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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage zur Montage eines Kraftwagens sowie eine Produktionsanlage zur Montage eines Kraftwagens.
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Aufgrund einer steigenden Variantenvielfalt bei Kraftwagen in Kombination mit nicht unerheblichen Stückzahlschwankungen für die jeweils zu produzierenden Kraftwagenvarianten werden die bei der Kraftwagenmontage zu beherrschenden Abläufe immer komplexer. Insbesondere ergeben sich erhöhte Anforderungen an eine Wandlungsfähigkeit der Montage, um auf sich immer wieder verändernde Randbedingungen innerhalb der Montage flexibel und schnell reagieren zu können. Bislang ist es üblich, eine relativ unflexible und kostenintensive Fördertechnik für den Transport der Kraftwagen durch die Montage zu verwenden. Zudem erfolgt eine Materialbereitstellung innerhalb der Montage üblicherweise mithilfe einer Vielzahl von unterschiedlichen Flurförderfahrzeugen, wie beispielsweise Gabelstaplern, Zugmaschinen und dergleichen, welche normalerweise von einer Vielzahl von Werkern bedient werden müssen, was sehr arbeitskraft- und somit auch kostenintensiv ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage und eine entsprechende Produktionsanlage bereitzustellen, mittels welchen eine kostengünstigere und flexiblere Montage von Kraftwagen ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage sowie durch eine Produktionsanlage mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Zur Ermöglichung einer kostengünstigeren und flexibleren Montage eines Kraftwagens ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage vorgesehen, im Wesentlichen sämtliche für eine Montage des Kraftwagens erforderlichen Bauteile zumindest mittelbar mittels fahrerloser Transportfahrzeuge zu transportieren und an jeweiligen Montagestationen bereitzustellen, und wenigstens eine Baugruppe des Kraftwagens auf weiteren fahrerlosen Transportfahrzeugen vorzumontieren und anschließend an eine Hauptmontagelinie zu transportieren.
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Es ist also erfindungsgemäß vorgesehen, ein universelles fahrerloses Transportfahrzeug für den Einsatz sämtlicher Logistikoperationen innerhalb der Montage vorzusehen, wobei das fahrerlose Transportfahrzeug sowohl als Montage- als auch Transportplattform für Vormontageumfänge sowie zur Materialversorgung und -bereitstellung innerhalb der Montage eingesetzt wird. Durch den universellen Einsatz der fahrerlosen Transportfahrzeuge können erhebliche Kosteneinsparungen im Logistikbereich der Montage durch einen Entfall nicht wertschöpfender Tätigkeiten bei der Materialbereitstellung erzielt werden. Zudem ergibt sich daraus auch ein erhebliches Kosteneinsparpotential durch einen Entfall von starren und kostenintensiven Fördertechniken.
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Des Weiteren wird eine wesentlich flexiblere bzw. wandlungsfähigere Montage ermöglicht, da die universell einsetzbaren fahrerlosen Transportfahrzeuge bedarfsgerecht, also je nach zu fertigenden Kraftwagenvarianten und entsprechenden Stückzahlanforderungen, variabel innerhalb der Montage eingesetzt werden können. Dementsprechend kann der Nutzungsgrad der Betriebsmittel, also der fahrerlosen Transportfahrzeuge, erhöht werden, wodurch entsprechende Kosteneinsparungen erzielt werden können. Ferner wird eine Reduzierung der Variantenvielfalt bei den Betriebsmitteln für die montageinterne Logistik erzielt, wodurch eine geringere Ersatzteilvielfalt vorgehalten werden muss, eine schnelle und einfachere Instandhaltung der Betriebsmittel ermöglicht wird sowie niedrigere Lager- und Verwaltungskosten erreichbar sind. Zudem kann die Prozesssicherheit gesteigert und die Transparenz durch entsprechend gesteuerte definierte Logistikprozesse verbessert werden. Des Weiteren ergeben sich Qualitäts- und Ergonomiesteigerungen durch den Entfall von manuell zu handhabenden Bauteil- bzw. Kleinladungsträgern.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Art des Bauteiletransports und der Bauteilbereitstellung in Abhängigkeit von einer zu produzierenden Stückzahl des Kraftwagens verändert werden. Je nachdem, ob die Kraftfahrzeuge beispielsweise in Form einer Manufaktur-, Kleinserien- oder Großserienfertigung hergestellt bzw. montiert werden, können mittels der fahrerlosen Transportfahrzeuge unterschiedlichste Materialbereitstellungsstrategien situationsgerecht eingesetzt werden. Durch die flexible Einsetzbarkeit der fahrerlosen Transportfahrzeuge bei der Materialbereitstellung in der Montage kann eine jeweils fallspezifische, stückzahlabhängige und somit besonders effiziente Montage der Kraftwagen ermöglicht werden.
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Eine weitere vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mittels eines als Schnellläufer ausgebildeten fahrerlosen Transportfahrzeugs ein mit den Bauteilen bestückter Großladungsträger an einem Lager aufgenommen und zu einer der Montagestationen transportiert wird, und der entleerte Großladungsträger von dem fahrerlosen Transportfahrzeug oder einem weiteren als Schnellläufer ausgebildeten fahrerlosen Transportfahrzeug von der Montagestation weg transportiert wird. Eine arbeitskraftintensive Anlieferung mit von Werkern zu bedienenden Staplern kann somit entfallen. Das üblicherweise durch das hohe Verkehrsaufkommen der Stapler bedingte Gefahrenpotential kann somit innerhalb der Montage erheblich reduziert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in einem Lager eine als Routenzug ausgebildete Transporteinrichtung mit Kleinladungsträgern, welche zuvor mit den Bauteilen bestückt wurden, beladen und mittels einem der fahrerlosen Transportfahrzeuge zu einer der Montagestationen transportiert wird, wo anschließend an der Montagestation angeordnete Regale mit den Bauteilen bestückt werden. Hierdurch können ebenfalls Arbeitskräfte eingespart werden, welche zuvor zur Materialbereitstellung bzw. zur Bereitstellung der Kleinladungsträger erforderlich waren, indem ein von einem Werker bedienter Zugwagen dazu eingesetzt wurde, die als Routenzug ausgebildeten Transporteinrichtungen innerhalb der Montage zu bewegen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in einem Lager eine als Routenzug ausgebildete Transporteinrichtung mittels eines auf einem fahrerlosen Transportfahrzeug angeordneten Roboters mit Kleinladungsträgern, welche mit den Bauteilen bestückt sind, aus jeweiligen Regalen des Lagers beladen wird. Eine manuelle Beladung und Kommissionierung entsprechender Kleinladungsträger auf die Transporteinrichtungen kann somit entfallen, wobei durch die roboterunterstützte Beladung der Transporteinrichtungen die Anzahl der benötigten Werker reduziert und zudem eine erheblich Zeitersparnis erzielt werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Bauteile oder die Kleinladungsträger an jeweiligen Montagestationen mittels auf fahrerlosen Transportfahrzeugen angeordneter Roboter in entsprechende, an den Montagestationen angeordnete Regale einsortiert werden. Dadurch kann die Anzahl der benötigten Werker ebenfalls reduziert und zudem eine erheblich Zeitersparnis erzielt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei einer Manufakturproduktion, insbesondere bei einer Stückzahl von weniger als 1250 Kraftwagen pro Jahr, die fahrerlosen Transportfahrzeuge in einem Lager mit kommissionierte Bauteile umfassenden Warenkörben beladen werden und innerhalb einer Montagelinie von Montagestation zu Montagestation fahren, wo die Bauteile sukzessive entnommen und an den Kraftwagen montiert werden. Durch diese kommissionierte und sequenzierte Warenbereitstellung und die einen mitfahrenden Materialstreifen ausbildenden fahrerlosen Transportfahrzeuge wird insbesondere bei so geringen Stückzahlen wie bei einer Manufakturfertigung eine besonders effektive Montage ermöglicht.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in einem Lager jeweilige Bauteile von einem auf einem der fahrerlosen Transportfahrzeuge angeordneten Roboter aufgenommen und an eine Vormontagelinie transportiert werden, wo diese anschließend in jeweilige Regale der Vormontagelinie einsortiert werden. Dadurch wird eine besonders effektive und effiziente Vormontage von vorzumontierenden Baugruppen ermöglicht.
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Eine erfindungsgemäße Produktionsanlage zur Montage eines Kraftwagens umfasst fahrerlose Transportfahrzeuge, mittels welchen zumindest mittelbar im Wesentlichen sämtliche für eine Montage eines Kraftwagens erforderlichen Bauteile transportierbar und an jeweiligen Montagestationen bereitstellbar sind, sowie weitere fahrerlose Transportfahrzeuge, auf welchen wenigstens eine Baugruppe des Kraftwagens vormontierbar und anschließend an eine Hauptmontagelinie transportierbar ist. Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausführungen der Produktionsanlage anzusehen, wobei hier insbesondere die Produktionsanlage Mittel umfasst, mit welchen die Verfahrensschritte durchführbar sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine Draufsicht auf eine Montagestation für einen Kraftwagen, an welcher mehrere mit Bauteilen bestückte Großladungsträger mittels eines fahrerlosen Transportfahrzeugs bereitgestellt werden;
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2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Montagelinie für einen Kraftwagen, wobei eine Materialbereitstellung an der Montagelinie mittels einer als Routenzug ausgebildeten Transporteinrichtung, welche von einem fahrerlosen Transportfahrzeug gezogen wird, erfolgt und ein auf einem fahrerlosen Transportfahrzeug angeordneter Roboter das angelieferte Material entlang der Montagelinie verteilt;
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3 eine schematische Perspektivansicht auf einen Ausschnitt einer Montagelinie bei einer Kleinserienproduktion von Kraftwagen, wobei eine entsprechende Materialversorgung aus einem Zwischenlager mittels eines fahrerlosen Transportfahrzeugs erfolgt, welches eine als Routenzug ausgebildete Transporteinrichtung, die mit Kleinladungsträgern bestückt ist, befördert;
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4 eine Perspektivansicht auf das in 3 gezeigte Zwischenlager, wobei eine Bestückung der von dem fahrerlosen Transportfahrzeug gezogenen Transporteinrichtung mit Kleinladungsträgern durch auf weiteren fahrerlosen Transportfahrzeugen angeordnete Roboter erfolgt;
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5 eine schematische Perspektivansicht auf eine Montagelinie, bei welcher mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge in einem Lager mit kommissionierte Bauteile umfassenden Warenkörben beladen werden und innerhalb der Montagelinie von Montagestation zu Montagestation fahren, wo die Bauteile sukzessive entnommen und an den Kraftwagen montiert werden;
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6 eine Perspektivansicht auf ein fahrerloses Transportfahrzeug, auf welchem zwei Türmodule angeordnet sind, welche auf dem fahrerlosen Transportfahrzeug vormontiert wurden;
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7 eine Perspektivansicht auf ein fahrerloses Transportfahrzeug, auf welchem ein Armaturenträger für einen Kraftwagen angeordnet ist, welcher auf dem fahrerlosen Transportfahrzeug vormontiert wurde; und in
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8 eine schematische Draufsicht auf eine Vormontagelinie, in welcher die in 6 gezeigten Türmodule vormontiert werden.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist in einer Draufsicht eine Montagestation 10 gezeigt, an welcher ein Kraftwagen 12 montiert wird. Mittels eines fahrerlosen Transportfahrzeugs 14 werden mit nicht näher bezeichneten Bauteilen beladene Großladungsträger 16 an die Montagestation 10 transportiert und bereitgestellt. Das fahrerlose Transportfahrzeug 14 nimmt die befüllten Großladungsträger 16 dabei durch einen Initialhub in einem hier nicht dargestellten Pufferlager oder Lieferanten-Logistik-Zentrum auf, von wo das fahrerlose Transportfahrzeug 14 die Großladungsträger je nach Bedarf zur hier gezeigten Montagestation 10 transportiert. Leere Großladungsträger 18 werden von dem fahrerlosen Transportfahrzeug 14 wiederum aufgenommen und von der Montagestation 10 beispielsweise zurück zu dem Pufferlager oder dem Lieferanten-Logistik-Zentrum transportiert, sobald ein Werker 20 sämtliche Bauteile aus den befüllten Großladungsträgern 16 entnommen hat. Vorliegend wird also ein Zwei-Behälter-Prinzip angewendet.
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In 2 ist in einer schematischen Draufsicht ein Ausschnitt einer Montagelinie 22 gezeigt, welche eine Mehrzahl von Montagestationen 10 umfasst, an welchen die Kraftwagen 12 montiert werden. Vorliegend wird mittels eines fahrerlosen Transportfahrzeugs 24 eine als Routenzug ausgebildete Transporteinrichtung 26 an die Montagelinie 22 gezogen. Auf der Transporteinrichtung 26 sind eine Mehrzahl von Kleinladungsträgern 28 auf nicht näher bezeichneten Wagen angeordnet, und des Weiteren ist mittels der Transporteinrichtung 26 auch ein weiterer Großladungsträger 30 aufgenommen. Mittels eines auf einem weiteren fahrerlosen Transportfahrzeug 32 angeordneten Roboters 34 erfolgt eine automatische Bestückung eines Regals 36, welches an einer der Montagestationen 10 der hier gezeigten Montagelinie 22 angeordnet ist. Die angelieferten Großladungsträger 30 werden mittels eines so genannten E-Frames ohne Abkoppeln von der Transporteinrichtung 26 von einem Werker 20 ausgewechselt und an jeweiligen Positionen der Montagelinie 22 angeordnet. Der hier gezeigte automatische Routenzug, bei welchem eine Versorgung der Montagelinie 22 mittels eines als Schlepper ausgebildeten fahrerlosen Transportfahrzeugs 24 erfolgt, ist insbesondere für eine Großserienproduktion der Kraftwagen 12 geeignet, insbesondere bei Taktzeiten kleiner als sechs Minuten.
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In 3 ist in einer schematischen Draufsicht eine weitere Montagelinie 38 gezeigt, welche mit Kleinladungsträgern 28, welche mit nicht näher bezeichneten Bauteilen bestückt sind, aus einem Lager 40 versorgt wird. Innerhalb des Lagers 40, bei welchem es sich um einen so genannten Supermarkt oder auch um ein Lieferanten-Logistik-Zentrum handeln kann, wird die als Routenzug ausgebildete Transporteinrichtung 26 automatisch mittels auf den fahrerlosen Transportfahrzeugen 32 angeordneter Roboter 34 bestückt. Die Roboter 34 können mittels der fahrerlosen Transportfahrzeuge 32 innerhalb des Lagers 40 frei bewegt werden, wobei die Roboter 34 die Kleinladungsträger 28 aus jeweiligen Regalen 42 des Lagers 40 entnehmen und auf der Transporteinrichtung 26 positionieren.
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Das fahrerlose Transportfahrzeug 24 zieht anschließend die Transporteinrichtung 26 zur Montagelinie 38, wo jeweilige Regale 36 der Montagelinie 38 durch die Roboter 34, welche auf den fahrerlosen Transportfahrzeugen 32 angeordnet sind, mit den angelieferten Kleinladungsträgern 28 befüllt werden. Zusätzlich erfolgt an der Montagelinie 38 eine automatische Direktbelieferung mit den Großladungsträgern 16, wie bereits in 1 erläutert.
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In 4 ist das in 3 dargestellte Lager 40 in einer Perspektivansicht gezeigt. Zur Erhöhung der Sicherheit sind die Roboter 34 innerhalb jeweiliger Schutzzäune 44 eingehaust. Die Roboter 34 können dabei beispielsweise mittels einfacher Zwei-Backen-Parallel-Greifer mit einem Identifikationssystem zur Lageerkennung der jeweiligen Kleinladungsträger 28 versehen sein und die jeweiligen Kleinladungsträger 28 beispielsweise am Rand ergreifen und die als Routenzug ausgebildete Transporteinrichtung 26 mit den Kleinladungsträgern 28 beladen.
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In 5 ist in einer schematischen Draufsicht eine weitere Montagelinie 46 mit einer Mehrzahl von Montagestationen 10 gezeigt. Des Weiteren ist ein Lager 48 mit einer Mehrzahl von in jeweiligen Regalen 50 gelagerten Kleinladungsträgern 28 gezeigt. Die fahrerlosen Transportfahrzeuge 52 werden vorliegend von den Werkern 20 beim Durchfahren des Lagers 48 mit den jeweiligen Kleinladungsträgern 28 versehen.
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Alternativ können die fahrerlosen Transportfahrzeuge 52 auch mit kommissionierte Bauteile umfassenden Warenkörben beladen werden. Die so beladenen fahrerlosen Transportfahrzeuge 52 begeben sich anschließend an die Montagelinie 56 und bilden eine Art mitfahrenden Materialstreifen aus, welcher sich von Montagestation 10 zu Montagestation 10 weiter bewegt, wo jeweilige Werker 20 die Kraftwagen 12 montieren. Die hier gezeigte Montage und der dargestellte Materialfluss sind vor allem bei einer Manufakturproduktion, insbesondere bei einer Produktion von weniger als 1250 Kraftwagen pro Jahr, besonders vorteilhaft.
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In den 6 und 7 sind jeweilige fahrerlose Transportfahrzeuge 56 gezeigt, auf welchen zwei Kraftwagentüren 58 bzw. ein Armaturenträger 60 angeordnet sind. Diese Baugruppen 58, 60 werden vor einer endgültigen Montage an den Kraftwagen 12 auf den fahrerlosen Transportfahrzeugen 56 vormontiert.
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In 8 ist eine Vormontagelinie 62 zur Vormontage der in 6 gezeigten Kraftwagentüren 58 gezeigt. Aus einem Lager 64 entnehmen Werker 20 Basismodule 66, welche zu den fertigen Kraftwagentüren 58 vormontiert werden. Die Basismodule 66, welche auf den fahrerlosen Transportfahrzeugen 56 angeordnet wurden, werden anschließend durch die Vormontagelinie 62 geschleust, wo diese von Werkern 20 vollständig vormontiert werden. In einem weiteren, hier nicht dargestellten Lager werden jeweilige Bauteile 68, welche zur Vormontage der Kraftwagentüren 58 notwendig sind, von den auf den fahrerlosen Transportfahrzeugen 32 angeordneten Robotern 34 aufgenommen und an die Vormontagelinie 62 transportiert, wo diese anschließend in jeweilige Regale 70 der Vormontagelinie 62 einsortiert werden.
