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von Siemens Österreich

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In Linz entwickelt Siemens Werksvisualisierungs- und Flottenmanagementsysteme für AGVs.

AGVs: Autonomer Werksverkehr der Zukunft

3 Min. Lesezeit
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14. Mai 2019
Automatisierte Transportwägen werden die Fertigung der Zukunft prägen – die intelligente Steuerung kommt aus Österreich.

Die Produktion in Autofabriken wird immer komplexer, beinahe jedes Auto ist mittlerweile ein Unikat. Umso wichtiger werden Produktionsmethoden, mit denen ein Fertigungsbetrieb flexibler, besser und gleichzeitig günstiger in seinen Abläufen wird. Ingenieure tüfteln an neuen Konzepten, die die Möglichkeiten des digitalen Zwillings, also eines computergestützten Abbildes aller Vorgänge und Produktionsobjekte in der Fabrik, noch besser ausnutzen. Ein Ansatz ist das Aufbrechen der klassischen Fließfertigungslinien. Dieses Produktionsverfahren hat lange Jahre zu einer starken Senkung der Stückkosten beigetragen, doch wenn es um schnelle Anpassungen geht oder um spezielle Varianten mit eigenen Bearbeitungsstationen, erweist sich die Linienfertigung als unflexibel bzw. aufwändig.

Neue Konzepte setzen deshalb auf fahrerlose Transportsysteme, sogenannte AGVs (Automated Guided Vehicles), die Autoteile durch die Produktion chauffieren, statt einer fest aufgebauten Fördertechnik. Der Vorteil: Einzelne Abschnitte können bei einfachen Varianten übersprungen werden. Ist eine Maschine dauerhaft überlastet, wird eine zweite Maschine dazugestellt und von den AGVs dynamisch, das heißt auslastungsgesteuert, angefahren.

 

Digitalisierung der Automobilindustrie made in Austria

Die weltweite Kompetenz für Automatisierungslösungen in der Automobilproduktion ist innerhalb des Siemens-Konzerns in Linz gebündelt. Dort werden unter anderem auch Werksvisualisierungs- und Flottenmanagementsysteme für AGVs entwickelt. Die Linzer Softwareexperten haben nun erstmals ein System geschaffen, mit der verschiedenartigste AGVs in einem Kontext betrieben werden können. Je nach Einsatzzweck sind in Fabriken Transportsysteme unterschiedlicher Hersteller im Einsatz. Manche Modelle haben beispielsweise besondere Stapler-Funktionen, andere eine hohe Traktion, oder sind z.B. besonders kostengünstig. Die Herausforderung ist es, das Gehirn der Fabrik – die Leitsteuerung – mit den AGVs „sprechen“ zu lassen. Siemens-Experten aus Linz haben dafür das SIMOVE Fleetmanagement entwickelt. Es übernimmt die Verkehrssteuerung in der Fabrik der Zukunft.

Das System wird erstmals in der „Factory 56“ von Daimler in Sindelfingen in einer großen Skalierung zum Einsatz kommen. Das SIMOVE Fleetmanagement wird dort ab dem geplanten Produktionsstart im Frühjahr 2020 den Verkehrsfluss von rund 400 AGVs unterschiedlichster Hersteller durch die Fabrik leiten und einen reibungslosen und flexiblen Produktionsablauf der S-Klasse ermöglichen. Laut Daimler wird die Fabrik die modernste Automobilproduktion der Welt sein.

 

Road to Digital Production: Dynamische Navigation ohne definierte Karte       

Der nächste Evolutionsschritt ist schon gemacht: Künftig werden sich AGVs völlig ohne vorher definierte „Landkarte“ durch Fabrikshallen bewegen. Das ermöglicht noch mehr Flexibilisierung und eine völlig dynamische Gestaltung der Produktionsabläufe. Im Rahmen des Projekts R2D (Road to Digital Production) haben Entwickler aus Linz erstmals ein dynamisches Routing von AGVs realisiert. Die Fahrwegkoordinaten werden über eine cloudbasierte Lösung direkt an den Fahrzeug-Navigationsrechner übermittelt, ohne vorab definierte Karten am Fahrzeug abzuspeichern.

Die Transportwägen werden dabei mithilfe eines sogenannten RTLS (Real-Time Locating System) dirigiert. Die Software gibt den AGVs „Brotkrümel“ vor, entlang derer sie sich durch die Produktion bewegen können. Siemens hat das System in einem Pilotprojekt für eine Montagelinie von Elektromotoren mit der Losgröße 1 in seinem Nürnberger Werk erstmals eingesetzt. Die Software dafür wurde von den Linzer Spezialisten in Hackathons entwickelt, die über ein Jahr verteilt stattgefunden haben.

 

Real-Time Locating System: Objektbewegungen in Echtzeit

RTLS sind funkbasierte Ortungssysteme, die alle Objektbewegungen in Echtzeit erfassen und an das Steuerungssystem beziehungsweise die einzelnen AGVs melden. Dadurch erhalten die Fahrzeuge sowohl die eigene Position als auch die Zielkoordinaten und können dynamisch, unter Berücksichtigung der aktuellen Auslastung und der Priorität des Fertigungsauftrags, zu den jeweiligen Bearbeitungsmaschinen navigiert werden. Bei einem RTLS werden dazu in regelmäßigen Abständen sogenannte Anker, Lokalisierungspunkte, in der Fabrik installiert, die ähnlich wie ein WLAN Netz die gesamte Fläche abdecken. Die Anker peilen Transponder an, die an den Robotern, AGVs, Werkstücken oder Maschinen befestigten sind. Die Position der Transponder wird in Sekundenbruchteilen ermittelt, und die Koordinaten werden an das Navigationssystem und die Produktionssteuerung übertragen.

Weitere Informationen:
Projekt R2D „R2D – Road to Digital Production“ ist ein Förderprojekt im Rahmen der Initiative „Bayern Digital“ des Bayerischen Wirtschaftsministeriums. In diesem Projekt treiben Siemens und die weiteren Partner Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS mit seiner Fraunhofer-Arbeitsgruppe für Supply Chain Services SCS, Simplifier AG und KINEXON GmbH die Digitalisierung industrieller Produktionsprozesse voran: Mithilfe eines Smart Production Tags wird ein klassischer Produktionsprozess dezentralisiert und dynamisiert, indem das gesamte prozessuale Umfeld bei einer industriellen Einzelfertigung bis auf die Werkstattebene hinunter digital erfasst und gesteuert wird. Weitere Informationen: road2digitalproduction.com