nach mehreren weiteren Schraubvorgängen erreicht die Achse eine größere Roboterstation.

Die Roboterstation besteht aus vier Robotern, denn es gilt hier, eine Vielzahl an Schrauben mit einem sehr großen Drehmoment anzuziehen. Unsere Mitarbeitenden ziehen die Schrauben zunächst leicht an, die Robotertechnik übernimmt dann den Rest einmal komplett durch die Achse – wie im Ballett. Ein Kran hebt die Achse dabei vom Werkstückträger in die Luft, damit die Roboter an die richtigen Stellen gelangen können.

Nach einer Zwischenstation geht es in den Achseinstellstand. Dort wird die Achse angehoben und Druck simuliert, als befände sich die Achse bereits im Fahrzeug. Würde man dies nicht vornehmen, würden die Räder später schief stehen. Entlang der Fahrtrichtung messen wir Spur und Sturz. Das bedeutet, wie die Achse ausgerichtet ist und welchen Kippwinkel sie besitzt. Der Roboter stellt dann alles so ein, dass es perfekt passt.

Im folgenden Schritt passiert das Modul eine Kamerazelle. Die Federbeine werden vormontiert, in einer großen Presse eingespannt und verschraubt. Nach der Montage folgt noch eine letzte Kameraprüfung. Dabei fährt ein kleinerer Roboter kritische Positionen an der Achse an. Mittels Kameratechnik werden Soll- und Ist-Werte verglichen. Passt alles, fährt die fertige Achse zum Ende der Linie. Ein Mitarbeiter setzt sie dann in ein Transportgestell. Voilà.

Scheiben, Cooler und Motoren: Was Montagen für Neufahrzeuge so herausfordernd macht

Eine Scheibe in einem Auto zu positionieren, erscheint simpel. Doch weit gefehlt. Damit die Autoscheibe vom Hersteller korrekt eingebaut werden kann, benötigt sie spezielle Pins zur Ausrichtung der Scheibe im Fahrzeug. Die Herausforderung besteht darin, diese auf der glatten Oberfläche akkurat an stets der gleichen Stelle anzubringen. Hierfür werden daher auch Präzisionsroboter eingesetzt.

Cooler-Module sind im Handling besonders sensibel, da die Kühllamellen schnell eingedrückt werden können.

Sie sind Antrieb und Herzstück in jedem Fahrzeug. Zum Komplettmotor gehören auch Steuergeräte, Diesel- und Benzinpumpen, Kühler und Klimaaggregate.

Schon die Produktion einzelner Komponenten ist komplex. Der Bau einer Komplettachse basiert auf einer Vielzahl von möglichen Kombinationen. Hochautomatisierte Anlagen vereinen Industrie 4.0 und Smart Manufacturing.

Die Montage von Interior-Elementen wie Mittelkonsole oder Cockpit gestaltet sich zwar weniger komplex, doch sind die Module besonders kratz- und schmutzempfindlich. Hinzu kommt eine große Variantenvielfalt, etwa USB-Anschlüsse oder Handyladeschalen.

Florian Karlstedt

Projekt Management | Rhenus Automotive

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Theodor-Althoff-Str. 39

45133 Essen

Deutschland

Partner der Automobilindustrie

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Seit mehr als 20 Jahren ist Rhenus Partner der Automotive-Branche und unterstützt Fahrzeughersteller sowie Erstausrüster an weltweit 67 Standorten – von der Just-in-time-Anlieferung über die Montage bis hin zur Batterieentsorgung. 14 Standorte in Europa, den USA und Asien sind derzeit auf Montage- und Produktionsleistungen spezialisiert.

Montagestandort Wang

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• Lage: nordöstlich von München

• Leistungen: Supply-Chain-Management, Just-in-sequence-Linienversorgung, Vorsequenzierung, Komplettmontage

• Produkte: Radträger, Schwenklager, Federbeine

• Montage: 7 Anlagen, 27 Stationen

Produktionsstandort Shenyang

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• Lage: Nordostchina, Hauptstadt der Provinz Liaoning

• Leistungen: Supply-Chain-Management, Just-in-sequence-Linienversorgung, Vorsequenzierung, Komplettmontage

• Produkte: Vorder- und Hinterachse

• Montage: 17-22 Stationen

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