Fertigung 03.11.2006, 19:24 Uhr

Flexible Module erfüllen jeden Montagewunsch  

Neue Montagemodule zum Fügen, Prüfen und Handhaben werden beim Produktwechsel per Plug and Play ausgetauscht, sofortige Betriebsbereitschaft inbegriffen. Nicht mehr benötigte Komponenten lassen sich nach dem „Lego“Prinzip zu neuen Anlagen umbauen. Die Kosten für so viel Flexibilität halten sich in Grenzen – wenn der Anwender strikt durchgängige Konzepte vom manuellen bis zum vollautomatischen Betrieb einfordert, wie eine aktuelle Studie belegt.

Ursprünglich stand der steckerkompatible Austausch von Prozessmodulen zur Montage zusätzlicher Varianten oder gänzlich neuer Produkte als Zielsetzung im Vordergrund: „Neben der Teamtechnik GmbH haben beispielsweise die Schweizer Firmen Feintool Automation und Paro mit die Idee des Plug and Play konsequent realisiert“ so Gerhard Drunk, Unternehmensberater in Mannheim und Betreiber des Internetportals Xpertgate für Fabrikautomatisierung. Tatsächlich werde diese Art der Modularität nach Schätzung der Hersteller jedoch in nur cirka 10 % bis 20 % der Einsatzfälle benötigt. Erik Poulsen, Verkaufsleiter bei Ismeca Europe Automation in der Schweiz, sieht den Bedarf am ehesten noch in den schnelllebigen Elektronik- und Konsumgüterbranchen. Bei den dort vorherrschenden kurzen Produktlebenszyklen kämen die Vorteile der Variantenflexibilität durchaus zur Geltung.

In den wichtigen Branchen der Automobilzulieferindustrie und Medizintechnik dagegen sind derartige kurzfristige Änderungen selten. „Ein Prozessmodulwechsel während der Produktlaufzeit würde hier einen neuen Prozessfähigkeitsnachweis erfordern und wird daher möglichst vermieden“, so Gerhard Drunk. Ein hohes Maß an Modularisierung führe darüber hinaus zu Mehrkosten, die der Anlagenbetreiber ohne Not nicht übernehme.

Manfred Dietrich, Technologievorstand der Feintool Automation Division im schweizerischen Aarberg, sieht den Markt für hochmodulare Anlagen, deren autonome Prozessmodule jeweils mit einer eigenen Steuerung ausgerüstet sind, wie folgt: „Der Markt ist in gewissem Umfang vorhanden, diese Anlagenkonzepte haben sich jedoch aus Kostengründen in der Breite nicht durchgesetzt.“ Als genereller Trend werde die Modularisierungstiefe von der Stationsebene auf die Zellenebene mit einer größeren Anzahl von Stationen zurückverlagert. Statt Plug and Play von Prozessmodulen mit eigener Steuerung reiche in den meisten Fällen auch die Ausbaubarkeit der Prozessmodule über einheitliche mechanische Schnittstellen.

„Stückzahlgerechtes Investieren ist gefragt“, ergänzt Wolfgang Enger, Leiter Vertrieb und Projektierung bei USK Karl Utz Sondermaschinen in Limbach-Oberfrohna. Heute sei die Stückzahl-Flexibilität von Montageanlagen über den gesamten Produktlebenszyklus die wichtigste Herausforderung für Anlagenbetreiber und Maschinenbau. Anpassungsbedarf bestehe während des Hochlaufs der Serienproduktion, bei Absatzsteigerungen sowie bei schwankenden Absatzzahlen und beim Produktauslauf mit dem Übergang zur Ersatzteilfertigung.

„Für geringe Stückzahlen sind manuelle oder halbautomatische Arbeitsplätze die wirtschaftlichste Lösung, bei sehr hohen Stückzahlen vollautomatische Anlagen“, weiß Gerhard Drunk. Dazwischen lägen hybride Anlagen mit der Kombination von manuellen und automatischen Stationen voll im Trend. Die zentrale Anforderung in der Montagetechnik lautet für ihn deshalb: Flexibilität beim Automatisierungsgrad.

Hier könne die Modularität auf andere Weise ihre Stärke ausspielen: „Prozessmodule mit beispielsweise einer Pressenstation lassen sich je nach Bedarf in einen Handarbeitsplatz, einen halbautomatischen Arbeitsplatz oder eine vollautomatische anlagenintegrierte Station eingebaut werden“, so der Mannheimer Branchenexperte. Die Realisierung durchgängiger Anlagenkonzepte für manuelle, halbautomatische und vollautomatische Stationen seien dementsprechend zurzeit ein Entwicklungsschwerpunkt des Montageanlagenbaus.

Allerdings: Modularisierung allein spart kein Geld, sondern verursacht zunächst Mehrkosten – hier sind sich alle Anbieter einig. Bei einer konsequenten Modularisierung auf Ebene autonomer Prozesseinheiten, die jeweils mit Steuerung, Schaltschrank, Pneumatik-Ventilinsel etc. sowie steckbaren Schnittstellen ausgestattet sind, fallen nach Erkenntnissen von Xpertgate sogar erhebliche Mehrkosten an.

„Zwar spart die Modularisierung selbst keine Kosten, sie schafft jedoch die Voraussetzungen zur Standardisierung – und hieraus wiederum ergeben sich Einsparungspotenziale“, hebt Drunk hervor. Doch durch kostenoptimierte Konstruktion und projektübergreifende Kleinserienfertigung der Grundmaschine konnten viele Anbieter Produktkostensenkungen erzielen. Allerdings gibt Stefan Roßkopf, Geschäftsführer von Teamtechnik in Freiberg, zu bedenken, dass nur cirka 20 % der Anlagenkosten auf die Grundmaschine entfallen und 80 % auf die Prozessmodule. Die Einspareffekte über die Grundmaschine wirken sich damit auf die Anlagenkosten nur geringfügig aus, ohne die Realisierung von Wiederholeffekten bei den Prozessmodulen sei somit kein Durchbruch in Bezug auf die Anlagenkosten zu erreichen.

„Modulare Plattformen haben sich trotz höheren Kostenaufwandes einen hohen Marktanteil bei Montageanlagen erobert“, stellt Gerhard Drunk fest. So baue Teamtechnik heute cirka 70 % bis 80 % ihrer Längstransfer-Montageanlagen auf Basis der Teamos-Plattform. Sogar zu 100% setzt die Firma Mikron auf ihre Anlagenplattform G05. „Der wirtschaftliche Erfolg beider Firmen spricht für die Produktstrategie der Anlagenplattformen“, betont der Branchenkenner.

Ungelöst bleibt trotz modularer Anlagenplattformen das momentan größte Problem für die Wettbewerbsfähigkeit des Sondermaschinenbaus, nämlich die Produktkostensenkung. Trotz voller Orderbücher bleibt nach Xpertgate-Erkenntnissen bei vielen Anbietern angesichts hoher Projektrisiken und hohem Kostendruck unterm Strich viel Arbeit, aber kein zufrieden stellender Gewinn. Der Weg zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit geht für Drunk hier über kostenoptimierte technische Lösungen, Wiederholeffekte im Engineering und Reduzierung vermeidbarer Fehlerkosten“, so Unternehmensberater Drunk. XPE/KIP

Von Xpe/Dietmar Kippels
Von Xpe/Dietmar Kippels

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