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Produktion

MES-Systeme: Rückverfolgbarkeit in der Kabelbaumfertigung

| Autor/ Redakteur: Bernd Jost* / Sven Prawitz

Rückverfolgbarkeit ist bei der Fahrzeugherstellung eine Basisanforderung. In der Produktion von Kabelbäumen ist jedoch eine lückenlose Historie schwierig, da es sowohl stark automatisierte als auch manuelle Prozesse gibt. Spezielle MES-Anwendungen schaffen Abhilfe.

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Kabelbäume werden zum Teil manuell gefertigt. Das erschwert die Rückverfolgbarkeit der Daten zu den einzelnen Prozessen und Chargen.
Kabelbäume werden zum Teil manuell gefertigt. Das erschwert die Rückverfolgbarkeit der Daten zu den einzelnen Prozessen und Chargen.
(Bild: DIIT)

Automatisiertes Fahren, E-Mobilität und 48-Volt-Bordnetze: Diese Trends bringen auch Veränderungen in der Bordnetzproduktion mit sich. Gerade das Thema Rückverfolgbarkeit von kompletten Bordnetzen, aber auch einzelnen Komponenten bekommt einen immer höheren Stellenwert. Bei jeder Komponente muss die Historie genau dokumentiert werden, zum Beispiel, auf welcher Maschine und mit welchem Werkzeug das Bordnetz gefertigt wurde. So kann bei Rückrufaktionen die Anzahl der zurückzurufenden Fahrzeuge auf bestimmte Chargen reduziert werden.

Drei Vorteile einer End-to-End-Rückverfolgbarkeit

Rückverfolgbarkeit lässt sich aufgrund der Vielzahl von Daten natürlich nur in einem entsprechenden Softwaresystem herstellen. Eine durchgängige („End-to-End“-) Rückverfolgbarkeit ermöglicht:

  • Qualitätssicherung: Fehler lassen sich genau ermitteln. Man kann exakt bestimmen, welche Charge an welcher Maschine für einen Fehler verantwortlich ist, und so gezielte Gegenmaßnahmen schnell umsetzen.
  • Produkthaftung: Es lässt sich definieren, von welchem Zulieferer fehlerhafte Teile stammen. Auf diese Weise lassen sich dann möglicherweise Schadenersatzforderungen im Rahmen der Produkthaftung erheben oder auch abwehren.
  • Rückrufaktionen: Fehler können eng eingegrenzt werden. Hersteller müssen nicht komplette Serien zurückrufen, sondern können die Aktion auf Fahrzeuge beschränken, in denen beispielsweise Teile verbaut wurden, die mit einer bestimmten Maschine produziert wurden. Dieser Aspekt ist von eminenter wirtschaftlicher Bedeutung, denn an dieser Stelle entscheidet sich, ob vielleicht 200 oder 200.000 Fahrzeuge zurückgerufen werden müssen.

Komplexe Aufgabe zwischen automatisierter und manueller Fertigung

Rückverfolgbarkeit ist in modernen Produktionsprozessen also eine unverzichtbare, aber auch eine sehr anspruchsvolle Aufgabe. Organisiert wird sie in der Regel im Manufacturing Execution System (MES). Am Beispiel der Produktion des Kabelbaums – das Rückgrat moderner Fahrzeugelektronik – lässt sich sehr gut zeigen, wie komplex diese Aufgabe ist, zumal dieser Prozess einerseits stark automatisiert ist, andererseits aber phasenweise auch fast komplett manuell erfolgt.

Die Herstellung von Kabelbäumen erfolgt üblicherweise in den drei Produktionsstufen Schneiderei, Vormontage und Endmontage und wird durch eine integrierte MES-Software gesteuert. Diese Software kann auch die Produktionsunterlagen auf Basis eines konkreten Just-in-time-Lieferabrufes berechnen und produziert ein Bordnetz für ein spezielles Fahrzeug.

MES als Schlüssel zur Datenhistorie

Der erste Produktionsschritt ist hochautomatisiert: Die Kabel werden maschinell in bestimmter Länge geschnitten, mit Abschlüssen versehen und zu Bündeln zusammengefasst. Die Cutting-Maschinen sind dabei hoch getaktet und die Kabel oft sehr dünn. Das MES verteilt hier nicht nur für die Aufträge optimal auf die verschiedenen Maschinen, sondern sorgt auch von Anfang an für Rückverfolgbarkeit, indem es für jedes Kabelbündel eine eindeutige ID durch einen entsprechenden Laseraufdruck vergibt und damit dessen Historie durchgängig verwaltet. Noch im fertigen Fahrzeug ist anhand dieses Aufdrucks feststellbar, mit welcher Cutting-Maschine und wann das betreffende Kabelstück bearbeitet wurde.

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DiIT AG

Die DiIT AG wurde im Jahr 1990 gegründet. Der Software-Anbieter hat sich auf Manufacturing-Execution-Systeme (MES) für die Kabelsatzfertigung spezialisiert. Seit dem Jahr 2017 ist das Unternehmen eine hundertprozentige Tochter der Schweizer Schleuniger Group.

Die Unternehmenszentrale sitzt in Krailling bei München. Zudem gibt es Niederlassungen in Berlin, Rumänien, Mexiko und China. Über ein Partnernetzwerk ist DiIT in weiteren Regionen weltweit präsent.

Zu den Kunden gehören Automobilzulieferer wie Sumitomo Electric, Leoni und Aptiv.

Im nächsten Produktionsschritt, der Vormontage, werden die Kabelbündel zu Kits weitgehend manuell zusammengesetzt, beispielsweise durch Crimpen, Verschweißen oder Verdrehen. Das MES führt auch hier die Historie der Komponenten fort, denn bei der Herstellung eines Kits wird eine neue ID erzeugt, wobei alle Teile, die in dieses Kit eingehen, referenziert werden. Die Historie als Basis für die Rückverfolgbarkeit läuft also über die Produktionsphasen hinweg zu den immer komplexeren Komponenten.

Zielgerichtete Rückrufe

In der Endmontage werden schließlich Kabel und Kits auf sogenannten Legebrettern manuell zu Kabelbäumen zusammengesetzt. Da die Kabelbäume häufig kundenspezifisch produziert werden, sind die Arbeitsschritte von Kabelbaum zu Kabelbaum unterschiedlich. Auch wenn die Arbeit selbst manuell erfolgt, steuert die zuständige MES-Software den Prozess und hält wiederum die beteiligten ID in der Historie des jetzt fertigen Kabelbaums fest. Dieser besteht nun aus Tausenden von Komponenten. Zu jeder dieser Komponenten sowie zum gesamten Baum führt das Kabelsatz-MES eine vollständige Historie. Es kann also genau dokumentieren, an welchem Tag auf welcher Maschine durch welchen Mitarbeiter und mit welchen Werkzeugen die einzelnen Komponenten produziert wurden. Auf diese Weise kann jederzeit festgestellt werden, in welchen Fahrzeugen Kabelbäume mit einem Kabel einer bestimmten Charge verwendet werden. Reparaturmaßnahmen oder Rückrufaktionen lassen sich so zielgenau durchführen.

Durch die eingangs erwähnten Entwicklungen im Automobilbau – Stichworte E-Mobilität und automatisiertes Fahren – wird die lückenlose Rückverfolgbarkeit zu einer Basisanforderung. Ganz neue Produkte entstehen mit ganz neuen Verfahren, und der Optimierungsbedarf ist dabei naturgemäß höher. Fehler lassen sich kaum ausschließen, da Erfahrungswerte fehlen. Sie müssen aber sehr schnell erkannt und punktgenau lokalisiert werden. Eine fehlerhafte Steckverbindung in einem automatisiert fahrenden Auto kann katastrophale Folgen nach sich ziehen. Schon aus Haftungsgründen müssen daher die beteiligten Hersteller und Zulieferer Schwachstellen in Produkten oder Prozessen genau zuordnen können.

*Bernd Jost ist Managing Director bei der Diit AG

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