Konzept, Konstruktion und prototypische Umsetzung neuartiger intralogistischer Komponenten für die zukünftige flexible und wandlungsfähige Automobilmontage der Stückzahl eins

Abstract

Die Etablierung einer flexiblen und wandlungsfähigen Produktion für die effiziente Fertigung variantenreicher Automobile bis hin zu Losgrößen mit Stückzahl eins bedingt implizit die Abkehr von den bis dato bewährten Prinzipien der Fließbandmontage. Für die Produktionslogistik bedeutet dies nicht weniger als einen Paradigmenwechsel, indem damit die Ausrichtung sämtlicher logistischer Prozesse auf die getaktete Abarbeitung einer mit mehreren Tagen Vorlauf festgelegten Plansequenz hinfällig würde. Gleichwohl verlangt eine Produktion in einem flexiblen Layout ohne strikte Zeit- und Ortsbindung im Werskstückdurchlauf nach disruptiven fördertechnischen Ansätzen. Insofern bedarf es zur Etablierung einer flexiblen Fertigung in einem frei rekonfigurierbaren Layout den Anforderungen an Layoutflexibilität genügender Fördertechnik. Dies betrifft primär die Werkstückfördertechnik sowie Systeme der Materialbereitstellung, so dass die vorliegende Arbeit in übergeordneter Instanz die Forschungsfrage nach der technischen Übertragbarkeit eines produktionslogistischen Ansatzes einer Fertigung ohne Band und Takt auf die Prozess- und Betriebsmittelebene in Gestalt mobiler Komponenten adressiert. Des Weiteren ergibt sich hiervon abgeleitet einerseits die Frage, ob es gelingt, die PKW-Endmontage von Fließbandfördertechnik auf Fahrerlose Transportfahrzeuge zu verlagern, ohne dabei Abhängigkeiten zu statischen Einrichtungen zu schaffen, und ferner, ob es realisierbar ist, unter arbeitssicherheitstechnischen Gesichtspunkten ein kollaboratives Materialzuführsystem zu konzipieren, das auf automatisierten mobilen Komponenten basiert. Die vorliegende Arbeit hat insofern die Konzeption und Konstruktion der zur Umsetzung eines neuartigen Produktionslogistikkonzeptes, das auf eine losgrößenunabhängige Fertigung von Automobilen in einer nicht-getakteten Endmontage abzielt, erforderlicher intralogistischer Komponenten unter Berücksichtigung der Maßgabe der technischen Realisierbarkeit von Flexibilität und Wandlungsfähigkeit zum Gegenstand. Den Schwerpunkt der Arbeit bildet dabei die Darlegung der Konzeption, Konstruktion und die prototypische Umsetzung einer mobilen Montageinsel auf Basis eines Fahrerlosen Transportfahrzeuges, sowie eines mobilen kleinskaligen Mini-Regalbediengerätes für die automatisierte Handhabung und Andienung von Kleinladungsträgern in der Teilezuführung direkt am Verbauort in einer manuellen Montage respektive in Kommissionierzonen. Maßstab und Leitlinie für die konstruktive Ausgestaltung bilden dabei die Leitbilder der Wandlungsfähigkeit und deren Befähigern in Gestalt von Skalierbarkeit, Mobilität, Modularität sowie Universalität. So stellt die Mobile Montageinsel nicht nur einen adäquaten mobilen Ersatz für schienengebundene starre Fließband-Werkstückfördertechnik dar, sondern ist mit technischen Merkmalen versehen, die sie zu einem wandlungsfähigen - da insbesondere universell verwendbarem - mobilem Arbeitsplatz werden lassen. Für die zielgerichtete Materialbereitstellung an die Mobile Montageinsel bedarf es entsprechender Systeme, die ihrerseits ebenso den Anforderungen an Flexibilität und Wandlungsfähigkeit gerecht werden. Diesbezüglich bildet die konzeptionelle und zugleich konstruktive Umsetzung dahingehender Hardware einen weiteren inhaltlichen Schwerpunkt dieser Arbeit, wobei hier vorrangig die Umsetzung eines Mini-Regalbediengerätes zu nennen ist, welches innerhalb eines sogenannten Mobilen Logistiksupermarktes als semimobile Kommissionierreinheit für die automatisierte Handhabung und Bereitstellung von Kleinladungsträgern fungiert. Hierbei sind jedoch nicht nur rein konstruktive Merkmale gegenständlich, vielmehr wird darüber hinaus ein Sicherheits- und Bedienkonzept für die Anlage vorgestellt, um eine Materialandienung in direkter Mensch-Maschine-Interaktion zu ermöglichen.