Automatisierte, flexible Fertigungsprozesse sind die Antwort auf steigende Stückzahlen, kleinere Losgrößen und hohe Produktionsgeschwindigkeiten. Automated Guided Vehicles (AGVs) und ihre kleineren Geschwister, die Automated Guided Carts (AGCs), waren bisher vor allem in der Produktionslogistik in der Automobilindustrie zu Hause. Nun stehen sie in den Startlöchern, um die intralogistischen Prozesse der Fabrikautomation zu erobern. Für hohe Produktionsaufkommen, kleinteilige Fertigungsschritte, variable Prozessabläufe und hochgradig geschützte Produktionsumgebungen bieten die Logistikgenies auf Rädern besonderes Potenzial in der Elektronikindustrie.
Die Automobilindustrie macht es vor: Anstatt auf unflexiblen Fließbandsystemen lassen Autobauer auf Produktionsinseln fertigen. Diese ersetzen in den Werken die Fließbänder und flexibilisieren die Fertigungsabläufe. So kann effizient auf unterschiedliche Produktionsvorgaben reagiert werden – z. B. bei Sonderanfertigungen, die zunehmend zur Regel werden. Einzelne Werkstücke können damit einen individuell angepassten Weiterverarbeitungsprozess durchlaufen. Darüber hinaus lassen sich Staus an den einzelnen Stationen vermeiden, indem z. B. die Reihenfolge der Produktionsschritte variabel ist. Den Transfer der Karosserieteile zwischen den Montageinseln übernehmen automatisierte Transportsysteme – ein Szenario, das auch der Elektronikindustrie gut zu Gesicht stünde.
Flexible Fertigung ohne Fließband
Den Automatisierungsgrad in der Produktion zu steigern, ist eine branchenübergreifende Anforderung an alle produzierenden Unternehmen, die international wettbewerbsfähig bleiben wollen. Das gilt auch in der Elektronikindustrie, die bei der Gestaltung der Produktion von morgen eine essenzielle Rolle spielt: Sensoren und Systeme basieren auf Schlüsseltechnologien für viele automatisierungsorientierte Zukunftsmärkte. In den Hallen der Elektronikindustrie entsteht also die Hardware für diejenigen vernetzten Prozesse, die eine flexible Produktion erst ermöglichen. Neben der stetig steigenden Nachfrage nach elektronischen Komponenten, z. B. aus der Kommunikations- und Unterhaltungssparte, wird sich die Elektronikbranche im Zuge der Digitalisierung auch mit wachsenden Bedarfen aus dem industriellen Produktionsumfeld konfrontiert sehen. Eine erhöhte Nachfrage wird auch im sogenannten Smart-Living-Bereich generiert, bei der fortschreitenden Vernetzung von Kommunikation, Transport und Wohnen. Um diesen Anforderungen erfolgreich zu begegnen, steht die Elektronikindustrie selbst vor der Herausforderung der flexiblen Fertigungsautomatisierung.
Bei kleinteiligen und variantenreichen Produktionsschritten, z. B. in der Smartphone-Produktion, ist man mit fahrerlosen Transportsystemen nicht länger auf Fließbanddurchläufe und Stationstakte angewiesen. Im automatisierten Fertigungsprozess wird ständig dokumentiert, wo sich die Produkte befinden und in welchem Zustand sie die einzelnen Produktionsinseln verlassen. Zwischen den Produktionsinseln lässt sich über das Fahrprofil des Transportsystems eine lückenlose Qualitätskontrolle sicherstellen.
Weitere Einsatzmöglichkeiten ergeben sich dort, wo der Einsatz von Werkern erschwert oder gesundheitsgefährdend ist. So kommen AGVs z. B. als robuste Transportfahrzeuge zum Einsatz: in Reinräumen der Solarzellen- oder Displayproduktion und beim Transport besonders schwerer Batteriepacks in der Batterieherstellung. Für die sonst eher kleinteiligen und räumlich wie auch ökonomisch effizient gestalteten Produktionsschritte in der Elektroindustrie sind AGVs jedoch oft überdimensionier. Als kosteneffizientere und trotzdem individualisierbare Transportvariante sind vor allem die kleineren AGCs in der flexiblen Fertigungsautomatisierung interessant.
Sensorlösungen für präzises Navigieren
SICK begleitet seine Kunden seit Jahrzehnten bei der Entwicklung flexibler und automatisierter Produktions- und Logistikprozesse. Daraus resultieren nicht nur ganzheitliche Lösungen auf Basis intelligenter Sensorik, sondern auch umfassende Beratungskompetenz, die Maschinenbau- und Elektronikexpertise verbindet. Erfolgreich umgesetzte fahrerlose Transportsysteme kombinieren bereits umfangreiche Sensorleistungen zur sicheren Fortbewegung in unterschiedlichsten Prozessen. Sämtliche Navigations-, Sicherheits- und Detektionsaufgaben löst SICK mit seinen perfekt aufeinander abgestimmten Sensorlösungen aus einer Hand. Codeleser und RFID-Technologie erkennen automatisch die Ladung eines AGCs, Laserscanner navigieren das Fahrzeug, Encoder kontrollieren Geschwindigkeit und Fahrtrichtung. Doch Sensoren wirken nicht nur am Fahrzeug, sondern bilden zudem das Bindeglied zwischen fahrerlosen Transportfahrzeugen und der Produktionssteuerung.
Wege zwischen den Produktionsinseln bewältigen die AGCs meist noch anhand eines vorgefertigten Streckennetzes, z. B. geleitet über magnetische oder optische Spurführung. Doch die freie Navigation mittels Reflektoren oder gar nur über Konturerfassung gewinnt an Bedeutung – und dies nicht nur bei den klassischen AGVs, sondern auch mehr und mehr bei ihren kleinen Geschwistern. Die Möglichkeit, Fahrwege völlig flexibel über sogenannte SLAM-Methoden (Simultaneous Localization and Mapping) zu realisieren, steht bereits im Raum. Sie können dann je nach Bedarf und System flexibel verändert werden und sich in gar nicht allzu ferner Zukunft sogar selbst organisieren. Zu beachten sind aber nicht nur die individualisierbaren Fähigkeiten der AGCs, sondern auch die Energieeffizienz der kleinen Flitzer: Der Energieverbrauch der „Bordelektronik“ ist nur so groß wie gerade eben nötig, damit die agilen Navigationswunder nicht die meiste Zeit an der Ladestation verbringen.
