Ein intelligenter Schwarm für den Audi A8

Vorfahrt für die intelligente Systemlösung: Die Grenzebach Gruppe bringt für die optimale Prozessvernetzung in der Produktion des neuen Audi A8 in Neckarsulm eine Systemlösung mit 30 Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) vom Typ L1200S ein. „Die Fahrerlosen Transportfahrzeuge nach dem Konzept der intelligenten Schwarminteraktion in Bezug zu setzen, ist ein Herzstück der Intralogistik für eine smarte Fabrik“, sagt Uwe Dopf, Leiter Business Unit Intralogistics bei der Grenzebach Gruppe.

Die FTF von Grenzebach versorgen Mitarbeiter und Montageroboter an flexiblen Fertigungsinseln im Audi-Werk in Neckarsulm mit Einbauteilen. Der Flottenmanager von Grenzebach dirigiert die Fahrzeuge auf optimalen Wegen. Fahraufträge empfängt der Flottenmanager von unterschiedlichen Stellen:  durch Barcodescanner am Bereitstellort, durch manuell bediente Schranken/Wippen am Montageort, durch Roboterzellen mit Füllstands-Überwachung der Warenträger sowie durch das Warenwirtschaftssystem von Audi.

Jederzeit verfügbar auf idealen Wegen

Die 30 Fahrerlosen Transportfahrzeuge interagieren dabei als Schwarm. Die bestmögliche Zuordnung zwischen FTF und Transportauftrag findet im laufenden Betrieb statt. So ist für die anstehenden Aufgaben und Wege jeweils die optimale Zahl an Fahrzeugen auf idealen Routen unterwegs. Schwarminteraktion stellt auch Verfügbarkeit sicher – ein FTF kann flexibel Aufträge von einem anderen übernehmen, wenn das zu einer Verbesserung der Gesamtperformance führt.

Unterschiedliche Bandgeschwindigkeiten und flexible Montageabläufe: Die Flotte der L1200S bringt sich hier mit maximaler Flexibilität ein, was enorme Vorteile gegenüber einer manuellen Bereitstellung durch Routenzüge mit sich bringt. Und das bei innovativem Energiemanagement, denn die Batterien der FTF werden über induktive Ladematten kontaktlos geladen.

Industrie 4.0 in der Praxis

Statusanzeigen zu den einzelnen L1200S inklusive der anstehenden Fahraufträge sind jeweils in Echtzeit über den Flottenmanager abgebildet. „Die Prozesse sind offen für die Eingriffe von autorisierten Benutzern. So lassen sich bei Audi die Bereitstellorte für die FTF während des laufenden Betriebs ändern“, erläutert Grenzebach-Experte Dopf. Der Flottenmanager ist die Leitzentrale für die Intralogistik. Industrie 4.0 in der Praxis: Alle Transport-, Status- und Fehlermeldungen werden zentral abgelegt und können durch ein vom Kunden bereitgestelltes System statistisch ausgewertet werden.

Vom Behälter bis zur Karosse

Die Fahrten zwischen Supermarktzonen und Arbeitsstationen in der Montagehalle A11 am Audi-Standort Neckarsulm finden auf drei Ebenen statt – die Fahrerlosen Transportfahrzeuge sind über Aufzüge im Erdgeschoss, Obergeschoss und Untergeschoss der Halle unterwegs. Mit Bauteilen gefüllte Sequenzwagen werden vollautomatisch durch das unterfahrende L1200S von der Supermarktzone zum Bereitstellort transportiert. Zudem werden weitere Umfänge mit fahrzeugbezogenem Material (Perlenketten-Prozess) mittels FTF am Verbauort bereitgestellt.

Die 30 FTF orientieren sich mittels Konturnavigation in der Halle und finden so ihren vorbestimmten Weg. Dabei bestimmen zertifizierte Laserscanner am Fahrzeug aus Reflektionen der Umgebungsmerkmale die Position des Fahrzeugs. Es ist nicht notwendig, Kontaktschleifen oder optische Hilfsmittel am Boden der Fabrik zu verlegen.

Andocken an eine komplexe Umgebung

Der Weg wird vom Grenzebach Flottenmanager angelegt, komplett eigensicher – dafür sorgen ebenfalls die Laserscanner. Durch die integrierte Personensicherheits-Sensorik kann das L1200S in allen innerbetrieblichen Umgebungen eingesetzt werden. Aufgrund der freien Kontur-Navigation müssen keine Schutzbereiche eingerichtet werden. Das bedeutet Platzersparnis und einfache Integration in vorhandene Umgebungen – so lässt sich das L1200S ideal in den Mischbetrieb mit konventionellen Routenzügen einbinden und ideal über Aufzüge schicken. Die kundenspezifischen Richtlinien der Audi AG zur erhöhten Personensicherheit erfüllt der Schwarm aus den 30 FTF mit Bravour. Für den Mischbetrieb mit den konventionellen Routenzügen arbeiteten Audi und Grenzebach separate Verhaltensregeln aus. „Der Einsatz bei der A8-Produktion zeigt, dass sich eine Systemlösung mit smarten FTF jederzeit in eine komplexe Umgebung integrieren lässt“, so Uwe Dopf. Der Schwarm der L1200S wurde während der parallelen Fertigung von zwei Audi-A8-Modellen (Vorgänger D4, neues Modell D5) eingebunden – dies fand im laufenden 2-Schicht-Betrieb statt.

Die L1200S-Wege im Detail

Und auf diesen Wegen sind die L1200S – vereinfacht dargestellt – im Audi-Werk in Neckarsulm unterwegs. Teile–Bereitstellung vom Mitarbeiter: Die Audi-Mitarbeiter stellen den fertig kommissionierten Sequenzwagen auf eine feste Übergabefläche. Das FTF unterfährt den Behälter und macht sich auf den Weg zum Bereitstellort; die Position des Bereitstellorts lässt sich übrigens via Flottenmanager im laufenden Betrieb ändern. Leere Sequenzwagen stellt das FTF auf einer fest definierten Fläche ab. Im Werk unterwegs: Im Erdgeschoss suchen sich die FTF ihre ideale Route auf 5 m breiten Hauptfahrwegen und auf Nebenfahrwegen mit einer Breite von mindestens 3,5 m. Im Obergeschoss sind die Fahrwege ebenfalls 5 m breit – am Cockpitheber allerdings auf 3,4 m reduziert. Die Fahrwege nutzen die L1200S zusammen mit manuellen Zugmaschinen und Staplern. Begegnungsverkehr gibt es auf allen Routenabschnitten. Zudem sind Mitarbeiter auf den Fahrwegen unterwegs. Zwischen den einzelnen Geschossen wechseln die FTF mit Lastenaufzügen – diese kommunizieren mit dem FTF über eine Feldbusschnittstelle. Tausch an der Fertigungsinsel: Die Transportwagen stehen im Zwei-Behälter-Prinzip am Verbauort. Ist ein Behälter leer, zieht ihn das FTF ab. Im Anschluss wird vom FTF ein voller Behälter angeliefert und bereitgestellt.

Die L1200S sind als kleine, wendige Unterfahrer, die auf der Stelle drehen können und sich mit Sensoren im Raum orientieren, optimal geeignet für den automatischen Transport von Materialien und Bauteilen. Stark, wendig, flexibel und sicher! Und via Flottenmanager im Schwarm intelligent und selbstlernend unterwegs. In der Produktion des A8 in Neckarsulm kann der Star der Grenzebach-Intralogistik seine Stärken voll ausspielen.

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