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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zwischenlagern von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen von Kraftwagen zwischen jeweiligen Bearbeitungsschritten und eine Produktionsanlage zum Bearbeiten von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus der
DE 103 50 846 A1 ist eine Fertigungseinrichtung für die Herstellung von Kraftfahrzeugen mit einem Fertigungsbereich bekannt, welcher wenigstens drei Unterfertigstellungsbereiche mit jeweiligen bereichsspezifischen Fertigungsschritten umfasst. Zusätzlich zu dem Fertigungsbereich umfasst die Fertigungseinrichtung ein einziges, zentrales Karossenlager als Karossenlogistikzentrum, in welchem Karossen mit unterschiedlichen Fertigungsstatus einlagerbar sind. Im Fertigungsbereich sind Fertigungsmodule eingerichtet, in welchen bereichsspezifische Fertigungsschritte ausführbar sind. Die Fertigungsmodule sind derart mit dem Karossenlogistikzentrum gekoppelt, dass die Karossen aus dem Karossenlogistikzentrum in ein Fertigungsmodul entsprechend einem vorgegebenen Fertigungsalgorithmus auslagerbar sind zur Abarbeitung des dem Fertigungsmodul zugeordneten Fertigungsschritts. Anschließend sind die Karossen wieder an das Karossenlogistikzentrum einlagerbar.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Zwischenlagern von Karosserien und Karosseriebauteilen von Kraftwagen zwischen den jeweiligen Bearbeitungsschritten sowie eine Produktionsanlage zum Bearbeiten von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen zu schaffen, welche ein besonders platzeffizientes Zwischenspeichern von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen zwischen jeweiligen Bearbeitungsschritten ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Zwischenlagern von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen von Kraftwagen zwischen den jeweiligen Bearbeitungsschritten sowie durch eine Produktionsanlage zum Bearbeiten von Karosserien und Karosseriebauteilen mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zwischenlagern von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen von Kraftwagen zwischen jeweiligen Bearbeitungsschritten. Bei dem Verfahren werden die Karosserien und/oder Karosseriebauteile in jeweiligen Standardprozessen zwischen Bearbeitungsstätten und einem den Bearbeitungsstätten gemeinsam zugeordneten Zwischenlagerbereich transportiert.
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Um ein besonders platzeffizientes Zwischenlager der Karosserien und/oder Karosseriebauteile zwischen jeweiligen Bearbeitungsschritten zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass neben den Anteilen einer Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für die Standardprozesse außerdem Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für unterschiedliche Sonderprozesse vorgehalten werden. Das bedeutet, dass der Zwischenlagerbereich anteilig für die Standardprozesse und anteilig für unterschiedliche Sonderprozesse vorgehalten wird, sodass sowohl für die Standardprozesse als auch für die Sonderprozesse zum Zwischenlagern der Karosserien und/oder Karosseriebauteile zwischen den jeweiligen Bearbeitungsschritten genug Speicherfläche vorhanden ist.
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Das gemeinsame Zuordnen des Zwischenlagerbereichs zu den Bearbeitungsstätten hat den Vorteil, dass keine den jeweiligen Bearbeitungsstätten zugeordnete individuelle Speicherflächen vorgehalten werden müssen, um die Karosserien und Karosseriebauteile zwischen den Bearbeitungsschritten sowohl im Standardprozess als auch in unterschiedlichen Sonderprozessen zwischenzuspeichern. Solche individuellen Speicherflächen werden gewöhnlich für besonders kurze Transportwege der Karosserien und Karosseriebauteile direkt an den Bearbeitungsstätten vorgesehen. Die jeweilige individuelle Speicherfläche ist dann auch jeweils nur von der jeweiligen zugehörigen Bearbeitungsstätte zugehörigen Karosserien und/oder Karosseriebauteilen zum Zwischenlagern nutzbar. Somit wird für die individuellen Speicherflächen insbesondere im Umkreis der Bearbeitungsstätten besonders viel Speicherfläche zum Zwischenlagern der Karosserien und/oder Karosseriebauteile benötigt.
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Im Gegensatz hierzu hat der den Bearbeitungsstätten gemeinsam zugeordnete Zwischenlagerbereich den Vorteil, dass die Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs flexibel den jeweiligen Bearbeitungsstätten zugeordneten Karosserien und/oder Karosseriebauteilen zugeordnet werden kann. Hierdurch kann eine Gesamtspeicherfläche zum Zwischenspeichern der Karosserien und Karosseriebauteile besonders gering gehalten werden. Um sicherzustellen, dass auch bei Sonderprozessen genug Speicherfläche zum Zwischenspeichern der Karosserien und/oder Karosseriebauteile im Zwischenlagerbereich vorhanden ist, sind Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für die unterschiedlichen Sonderprozesse vorgehalten. Hierdurch wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass auch bei einer Abweichung von den Standardprozessen und somit bei einem Vorliegen eines Sonderprozesses genug Speicherfläche zum Zwischenlagern der Karosserien und Karosseriebauteile im Zwischenlagerbereich vorhanden ist. Bei den Sonderprozessen handelt es sich insbesondere um von den vorgegebenen Standardprozessen abweichende Prozesse zum Bearbeiten der Karosserien und/oder Karosseriebauteile.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass für die unterschiedlichen Sonderprozesse eine Notfallspeicherfläche und/oder eine Entkopplungsspeicherfläche und/oder eine Umlaufspeicherfläche und/oder eine Prozessspeicherfläche anteilig an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs vorgehalten werden. Eine Notfallspeicherfläche dient einem Zwischenlagern von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen bei einer Unterbrechung von Bearbeitungsschritten der Karosserien und/oder Karosseriebauteile insbesondere in Verbindung mit kontinuierlichen, ununterbrechbaren Bearbeitungsschritten. Beispielsweise dient die Notfallspeicherfläche dazu, ein Leerziehen von bei einer Unterbrechung leerzuziehenden Bearbeitungsstätten zu ermöglichen. Hierdurch kann eine Beschädigung von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen in den ununterbrechbaren Bearbeitungsschritten aufgrund einer Unterbrechung eines in Verbindung mit dem ununterbrechbaren Bearbeitungsschritt in Verbindung stehenden weiteren Bearbeitungsschritt vermieden werden und der ununterbrechbare Bearbeitungsschritt durch Leerziehen der zugeordneten Bearbeitungsstätte kontinuierlich fortgesetzt werden, da im Zwischenlagerbereich ein Anteil der Speicherfläche als Notfallspeicherfläche vorgehalten ist. Beispielsweise kann eine Unterbrechung in einem prozessual auf den ununterbrechbaren Bearbeitungsschritt folgenden weiteren Bearbeitungsschritt auftreten, wodurch sich zwischen dem ununterbrechbaren Bearbeitungsschritt und dem weiteren Bearbeitungsschritt Karosserien und/oder Karosseriebauteile aufstauen könnten, welche wiederum im Zwischenlagerbereich auf der Notfallspeicherfläche zwischengespeichert werden können. Die Entkopplungsspeicherfläche dient einer Entkopplung der Bearbeitungsstätten voneinander, sodass unterschiedliche Bearbeitungsgeschwindigkeiten der Karosserien und/oder Karosseriebauteile in den Bearbeitungsstätten ausgeglichen werden können, indem die Karosserien und/oder Karosseriebauteile zwischen den zu entkoppelnden Bearbeitungsschritten der zu entkoppelnden Bearbeitungsstätten in der Entkopplungsspeicherfläche, welche anteilig an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs vorgehalten ist, zwischengespeichert werden können. Die anteilige an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs vorgehaltene Umlaufspeicherfläche dient einem Zwischenspeichern von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen, welche einer planmäßigen Nacharbeit als Sonderprozess unterzogen werden sollen. Hierdurch können einzelne Karosserien und/oder Karosseriebauteile, welche nachbearbeitet werden sollen, in dem Zwischenlagerbereich zwischengespeichert werden, sodass ein Bearbeitungsvorgang von zu den nachzubearbeitenden Karosserien und/oder Karosseriebauteilen unterschiedlichen Karosserien und/oder Karosseriebauteilen unbeeinflusst bleibt. Des Weiteren kann die Prozessspeicherfläche anteilig an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs vorgehalten werden, wodurch eine Prozessumstellung an wenigstens einer Bearbeitungsstätte ohne Beeinflussung von Bearbeitungsschritten der Karosserien und/oder Karosseriebauteile an zu der umzustellenden Bearbeitungsstätte unterschiedlichen Bearbeitungsstätten ermöglicht wird. Beispielsweise kann mittels der Prozessspeicherfläche eine Farbsortierung ermöglicht werden. Des Weiteren ermöglicht die Prozessspeicherfläche eine besonders schnelle Umstellung eines sämtliche Bearbeitungsschritte aller Bearbeitungsstätten umfassenden Bearbeitungsprozesses der Karosserien und/oder Karosseriebauteile, da mittels der Prozessspeicherfläche die Bearbeitungsstätten einzeln und insbesondere unabhängig voneinander umgestellt werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Karosserien und/oder Karosseriebauteile chaotisch in dem Zwischenlagerbereich gelagert werden. Dies bedeutet, dass es sich bei einer Lagerhaltung in dem Zwischenlagerbereich um eine dynamische beziehungsweise flexible Lagerhaltung handelt. Hierdurch können die Speicherflächen des Zwischenlagerbereichs optimal und insbesondere besonders effizient genutzt werden. Insbesondere sind die jeweiligen Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für die Standardprozesse und die unterschiedlichen Sonderprozesse lediglich anteilig an dem Zwischenlagerbereich vorgehalten, sodass die Karosserien und/oder Karosseriebauteile im Zwischenlagerbereich beispielsweise mit besonders kurzen Transportwegen zwischen dem Zwischenlagerbereich und den jeweiligen Bearbeitungsstätten zwischengelagert werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zumindest die für die Sonderprozesse vorgehaltenen Anteile der Speicherfläche zeitlich und/oder räumlich variieren. Mit anderen Worten schwanken, beziehungsweise ändern sich die vorgehaltenen Anteile der Speicherfläche dynamisch. Hierbei können beispielsweise die Anteile der für die Sonderprozesse vorgehaltenen Anteile der Speicherfläche in ihrem Verhältnis zueinander schwanken, wobei der Anteil des Zwischenlagerbereichs, welcher für sämtliche der Sonderprozesse in Summe vorgehalten ist, konstant gehalten werden kann. Alternativ oder zusätzlich können für einzelne Sonderprozesse vorgehaltene Anteile der Speicherfläche konstant gehalten werden, wohingegen für andere der Sonderprozesse vorgehaltene Anteile der Speicherfläche zeitlich variieren. Insbesondere wird die Notfallspeicherfläche in ihrem Anteil an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs konstant gehalten, wohingegen die Entkopplungsspeicherfläche und/oder die Umlaufspeicherfläche und/oder die Prozessspeicherfläche in ihrem Anteil an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs zeitlich variieren können. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass in einem Notfall, beispielsweise zum Leerziehen wenigstens einer Bearbeitungsstätte, genug Speicherfläche zum Zwischenspeichern der aus der jeweiligen Bearbeitungsstätte leergezogenen Karosserien und/oder Karosseriebauteile zur Verfügung steht, wohingegen die restliche Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs besonders flächeneffizient zum Zwischenspeichern von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen genutzt werden kann. Insbesondere variieren die für die Sonderprozesse vorgehaltenen Anteile der Speicherfläche zeitlich und/oder räumlich bis zu vorgegebenen oberen Grenzen und/oder unteren Grenzen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an den Bearbeitungsstätten Bearbeitungsschritte eines Lackierprozesses durchgeführt werden. Das bedeutet, dass der Zwischenlagerbereich einem in den Bearbeitungsstätten durchzuführenden Lackiervorgang zugeordnet ist. Insbesondere bei der Anwendung im Lackierprozess ist es vorteilhaft, den den Bearbeitungsstätten gemeinsam zugeordneten Zwischenlagerbereich zu nutzen, da bei einem Lackierprozess oftmals manuelle mit automatisierten Bearbeitungsschritten kombiniert werden und hierbei unterschiedliche Bearbeitungsgeschwindigkeiten der Karosserien und/oder Karosseriebauteile auftreten können, welche durch Zwischenlagerung der Karosserien und/oder Karosseriebauteile ausgeglichen werden sollen. Zusätzlich umfassen Lackierprozesse oftmals kontinuierliche, ununterbrechbare Bearbeitungsschritte, wie insbesondere bei Erwärmungsschritten der Karosserien und/oder Karosseriebauteile in Öfen, bei welchen vorgegebenen Temperaturprofilen zu folgen ist. Bei diesen kontinuierlichen, ununterbrechbaren Bearbeitungsschritten muss gewährleistet werden, dass ein Leerziehen der jeweiligen Bearbeitungsstätten jederzeit möglich ist und die beim Leerziehen aus den jeweiligen leergezogenen Bearbeitungsstätten entnommenen Karosserien und/oder Karosseriebauteile in dem Zwischenlagerbereich zwischengespeichert werden können. Dies kann insbesondere durch das Vorhalten der Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für die Sonderprozesse und insbesondere durch die Notfallspeicherfläche erfolgen. Somit ermöglicht das Verfahren insbesondere bei einem Lackierprozess eine besonders effiziente Flächennutzung von Speicherflächen, insbesondere des Zwischenlagerbereichs.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Karosserien und/oder Karosseriebauteile mittels fahrerlosen Flurförderfahrzeugen zwischen den Bearbeitungsstätten und dem Zwischenlagerbereich transportiert werden. Bei den fahrerlosen Flurförderfahrzeugen handelt es sich insbesondere um autonom betreibbare Flurförderfahrzeuge, welche beispielsweise hinsichtlich Transportwegen selbstlernend sind und jeweilige Transportwege alternativ an Hindernisse oder baulichen Veränderungen der Bearbeitungsstätten und/oder des Zwischenlagerbereichs anpassen können. Dies ermöglicht, dass die Karosserien und/oder Karosseriebauteile insbesondere auf einem schnellsten und/oder kürzesten Weg mittels der fahrerlosen Flurförderfahrzeuge zwischen den Bearbeitungsstätten und dem Zwischenlagerbereich transportiert werden können. Darüber hinaus ermöglichen die fahrerlosen Flurförderfahrzeuge einen individuellen Transport der Karosserien und/oder Karosseriebauteile, wodurch Transportunterbrechungen infolge von defekten Transportelementen, beispielsweise den fahrerlosen Flurförderfahrzeugen, besonders gering gehalten werden können. Bei einem fest installierten Transportsystem besteht der Nachteil, dass eine Mehrzahl von Transportelementen voneinander abhängig ist, sodass ein Defekt eines einzelnen Transportelements zu einer Unterbrechung eines Transports sämtlicher Karosserien und/oder Karosseriebauteile führen kann. Dieser Nachteil wird mittels der fahrerlosen Flurförderfahrzeuge überwunden. Somit wird mittels der fahrerlosen Flurförderfahrzeuge eine Ausfallwahrscheinlichkeit eines Transports von jeweiligen Karosserien und/oder Karosseriebauteilen besonders gering gehalten.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Produktionsanlage zum Bearbeiten von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstätten, in welchen die Karosserien und/oder Karosseriebauteile in jeweiligen Bearbeitungsschritten bearbeitbar sind. Des Weiteren weist die Produktionsanlage einen den Bearbeitungsstätten gemeinsam zugeordneten Zwischenlagerbereich auf, in welchem die Karosserien und/oder Karosseriebauteile zwischen jeweiligen Bearbeitungsschritten zwischenlagerbar sind, wobei die Karosserien und/oder Karosseriebauteile in jeweiligen Standardprozessen zwischen den Bearbeitungsstätten und dem Zwischenlagerbereich transportierbar sind. Für eine besonders flächeneffiziente Zwischenspeicherung der Karosserien und/oder Karosseriebauteile in dem Zwischenlagerbereich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass neben den Anteilen einer Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für die Standardprozesse außerdem Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für unterschiedliche Sonderprozesse vorgehalten sind. Mit anderen Worten sind Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für unterschiedliche Speicherflächenkategorien, wie Standardprozesse und unterschiedliche Sonderprozesse, vorgehalten. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass sowohl Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für die Standardprozesse, als auch Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für die unterschiedlichen Sonderprozesse zur Verfügung steht. Gleichzeitig kann eine Gesamtspeicherfläche des Zwischenlagerbereichs besonders gering gehalten werden, da der Zwischenlagerbereich den Bearbeitungsstätten gemeinsam zugeordnet ist, sodass nicht für jede Bearbeitungsstätte einzeln ein Zwischenspeicher für die Karosserien und/oder Karosseriebauteile vorgehalten werden muss.
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Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Produktionsanlage anzusehen und umgekehrt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Zwischenlagerbereich von den Bearbeitungsstätten baulich getrennt ist. Dies bedeutet, dass die Bearbeitungsstätten und der Zwischenlagerbereich beispielsweise in unterschiedlichen Gebäuden der Produktionsanlage und/oder in unterschiedlichen Stockwerken der Produktionsanlage angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen dem Zwischenlagerbereich und den Bearbeitungsstätten eine Trennwand angeordnet sein, um den Zwischenlagerbereich von den Bearbeitungsstätten abzugrenzen. Beispielsweise werden an den Bearbeitungsstätten Schmutz produzierende Bearbeitungsschritte an den Karosserien und/oder Karosseriebauteilen durchgeführt, sodass die bauliche Trennung der Bearbeitungsstätten zu dem Zwischenlagerbereich dazu dient, den Zwischenlagerbereich vor dem an den Bearbeitungsstätten anfallenden Schmutz zu schützen. Der Zwischenlagerbereich, in welchem die Karosserien und/oder Karosseriebauteile zwischengelagert werden können, ist damit vorteilhafterweise besonders sauber.
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Es hat sich als insbesondere vorteilhaft erwiesen, wenn der Zwischenlagerbereich ein Sauberraum ist. Somit kann der Zwischenlagerbereich beispielsweise mit einem Überdruck versehen sein, um zu gewährleisten, dass so wenig Schmutz wie möglich in den Zwischenlagerbereich eindringt. Darüber hinaus kann der Zwischenlagerbereich über Schleusen und/oder ein Zugangskonzept verfügen, welches einen Schmutzeintrag in den Zwischenlagerbereich besonders gering halten soll. Überdies kann der Zwischenlagerbereich ein eigenes Reinigungskonzept aufweisen, welches dazu dient, im Zwischenlagerbereich vorhandenen Schmutz aus diesem zu entfernen und hierdurch den Zwischenlagerbereich besonders sauber zu halten. Durch das Sauberhalten des Zwischenlagerbereichs kann eine Übertragung von Schmutz zwischen den in dem Zwischenlagerbereich gelagerten Karosserien und/oder Karosseriebauteilen besonders gering gehalten werden, wodurch beispielsweise in einem Farbauftragprozess eine besonders geringe Fehlerquote beim Auftragen der Farbe auf die Karosserie und/oder Karosseriebauteil erreicht werden kann, was zu einem besonders geringen Nachbearbeitungsbedürfnis führen kann.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Perspektivansicht von Bearbeitungsstätten einer Produktionsanlage zum Bearbeiten von Karosserien und/oder Karosseriebauteilen;
- 2 eine schematische Perspektivansicht einer mittels eines fahrerlosen Flurförderfahrzeugs transportierte Karosserie, welche zwischen den Bearbeitungsstätten und/oder zwischen den Bearbeitungsstätten und einem Zwischenlagerbereich transportiert wird;
- 3 eine schematische Perspektivansicht des Zwischenlagerbereichs, welcher den Bearbeitungsstätten gemeinsam zugeordnet ist und in welchem die Karosserien und/oder Karosseriebauteile zwischen jeweiligen Bearbeitungsschritten in den Bearbeitungsstätten zwischenlagerbar sind und in welchem die Karosserien und/oder Karosseriebauteile chaotisch gelagert werden;
- 4 ein Verfahrensschema zum Bearbeiten der Karosserien und/oder Karosseriebauteile, wobei die Karosserien und/oder Karosseriebauteile zwischen jeweiligen Bearbeitungsschritten in den Bearbeitungsstätten in dem Zwischenlagerbereich zwischengelagert werden, wobei neben Anteilen einer Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für Standardprozesse außerdem Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs für unterschiedliche Sonderprozesse vorgehalten werden; und
- 5 eine schematische Perspektivansicht der Produktionsanlage mit zwei jeweils eine Mehrzahl von Bearbeitungsstätten aufweisenden Produktionsebenen sowie dem den Bearbeitungsstätten gemeinsam zugeordneten Zwischenlagerbereich, welcher beabstandet zu den Bearbeitungsstätten angeordnet ist, wobei über Verbindungen zwischen dem Zwischenlagerbereich und den Bearbeitungsebenen die Karosserien und/oder Karosseriebauteile mittels der fahrerlosen Flurförderfahrzeuge transportierbar sind.
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In 1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Produktionsebene 1 einer Produktionsanlage 2 dargestellt. In der Produktionsebene 1 ist eine Mehrzahl von Bearbeitungsstätten 3 angeordnet, in welchen vorliegend Karosserien 4 oder alternativ Karosseriebauteile in jeweiligen Bearbeitungsschritten bearbeitbar sind. Bei den in den jeweiligen Bearbeitungsstätten 3 durchgeführten Bearbeitungsschritten kann es sich um automatisierte Bearbeitungsschritte oder manuelle Bearbeitungsschritte handeln. Vorliegend handelt es sich bei der Produktionsanlage 2 um eine Lackiererei, in welcher die Karosserien 4 und/oder die Karosseriebauteile bei Durchlaufen der Bearbeitungsstätten 3 lackiert werden. Zwischen den einzelnen Bearbeitungsstätten 3 können die Karosserien 4 insbesondere mittels fahrerlosen Flurförderfahrzeugen 5 transportiert werden.
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Eine von einem fahrerlosen Flurförderfahrzeug 5 transportierte Karosserie 4 ist in 2 in einer schematischen Perspektivansicht dargestellt. Mittels des fahrerlosen Flurförderfahrzeugs 5 ist die Karosserie 4 zwischen den Bearbeitungsstätten 3 und einem den Bearbeitungsstätten 3 gemeinsam zugeordneten Zwischenlagerbereich 6 transportierbar, in welchem die Karosserien 4 zwischen jeweiligen Bearbeitungsschritten zwischenlagerbar sind.
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In 3 ist in einer schematischen Perspektivansicht der Zwischenlagerbereich 6 der Produktionsanlage 2 dargestellt. In dem Zwischenlagerbereich 6 werden die Karosserien 4, welche unterschiedliche Bearbeitungsstati aufweisen können, zwischen den jeweiligen Bearbeitungsschritten zwischengelagert. Zum Transportieren der Karosserien 4 von den Bearbeitungsstätten 3 in den Zwischenlagerbereich 6 und von dem Zwischenlagerbereich 6 in die Bearbeitungsstätten 3 sind Verbindungen 7 vorgesehen, welche den Zwischenlagerbereich 6 mit der Produktionsebene 1 verbinden. Vorliegend handelt es sich bei den Verbindungen 7 um Hubeinrichtungen für die Flurförderfahrzeuge 5. Vorliegend werden die Karosserien 4 in dem Zwischenlagerbereich 6 chaotisch zwischengelagert.
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Für eine besonders effiziente Flächennutzung des Zwischenlagerbereichs 6 sind Anteile einer Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 für Standardprozesse vorgehalten und es sind Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 für unterschiedliche Sonderprozesse vorgehalten. In 4 ist in einem Verfahrensschema der Zwischenlagerbereich 6 dargestellt, welcher über die Verbindungen 7 mit den jeweiligen Bearbeitungsstätten 3 der Produktionsebene 1 verbunden ist. In 4 kann eine qualitativ anteilige Aufteilung der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 erkannt werden, wobei die qualitativ dargestellten Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 für unterschiedliche Sonderprozesse vorgehalten sind. Gegebenenfalls zusätzlich können zu den vorgehaltenen Anteilen der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 für die unterschiedlichen Sonderprozesse Anteile der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 für Standardprozesse der Bearbeitungsstätten 3 vorgehalten werden.
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Wie in der Aufteilung der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 in 4 erkennbar ist, wird ein Anteil der Speicherfläche als Notfallspeicherfläche 8 vorgehalten. Die Notfallspeicherfläche 8 bietet insbesondere genug Platz zum Zwischenspeichern sämtlicher Karosserien 4, welche im Rahmen von Leerziehverfahren aller kontinuierlichen, ununterbrechbaren Bearbeitungsschritte jeweiliger Bearbeitungsstätten 3 aus den Bearbeitungsstätten 3 leergezogen werden. Hierdurch kann auch in einem Notfall gewährleistet werden, dass besonders wenig Ausschuss beim Bearbeiten der Karosserien 4 entsteht. Des Weiteren kann eine Entkopplungsspeicherfläche 9 anteilig an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 vorgehalten werden. Die Entkopplungsspeicherfläche 9 ermöglicht eine zeitliche Entkopplung von aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten in unterschiedlichen Bearbeitungsstätten 3. Hierdurch kann vermieden werden, dass es zu einem Anstauen von Karosserien 4 zwischen aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten, insbesondere an den jeweiligen Bearbeitungsstätten 3, kommt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Umlaufspeicherfläche 10 anteilig an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 vorgehalten werden, welche ermöglicht, dass Karosserien 4 mehrmals an der gleichen Bearbeitungsstätte 3 oder an unterschiedlichen Bearbeitungsstätten 3 einen gleichen Bearbeitungsschritt durchlaufen, wobei die jeweilige Karosserie 4 zwischen dem jeweiligen Durchlaufen der gleichen Bearbeitungsschritte im Zwischenlagerbereich 6 zwischengespeichert wird. Somit können die Bearbeitungsstätten 3 mittels des Zwischenlagerbereichs 6 besonders effizient ausgelastet werden. Bei der mehrmaligen Bearbeitung der jeweiligen Karosserie 4 im gleichen Bearbeitungsschritt kann es sich um eine planmäßige Nacharbeit der jeweiligen Karosserie 4 handeln. Alternativ oder zusätzlich kann eine Prozessspeicherfläche 11 anteilig an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 vorgehalten werden. Mittels der Prozessspeicherfläche 11 kann insbesondere eine Farbsortierung der Karosserien 4 vorgenommen werden. Somit kann zumindest ein Teil der Prozessspeicherfläche 11 als ein Farbsortierspeicher verwendet werden.
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Die Anteile der Notfallspeicherfläche 8 und/oder der Entkopplungsspeicherfläche 9 und/oder der Umlaufspeicherfläche 10 und/oder der Prozessspeicherfläche 11 an der Speicherfläche des Zwischenlagerbereichs 6 können zeitlich und/oder räumlich variieren und an einen Zwischenlagerbedarf für die Karosserien 4 in der Produktionsanlage 2 angepasst werden.
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In 5 ist in einer schematischen Perspektivansicht die Produktionsanlage 2 dargestellt. Vorliegend umfasst die Produktionsanlage 2 zwei Produktionsebenen 1 sowie den Zwischenlagerbereich 6. Vorliegend sind der Zwischenlagerbereich 6 und die Produktionsebenen 1 übereinander gestapelt angeordnet und über als Hubeinrichtungen ausgebildete Verbindungen 7 miteinander verbunden. Somit ist der Zwischenlagerbereich 6 von den Produktionsebenen 1 und insbesondere von den Bearbeitungsstätten 3 baulich getrennt. Die Produktionsebenen 1 können jeweils durch eine bauliche Trennung 12 in einen ersten Bereich 13 für saubere Automatikprozesse und somit automatisierte Bearbeitungsstätten 3 und in einen zweiten Bereich 14 für Schmutz verursachende manuelle Prozesse und somit manuelle Bearbeitungsschritte in jeweiligen manuellen Bearbeitungsstätten 3 unterteilt sein. Hierdurch kann eine Verschmutzung der Karosserien 4 im Rahmen der Bearbeitungsschritte besonders gering gehalten werden, da die Schmutz verursachenden manuellen Prozesse von den sauberen Automatikprozessen baulich getrennt sind. Um eine Verschmutzung im Rahmen der Bearbeitungsschritte der Karosserien 4 besonders gering zu halten, ist weiterhin insbesondere vorgesehen, dass der Zwischenlagerbereich 6 ein Sauberraum ist. Zwischen den ersten Bereichen 13 der Produktionsebenen 1 kann somit eine direkte Verbindung zum Zwischenlagerbereich 6 bestehen, wohingegen die zweiten Bereiche 14 der Produktionsebenen 1 durch jeweilige Schleusensysteme mit dem Zwischenlagerbereich 6 verbunden sind, um einen Schmutzeintrag in den Zwischenlagerbereich 6 zu verhindern.
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Der beschriebenen Produktionsanlage 2 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Produktionssystem einer Lackiererei automatisierte und manuelle Prozessschritte umfasst. Die automatisierten und manuellen Prozessschritte umfassen zumindest eine Vorbehandlung beziehungsweise eine kathodische Tauchlackierung und ein Trocknen in einem ersten Prozessschritt. Ein zweiter Prozessschritt umfasst ein Abdichten von Nähten im Unterboden der jeweiligen Karosserie 4 und ein Trocknen. In einem dritten Prozessschritt kann eine Nachbehandlung der kathodischen Tauchlackierung, welche auch als Finish bezeichnet werden kann, erfolgen, wobei bei der Nachbehandlung Einschlüsse ausgearbeitet werden. In einem vierten Prozessschritt kann ein Decklack aufgebracht werden und ein Trocknen des Decklacks erfolgen. Ein Decklack-Finish, worunter eine Nachbearbeitung des Decklacks zu verstehen ist, kann in einem fünften Prozessschritt erfolgen. In einem sechsten Prozessschritt können des Weiteren eine Hohlraumkonservierung, bei welcher insbesondere Wachs in einen Unterboden der Karosserie 4 gegen Korrosion eingebracht wird sowie gegebenenfalls ein weiterer Trocknungsschritt erfolgen. Nach kontinuierlichen Prozessschritten wie der Vorbehandlung beziehungsweise der kathodischen Tauchlackierung sowie dem Trocknen, dem Abdichten und Trocknen sowie dem Decklack und Trocknen, und somit nach dem ersten, dem zweiten und dem vierten Prozessschritt, besteht eine technische Notwendigkeit eines Leerziehspeichers, um einen Störfall und/oder eine Pause und/oder ein Wochenende und/oder ein Leerfahren der Lackiererei abzufangen. Des Weiteren besteht eine organisatorische Notwendigkeit einer Entkopplung der manuellen Prozessschritte der kathodischen Tauchlackierungsnachbearbeitung sowie der Decklacknachbearbeitung sowie bei weiteren nötigen Nachbearbeitungen von manuellen Prozessen, insbesondere einer punktuellen Nachbearbeitung, und somit bei dem dritten und dem fünften Prozessschritt. Derzeit sind Leerziehspeicher und Entkopplungsspeicher prozessspezifisch den einzelnen Produktionsstätten zugeordnet und somit innerhalb eines kompletten Produktionsbereichs verteilt, sodass es sich um eine verteilte Speicherhaltung handelt. Derzeit wird des Weiteren eine Verbindung der Prozessschritte und der Speicher mit fest verbundenen Förderelementen wie einem Rollenförderer und/oder einem Kettenförderer realisiert. Hierdurch wird ein festgesetzter Materialfluss durch die beschriebenen Prozessschritte vorgegeben. Gegebenenfalls können fest verbundene Rückführstrecken und/oder Umfahrungsstrecken vorhanden sein. Des Weiteren können Karosserien 4 je nach Anforderungen der Prozessschritte mit oder ohne Lackschlitten als Förderhilfsmittel gefördert werden. In einer Lackiererei kann sich zum Teil eine unbestimmte Anzahl an Karosserien 4 befinden, wobei es sich um einen sogenannten Füllgrad handelt, die sich für die Produktion im Materialfluss befinden oder in Vorbereitung für Spezialthemen wie eine Sonderlackierung, in dem Produktionssystem bereitgehalten werden. Nachteilig hieran ist, dass je Prozessschritt jeweils fest zugeordnete Leerziehplätze für einen schlimmsten Fall, worunter ein maximales Leerziehen zu verstehen ist, bereitgehalten werden müssen, die nicht synergetisch von mehreren Prozessschritten genutzt werden können. Nachteilig an Pufferplätzen vor beziehungsweise in manuellen Prozessen ist, dass diese fest zugeordnet und daher jeweils begrenzt beziehungsweise nur bedingt gemeinsam nutzbar sind. Überdies weisen derartige bereits bekannte Systeme eine sehr geringe Flexibilität zur Anpassung des Materialflusses auf, da die Prozessschritte fest verkettet mit fest definierten Rückführstrecken sind. Des Weiteren bestehen lediglich beschränkte Möglichkeiten zur Einbindung weiterer Prozessschritte wie im Rahmen einer Innovation. Weiter nachteilig ist ein besonders hoher Aufwand zur Anpassung des Materialflusses, insbesondere beim Umbau von Fördertechnikstrecken. Überdies besteht eine Gefahr eines Aussperrens in der Fördertechnik, worunter einer Blockade des gesamten Materialflusses zu verstehen ist, bei hoher Systemfüllung und im Störfall. Es sind des Weiteren keine Redundanzen bei einer Verkettung von Prozessschritten vorgesehen und für klassische Förderelemente und Speichertechnik bestehen hohe Investitionskosten. In einem offenen Raum der Fertigung kann des Weiteren ein Schmutzeintrag auf beziehungsweise in die Karosserie 4 durch Förderung beziehungsweise Lagerung in einem offenen Raum der Fertigung nachteiligerweise erfolgen. Des Weiteren ist derzeit ein hoher Flächenverbrauch in den Produktionsebenen durch Fördertechnik und Puffer beziehungsweise Speicher nachteiligerweise nötig. Durch vorhandene, fest verbundene Fördertechnik im Produktionsbereich kann eine Einschränkung der Material- und Mitarbeiterwege beim Stand der Technik erfolgen. Bei notwendiger Kreuzung von Förderstrecken kann eine Verletzungsgefahr bestehen und es können bei einer Erreichbarkeit einzelner Bereiche im laufenden Betrieb Einschränkungen bestehen. Überdies sind derzeit saubere Automatikprozesse und Schmutz verursachende manuelle Prozesse gekoppelt, sodass sich ein Schmutzeintrag über eine gesamte Prozesskette hinweg einstellen kann.
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Die im Zusammenhang mit den Fig. beschriebene Produktionsanlage 2 überwindet diese Nachteile. Bei der Produktionsanlage 2 wird ein Multifunktionsspeicher zur Bereitstellung des Zwischenlagerbereichs 6 innerhalb der Lackiererei zur technischen und organisatorischen Entkopplung der Bearbeitungsschritte sowie für das Leerziehen von kontinuierlichen Bearbeitungsschritten eingesetzt. Des Weiteren ist eine bauliche Trennung des Zwischenlagerbereichs 6 von den Bearbeitungsschritten, vorliegend über verschiedene Ebenen und/oder Bereichsabschnitte, vorgesehen. Mithilfe eines die fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 5 umfassenden fahrerlosen Transportsystems erfolgt ein Transport der Karosserien 4 innerhalb des Zwischenlagerbereichs 6. Jeder Bearbeitungsschritt beziehungsweise jede Bearbeitungsstätte 3 ist an den Zwischenlagerbereich 6 angebunden. Des Weiteren können zukünftige Erweiterungen an den Zwischenlagerbereich 6 angebunden werden. Der Multifunktionsspeicher kann zu den Produktionsebenen 1 auf einer separaten Ebene angeordnet sein, wobei der Multifunktionsspeicher über Einrichtungen, insbesondere die Verbindungen 7, mit den Produktionsebenen 1 verbunden sein kann. Die fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 5 ermöglichen einen weitgehenden Entfall von konventionellen Förderelementen zum Verbinden und Entkoppeln der Bearbeitungsstätten 3 innerhalb der Lackiererei, durch unmittelbare Anbindung am Anfang und Ende jedes Bearbeitungsschritts an den Multifunktionsspeicher. Für eine besonders hohe Sauberkeit und Prozessstabilität kann der Multifunktionsspeicher insbesondere durch Überdruck und/oder Schleusen und/oder ein Zugangskonzept und/oder ein eigenes Reinigungskonzept gegenüber den Produktionsebenen 1 abgeschottet werden. Durch wahlfreien Zugriff der fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 5 auf alle Speicherplätze des Zwischenlagerbereichs 6 wird eine gemeinsame Nutzung des Multifunktionsspeichers durch sämtliche Bearbeitungsstätten 3 realisiert, was zu einer besonders hohen Flexibilität und einer besonders geringen gesamten Anzahl an benötigten Speicherplätzen führt, ähnlich wie bei einem geteilter-Schreibtisch-Konzept, welches auch als Shared Desk Concept bezeichnet wird. Es ist eine nachträgliche Kopplung neuer oder bislang nicht bekannter Bearbeitungsschritte beziehungsweise Bearbeitungsstätten 3, wie Sonderbearbeitungen und/oder Sonderausstattungen, an dem Multifunktionsspeicher möglich, sodass sich die bislang nicht einbezogenen Bearbeitungsschritte flexibel in eine Prozesskette integrieren lassen. Überdies ermöglicht die Produktionsanlage 2 eine räumliche Trennung von sauberen Automatikprozessen und Schmutz verursachenden, manuellen Prozessen sowie eine flexible Anbindung von Sonderprozessen.
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Vorteilhafterweise ist mittels der Produktionsanlage 2 ein Auflösen einer festen Verkettung von Prozessschritten möglich, sodass einzelne Bearbeitungsschritte, wie eine Nacharbeit, umfahren werden können, wenn diese einzelnen Bearbeitungsschritte nicht notwendigerweise durchgeführt werden müssen. Aufgrund des Fahrzeugkonzepts der fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 5 sind neue Bearbeitungsschritte fördertechnisch besonders einfach integrierbar. Da weitestgehend auf kostenintensive Fördertechnikelemente verzichtet wird und hierdurch ein Kostenvorteil mittels der fahrerlosen, autonom bewegbaren Transporttechnik erreicht werden kann, ist die Produktionsanlage 2 mit den elektrisch antreibbaren fahrerlosen Flurförderfahrzeugen 5 besonders vorteilhaft. Bei der Produktionsanlage 2 kann des Weiteren ein Schmutzeintrag auf die Karosserien 4 besonders gering gehalten werden durch Schaffung eines Sauberraums im Zwischenlagerbereich 6 und/oder in einem die Verbindungen 7 umfassenden Förderbereich sowie durch die Trennung der sauberen Automatikprozesse von den Schmutz verursachenden manuellen Prozessen. Im Vergleich zum Stand der Technik entfällt verteilte Motorentechnik und Steuerungstechnik für Förderelemente im gesamten Produktionsbereich, sodass eine vereinfachte Instandhaltung möglich ist. Das fahrerlose Transportsystem ist vorausschauend und/oder situativ wartbar, durch Anfahren eines zentralen Instandhaltungsbereichs insbesondere innerhalb des Multifunktionsspeichers. Hierdurch kann ein erforderlicher Zugang von Wartungspersonal in Bereiche, in welchen die Karosserien 4 transportiert werden, besonders gering gehalten werden, was im Sinne der Arbeitssicherheit vorteilhaft ist. Bei dem beschriebenen fahrerlosen Transportsystem der Produktionsanlage 2 besteht eine Redundanz der Fördertechnikelemente, bei welchen Aufträge durch funktionsfähige fahrerlose Flurförderfahrzeuge 5 übernommen werden, sollten einzelne Flurförderfahrzeuge 5 nicht nutzbar sein. Hierdurch erfolgt auch bei einzelnen fehlerhaften fahrerlosen Flurförderfahrzeugen 5 kein Stilllegen des Materialflusses, sondern es ist gegebenenfalls noch eine Produktion mit eventuell vermindertem Durchsatz möglich. Beim fahrerlosen Transportsystem ist eine Anpassung dessen Systemverhaltens möglich, sodass auf Änderungen flexibel reagiert werden kann und gegebenenfalls gesperrte Bereiche der Produktionsanlage 2 umfahren werden können und/oder Ballungen sowie Verstopfung von Transportwegen aufgrund von Stau vermieden werden können. Aufgrund der Intelligenz des fahrerlosen Transportsystems besteht eine besonders hohe Sicherheit, da die fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 5 Hindernisse durch intelligente Umfeldüberwachung erkennen können. Aufgrund des Entfallens von konventionellen Förderelementen im Vergleich zu Stand der Technik besteht eine besonders vorteilhafte Zugänglichkeit zu den Bearbeitungsstätten 3 in den Produktionsebenen 1. Gegenüber konventioneller Fördertechnik kann durch situativen Betrieb Energie eingespart werden. Mittels des selbstlernenden, adaptiven fahrerlosen Transportsystems ist eine kontinuierliche Verbesserung des Transports der Karosserien 4 mittels der fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 5 möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Produktionsebene
- 2
- Produktionsanlage
- 3
- Bearbeitungsstätte
- 4
- Karosserie
- 5
- fahrerloses Flurförderfahrzeug
- 6
- Zwischenlagerbereich
- 7
- Verbindung
- 8
- Notfallspeicherfläche
- 9
- Entkopplungsspeicherfläche
- 10
- Umlaufspeicherfläche
- 11
- Prozessspeicherfläche
- 12
- bauliche Trennung
- 13
- erster Bereich
- 14
- zweiter Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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