Smarte Fabrik Projekt Modellfabrik: Wie Continental sein Werk in Regensburg vernetzt

Kollaborative Roboter, Transportroboter oder fahrerlose Transportfahrzeuge – die smarte Fabrik ist bei Continental in Regensburg teilweise Realität. Die nächsten Schritte geht der Automobilzulieferer jetzt mit dem Pilotprojekt „Model Plant“.

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Körperlich anstrengende oder sich wiederholende Tätigkeiten übernehmen kollaborativ arbeitende Roboter, auch Cobots genannt, Materialien gelangen per Transportroboter an die Fertigungslinie: zwei Beispiele, die als typische Kennzeichen der Fabrik der Zukunft gelten – sie sind aber nur der Anfang. Erst die Vernetzung mit anderen Anlagen, die auf cyber-physikalischen Systemen basieren, macht die Roboter zum Teil der smarten Fabrik.

Mit dem Pilotprojekt „Modellfabrik“ will Continental die Möglichkeiten auf dem Gebiet erforschen und „konkrete, häufig auftretende Prozesse und Routinen verbessern“, erklärt Markus Fischer, der das Kompetenzzentrum „Industrie 4.0/Smart Factory“ für alle Elektronikwerke des Konzerns weltweit leitet und in Regensburg Leiter Industrial Engineering ist. Natürlich geht es dabei auch um die digitale Evolution, „deren Geschwindigkeit wir erhöhen wollen.“

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In dem zweijährigen Pilotprojekt geht es um drei neue Verfahren. Der Zulieferer testet sie in seinen Werken in Regensburg und im slowakischen Zvolen – sind sie erfolgreich, ist ein Rollout auf alle weltweiten Automotive-Standorte des Konzerns geplant. „Was passt am besten ins Werk? Und was ist möglichst breit einsetzbar? Das waren unsere Leitfragen bei der Auswahl der Themen“, sagt Thomas Ebenhöch, Standort- und Werkleiter Continental Regensburg und verantwortlich für den Werksverbund in Karben, Villingen, Babenhausen und eben Regensburg.

Nachschub automatisieren

Einer der drei Schwerpunkte ist die automatisierte Nachschubsteuerung (Automated Replenishment). Dabei erproben die Mitarbeiter ein cyber-physikalisches System zur automatischen Materialversorgung. Fischer: „Unser Ziel ist es, dass die Fertigungslinie aufgrund des Produktionsplanes ‚weiß’, was sie wann produzieren muss, und das benötigte Material selbstständig im Lager nachbestellt – von wo aus es fahrerlose Transportfahrzeuge an die entsprechenden Stellen transportieren.“

Das „eKanban“-System steuert eine selbstentwickelte Software des Zulieferers, die wiederum mit dem ERP-System des Werkes kommuniziert. Sensoren erfassen dabei standortgebundene Bauteile, die keiner Sequenz zugeordnet sind. Ein Vorteil: Das System kommt ohne manuelle Interaktion aus. Bauteile, die einer Sequenz unterliegen, erkennt das System mittels Software-Applikation.

So lässt sich eine vollautomatische Nachschubbestellung umsetzen – ohne manuelle Interaktion. Die Pilotphase will Continental in diesem Jahr abschließen und die Anwendung in den ersten beiden Quartalen des kommenden Jahre in die Serienfertigung implementieren.

Lager und Logistik vernetzen

Die zweite Anwendung des Projektes betrifft die Lager und Logistikoptimierung. Ein „Integrated Storage and Transportation System“ (ISTS) soll die Prozesse im Logistikzentrum digitalisieren und vernetzen – und in einem weiteren Schritt automatisieren. „Um die Mitarbeiter im Lager zu entlasten, implementieren wir zusätzlich Mensch-Maschine-Systeme“, sagt Ebenhöch.

Dazu gehört eine Simulation für das Packaging des Warenausgangs, bei der die Lagermitarbeiter unterschiedliche Kisten platzoptimiert auf Paletten stapeln. „Bisher ist das Ergebnis dabei abhängig von der Erfahrung des jeweiligen Mitarbeiters, vergleichbar einem Tetris-Spiel“, beschreibt Markus Fischer. „Um ein ausgewogenes Ergebnis zu erreichen, ermittelt künftig Software den idealen Kistenstapel und teilt seine Anordnung dem Mitarbeiter mit: per Smartglass oder auf einem Tablet.“

Das ISTS schaut aber auch über den Lagerrand hinaus: „Über eine Lkw-Zulaufsteuerung können anliefernde Fahrer ein Zeitfenster buchen, per Software wissen wir, wo sich der Lkw befindet, welche Waren er bringt oder abholt und wie lange er brauchen wird“, beschreibt Ebenhöch. Zudem können die Fahrer im gebuchten Zeitfenster bei ihrer Ankunft selbst einchecken – das vermeidet Staus vor der Pforte oder dem Logistikzentrum. Dem ISTS untergeordnet sind zwei weitere Systeme, die beim Erfassen der Waren im Lager helfen.

Digitale Fertigung

Expertengespräch: „Smart Factory“

Das Erfassen erfolgt vollautomatisch wie in einem großen Paketzentrum. Die Ware durchläuft dabei ein sogenanntes „Scangate“ und wird identifiziert. Dringend benötigte Waren lassen sich bedarfsgesteuert in eine „Fastlane“ ausschleusen und wie Passagiere am Flughafen priorisiert behandeln. Beide System ermöglichen es zudem, die Standorte der Materialien jederzeit transparent nachzuvollziehen – Suchzeiten entfallen.

Lokalisieren in Echtzeit

„Was ist wo?“ ist auch die zentrale Frage beim dritten Projektpunkt „Geolocation und Geofencing“. Bei Geolocation geht es darum, Fahrzeuge und Materialien auf dem Werksgelände zu lokalisieren und Materialflüsse darzustellen: beides in Echtzeit.

Das System besteht grundsätzlich aus zwei Komponenten: einem sogenannten Anker, der zur Positionsbestimmung dient und innerhalb des Fertigungsumfeldes auf einem Raster von zehn mal zehn Metern angebracht ist. Und aus einem „Tag“, einer digitalen Kennzeichnung, die auf den Objekten angebracht wird. „Geolocation können Sie sich vorstellen wie ein Indoor-GPS. Alles, was mit einem ‚Tag‘ versehen ist, kann lokalisiert werden“, so Fischer.

Ähnlich funktioniert das sogenannte „Geofencing“, das in der nächsten Projektstufe hinzukommt: das Eingrenzen eines Bereichs durch einen virtuellen „Zaun“. Nähert sich ein getagtes Medium diesem Zaun, wird automatisch eine Aktion ausgelöst: zum Beispiel ein einfacher Alarm oder eine komplexere Funktion wie eine Umbuchung im Logistiksystem. Continental pilotiert das System bereits seit dem Jahr 2018 im Modellwerk Regensburg in zwei Anwendungen – und plant den Roll-Out für das gesamte Werk: alle Produktionsbereiche und das Logistikzentrum.

Lieferanten und Kunden einbinden

Bis Ende 2019 will der Zulieferer sieben weitere Anwendungen umsetzen. Zudem sollen in einem weiteren Pilotprojekt ein Lieferant und voraussichtlich ein Kunde in das System eingebunden werden – und so ein transparenter Materialfluss in der Supply Chain entstehen. „Beide Systeme sind letztlich die Grundlage für einen digitalen Zwilling“, sagt Ebenhöch. „Es geht in dem Pilotprojekt aber nicht allein um technische Aspekte. Natürlich haben wir die Vision von flexiblen und effizienten Prozessen, darauf konzentrieren wir uns. Es ist uns aber genauso wichtig, das Feedback der Kollegen einfließen zu lassen, die täglich mit diesen Prozessen zu tun haben.“

Produktion

Smart Factory Day: Digitale Tools und Menschen

Die Arbeit des Projektteams beschränkt sich aber nicht auf die Anwendungen des Projektes „Model Plant“ – das Team setzt weitere, kleinere Projekte um. Wie bei der Zusammenarbeit der Produktionsbeschäftigten mit den Robotern ist auch hier Kooperation sehr wichtig. Thomas Ebenhöch: „Digitalisierungsvorschläge kommen oft von den Mitarbeitern vor Ort – und wir greifen diese gerne auf.“

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