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Smart Factory Wie sich die Produktion schnell an wechselnde Kundenwünsche anpassen lässt

| Redakteur: Ute Drescher

Am Standort Lahr hat Schneider Electric eine Smart Factory für die Produktion seiner Elektromotoren aufgebaut. Philippepe Briard, Geschäfsführer der Schneider Electric Automation GmbH erklärt, welche Schlüsseltechnologien dem Standort zum Erfolg verhelfen.

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Philippe Briard (54) ist seit April 2019 Geschäftsführer der Schneider Electric Automation GmbH und hat die Verantwortung für den Standort Lahr.
Philippe Briard (54) ist seit April 2019 Geschäftsführer der Schneider Electric Automation GmbH und hat die Verantwortung für den Standort Lahr.
(Bild: Schneider Electric)

Die Intelligente Fabrik von Schneider Electric in Lahr hat Lösungen für eine möglichst flexible Produktion. Was genau bedeutet flexible Produktion hier?

Philippe Briard: Zunächst einmal bedeutet flexible Produktion, schnell auf wechselnde Kundenanforderungen oder unerwartete Situationen zu reagieren. Jetzt bei Covid 19 ist das der Fall, wenn Unternehmen zum Beispiel ihre Anlagen für die Produktion von Ventilatoren umrüsten. Selbst kurzfristige Lieferengpässe lassen sich mit dem 3D-Druck überbrücken.

In Lahr haben wir zum Beispiel mit dem 3D-Druck Visiere für spezielle Schutzbrillen hergestellt. Wichtig ist, dass nicht nur die Produktionslinien dafür ausgelegt sind, sondern auch die Mitarbeiter entsprechend geschult werden – hier setzen wir auf die Vielseitigkeitsmatrix: Unsere Kollegen werden in verschiedenen Fächern geschult, ihre Qualifikationen sind in der Matrix hinterlegt und können so schnell und flexibel in verschiedenen Produktionsbereichen arbeiten.

Wie haben Sie die flexible Produktion technisch umgesetzt?

Philippe Briard: Das technische Rückgrat für die flexible Produktion bilden die angeschlossenen Maschinen und Anlagen in Verbindung mit IIoT-Technologien wie Augmented und Virtual Reality, 3D-Druck oder Additive Manufacturing. Losgröße 1 in der diskreten Fertigung muss ebenso realisierbar sein wie die Massenproduktion. Zusätzlich ermöglicht ein übergeordnetes Überwachungssystem – Lean Differentiation System – die permanente Überwachung und Auswertung einzelner Linien, so dass Optimierungspotenziale in Echtzeit identifiziert werden können.

Eine flexible Produktion darf jedoch nicht zu unkontrollierten Betriebskosten führen. Deshalb sind zum Beispiel bei Schneider Electric in Lahr alle operativen Prozesse in ein effektives Energiemanagementsystem integriert. Zu diesem Zweck haben wir am Standort rund 50 Energiezähler installiert. Sie verfolgen den Verbrauch und zeigen durch monatliche Auswertungen mit unserer Software Power Monitoring Expert Optimierungspotenziale auf. Alle Maßnahmen, die aufgrund dieser Erkenntnisse eingeleitet werden, sind öffentlich zugänglich. Zudem wurden wir als eines der ersten Unternehmen in der Region nach ISO DIN 50001 zertifiziert.

Welche Schlüsseltechnologien ermöglichen aus Ihrer Sicht die eine flexible Produktion?

Philippe Briard: Es ist notwendig, die Technologien nach den Prinzipien von Industry 4.0 zu integrieren. Wenn IT und OT miteinander verbunden sind, miteinander kommunizieren und Erhebungs- und Steuerungsdaten mit Software analysiert werden, stehen valide Daten zur Verfügung. Mit diesen Daten können nicht nur Wartungsereignisse, sondern auch Produktionsprozesse digital simuliert werden - das Stichwort lautet hier "digitaler Zwilling". Voraussetzung ist die Konnektivität und Kommunikationsfähigkeit der Systeme.

Mit Ecostruxure haben wir bei Schneider Electric dafür eine Architektur geschaffen, die von vernetzten Produkten auf Werkstattebene über Steuerungskomponenten bis hin zu applikationsbasierten Analysen und Dienstleistungen reicht. Augmented Reality, fahrerlose Transportsysteme (Automated Guided Vehicle, kurz AGV), 3D-Druck sind weitere Techniken, die wir einsetzen und die in Arbeitsprozessen ihre festen Aufgaben haben.

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Wie sehen die Arbeitsstationen in Schneiders Smart Factory aus und warum sind sie so gestaltet?

Philippe Briard: Die Produktionsarbeitsplätze sind gemäß der Schneider Electric-Richtlinie U-förmig angeordnet. Im Sinne von Lean Production und One-Piece-Flow bietet uns dies die optimale Arbeitsumgebung, um ein perfektes Zusammenspiel von Logistik und Wertschöpfung zu gewährleisten. Dies bezieht sich nicht nur auf die Bewegung der zu bearbeitenden Teile, sondern vor allem auch auf die Kommunikation zwischen den Kollegen. Hier können zwischen einem und sechs Mitarbeiter in einem U arbeiten und so flexibel auf Auftragssituationen reagieren. Wir haben auch Flurförderzeuge, unseren "Little Train", mit dem die Fahrer Material zu den Stationen bringen, sowie ein automatisches und unbemanntes Fahrzeug, das AGV.

Exoskelette sind neu für unser Produktionspersonal. Diese sind bereits vor Ort, können aber aufgrund der geltenden Abstandsregelungen noch nicht angepasst werden. Hier müssen wir noch etwas Geduld haben.

Den Bürobereich hingegen haben wir für agiles Arbeiten in offenen Bereichen umgestaltet. "Raum-in-Raum"-Bereiche ermöglichen zum Beispiel spontane Teambesprechungen in Lounge-Atmosphäre, ohne andere akustisch zu stören. Kleine Arbeitsgruppen treffen sich in sogenannten "Plenty Pots" für intensives abgeschirmtes Arbeiten. Unsere Außendienstmitarbeiter oder Kollegen, die nur in Teilzeit im Büro sind, nutzen einen "Touchdown-Arbeitsplatz". Die Anzahl der Einzelbüros wurde deshalb stark reduziert. Neben all diesen Arbeitsplätzen erfreut sich unser Azubi-Bistro besonderer Beliebtheit: Das Café ist einmal wöchentlich geöffnet und wird von unseren Auszubildenden wie ein Unternehmen in Eigenregie betrieben. Dazu gehören der Wareneinkauf, die Vorbereitung, der Service und natürlich die Buchhaltung.

Mit dem Mobility Hub stellt Schneider Electric Mitarbeitern und Besuchern am Standort Lahr auch eine Ladeinfrastruktur für ihre Elektroautos zur Verfügung – Philippe Briard nutzt sie selbst.
Mit dem Mobility Hub stellt Schneider Electric Mitarbeitern und Besuchern am Standort Lahr auch eine Ladeinfrastruktur für ihre Elektroautos zur Verfügung – Philippe Briard nutzt sie selbst.
(Bild: Schneider Electric)

Mit unserem Mobility Hub stellen wir unseren Mitarbeitern und Besuchern auch eine Ladeinfrastruktur ihre Elektroautos zur Verfügung – der Ladevorgang kann dann während der Arbeitszeit erfolgen. Mit 25 Ladestationen ist dies eine der größten Stationen in der Region. Sie wird darüber hinaus mit Photovoltaik betrieben und erhöht damit unseren Verbrauch an erneuerbarer Energie. Die Elektrifizierung der Dienstwagenflotte wird bis Ende dieses Jahres 50 Prozent erreichen. Bis 2025 werden wir dann ausschließlich elektrisch fahren.

Was ist Ihrer Meinung nach die Grundvoraussetzung für den Start einer flexiblen Produktion/Smart Factory?

Philippe Briard: Es ist einfach eine strategische Entscheidung. Flexibilität ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für Unternehmen, um auf den Märkten der Zukunft bestehen zu können. Die Situation rund um Covid 19 zeigt dies: Gefragt waren jetzt spontane, schnelle Umstellungen, zum Beispiel, von der T-Shirt- auf die Schutzmaskenproduktion. Aus technischer Sicht ist eine Modernisierung hin zu flexiblen Prozessen in bestehenden Anlagen machbar.

Dies ist eine unserer Kernkompetenzen: Basierend auf offenen Standards können unsere IIoT-Lösungen Anlagenkomponenten verschiedenster Hersteller integrieren und auf das Niveau von Industrie 4.0 bringen. Dies basiert auf unserer Ecostruxure-Architektur und insbesondere im Maschinenbau auf der Green Box. Sie ermöglicht es, bestehende Maschinen und Anlagenkomponenten in eine ganzheitliche Lösung zu integrieren. Wichtig ist es vor allem, die Mitarbeiter frühzeitig einzubeziehen. Weiterbildung und Empowerment sind für den Erfolg unabdingbar. Investitionskosten amortisieren sich aufgrund der zu erwartenden Einsparungen bei den Betriebskosten schnell. Dabei spielt die Betrachtung der Lebenszykluskosten eine große Rolle: Moderne Automatisierungslösungen, die den gesamten Lebenszyklus berücksichtigen, erreichen den ROI in kürzerer Zeit.

Welche Rolle spielen Motoren und Antriebe beim Aufbau einer flexiblen Produktion/Smart Factory? Welche Art von Architektur empfehlen Sie?

Philippe Briard: Motoren und Antriebe sind das Herzstück moderner Automatisierungslösungen in der Produktion. Auch wenn sie eher ein Mittel zum Zweck sind. Je dynamischer die Antriebe sind, desto höher ist die Leistung der Maschinen. Integriert in unsere Ecostruxure-Architektur kommunizieren sie mit übergeordneten Steuerungselementen und liefern Daten zur Analyse und Trenderkennung.

Welche Vor- und Nachteile sehen Sie in einer dezentralen Motorarchitektur?

Philippe Briard: Auch der dezentrale Motoranbau spielt eine immer wichtigere Rolle. Erstens spart sie Platz im Schaltschrank, d.h. der Platzbedarf wird reduziert oder steht für andere Komponenten zur Verfügung. Zum anderen wird die Verkabelung vereinfacht und effektiver - für die Rechteckimpulse von der Antriebsendstufe zum Motor wird kein abgeschirmtes Motorkabel benötigt. Lediglich die Stromversorgung muss über Kabel erfolgen. Diese Reduzierung spart enorme Kosten.

Welche Art von Motoren stellen Sie in Schneiders Smart Factory her?

Philippe Briard: In unserer Smart Factory im baden-württembergischen Lahr dreht sich alles um Antriebe: Hier produzieren wir verschiedene Servo- und Schrittmotoren, EC-Motoren, Linearachsen, Aktuatoren, Dosenmotoren und eine breite Palette an Zubehör. In Summe fertigen wir hier am Standort über 6.800 Varianten. Gerade diese hohe Variantenzahl erfordert eine größtmögliche Flexibilität der Produktionsanlagen und eine umfassende Ausbildung der Mitarbeiter für die Herstellung der verschiedenen Komponenten.

Wie sehen Antriebe von morgen aus?

Philippe Briard: Moderne Antriebe werden zunehmend intelligenter und vernetzter. Ausgestattet mit zahlreichen integrierten Sensoren erfassen sie kritische Anlagenzustände und liefern eine transparente Echtzeit-Einsicht in die Anlagengesundheit. Indem sie ihre Messwerte zudem an digitale Serviceplattformen weiterleiten, können mittels leistungsstarker Algorithmen aufschlussreiche Analysen wie z.B. Risikobewertungen oder Ausfallwahrscheinlichkeiten erstellt und Produktionsprozesse optimiert werden.

Vielen Dank Herr Briard.

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