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Wenn alles vernetzt ist

Digitalisierung, künstliche Intelligenz, Robotik: Rund um den Globus treiben Megatrends einen massiven Umbruch in der Fertigungswelt voran. Menschen, Maschinen und Prozesse werden immer stärker miteinander vernetzt, um die Produktivität zu erhöhen. Für Mitarbeiter fallen häufig körperlich anstrengende Arbeiten weg, dafür entstehen andere, qualifizierte Aufgaben in einem immer komplexeren Produktionsumfeld. Wo die Reise genau hingeht, weiss niemand – aber spannend ist sie auf jeden Fall.

Fertigung der Zukunft - wenn alles vernetzt ist

 

Zukunft konkret: Zum Beispiel Bühlertal

Produkte lokal fertigen und wettbewerbsfähig bleiben. Kundenwünsche in hoher Qualität und Geschwindigkeit umsetzen. Einen Standort langfristig sichern und nachhaltig wirtschaften. Mit dieser Ausrichtung digitalisiert Kärcher sein Werk Bühlertal komplett. Bereits vor Start des Projekts, das unter dem Namen Bühlertal 5.0 läuft, lag der Automatisierungsgrad bei über 50 Prozent. Innerhalb von nur zwei Jahren werden nun Produktionssteuerung, Fertigung und Intralogistik neu aufgesetzt oder weiter automatisiert. Warum fahrerlose Transportsysteme dabei Schwarmintelligenz brauchen, und warum Mitarbeiter nun deutlich weniger Gewicht stemmen müssen? Wir tauchen ein.

Digitalisierung im Saisongeschäft: Die Welt dreht sich weiter.

Grosse Projekte haben oftmals die Eigenschaft, im Sand zu verlaufen. Das geschieht vor allem dann, wenn der Wurf zu gross ist und die Mitarbeiter nicht an Bord sind. Katja Räntzsch, Projektleiterin Bühlertal 5.0, erklärt: „Uns war es von Anfang an wichtig, dass alle Kolleginnen und Kollegen in das Projekt involviert sind, denn sie schultern viele Aufgaben in der Umsetzung. Das geht nur mit Motivation und Offenheit für neue Ideen – zumal die Welt sich weiterdreht und wir das operative Geschäft zuverlässig stemmen müssen.“

Operatives Geschäft bedeutet in Bühlertal zum Beispiel eine Kunststoffeigenfertigung mit 50'000 Bauteilen pro Tag oder die Herstellung von bis zu 25'000 Produkten für private und professionelle Anwender. Hinzu kommt die spezielle Herausforderung, dass auch die Reinigungstechnik ein Saisongeschäft ist. Im Retailsegment ist die Nachfrage an Hochdruckreinigern in Frühjahr und Sommer besonders hoch. „Sobald die Sonne scheint, steigen die Bestellungen drastisch und wollen schnell bedient sein – da arbeiten wir im Werk nicht nur mit unseren 570 Mann Stammbelegschaft, sondern zusätzlich mit bis zu 300 Saisonkräften im Dreischichtbetrieb“, so Räntzsch.

Illustration Kärcher Bühlertal 5.0

 

Keine Luftschlösser bauen, sondern Themen auswählen und anpacken.

Wo so angepackt wird, muss eine passende Digitalisierungsstrategie gewählt werden. „Wir haben nicht den Ansatz, grosse, individuelle Programmierungen zu beauftragen, die dann nicht funktionieren“, erläutert Räntzsch. „Wir setzen standardnahe, funktionierende Lösungen um und vereinfachen Prozesse, wo möglich, mithilfe von Software.“ Die Basis für alle Massnahmen bilden ein leistungsstarkes, ausfallsicheres WLAN und das entsprechende interne Netzwerk – der Ausbau der digitalen Infrastruktur war also die erste Säule des Projekts. Danach ging es an die Kernthemen Produktionssteuerung, Automation und Intralogistik. Das Software-Herzstück in der Fertigung bildet das MES-System, das bis 2021 schrittweise mit Schnittstellen zu SAP ausgestattet wird. „Wie vielerorts lief in der Vergangenheit einiges über Excel“, stellt Räntzsch fest. „Das funktioniert zwar, ist aber sehr aufwendig und hängt von einigen, wenigen Experten ab.“ Das neue System ist dazu in der Lage, die komplette Feinplanung der Produktion zu übernehmen, von der Vorproduktion über die Endmontage bis zur Qualitätsprüfung. „Wir lernen aktuell beinahe täglich, wo es Optimierungspotenzial gibt“, so Räntzsch. „Wir hatten beispielsweise immer eine hohe Auslastung unserer Spritzgussmaschinen, aber das MES steuert noch einmal besser aus.“

Illustration Software im Werk Bühlertal

Mensch und Automation: Wenn es Hand in Hand geht.

Die Arbeitswelt ist im digitalen Umbruch, und bei manchen Firmen ist Personalabbau Ziel von Automatisierungsprozessen. Katja Räntzsch erklärt, warum das in Bühlertal nicht die Stossrichtung ist: „Im Kern unserer Massnahmen steht, dass wir den Output des Werks erhöhen wollen – durch verbesserte Arbeitsbedingungen und reibungslose Prozesse.“ Also hat man gemeinsam die Fertigungslinien analysiert und definiert, wo Arbeitsschritte erleichtert werden können. In der Endmontage des Hochdruckreinigers K 2 muss bislang die 2 Kilogramm schwere Pumpe manuell aufgesetzt werden. Bei hohen Stückzahlen eine sehr anstrengende, wenig ergonomische Tätigkeit.

Ab 2020 erfolgt dieser Arbeitsschritt maschinell. Für die Professional-Produkte wird es ebenfalls Erleichterungen geben, was bei den schweren Geräten besonders von Vorteil ist. „Wie in der Automobilbranche werden künftig Unterfahr-FTS den Hochdruckreiniger HDS zu den einzelnen Arbeitsstationen bringen – ein deutliches Plus an Ergonomie.“

Ist ein Produkt abholbereit, setzt ein Verpackungsroboter es auf eine Palette. Danach holen fahrerlose Transportsysteme (FTS) die Geräte ab. „Das ist wirklich faszinierende Technik“, so Räntzsch. „Zumal die FTS schwarmintelligent arbeiten. Sie fahren nicht einfach stumpf eine Strecke ab, sondern das FTS, das dem aktuellen Auftrag am nächsten ist, nimmt das Produkt mit.“ Danach geht es entweder ins Lager oder in den Direktversand – wo das Werk mit den bisherigen Massnahmen die Quote von 30 auf über 50 Prozent gesteigert hat und 70 Prozent anstrebt. „Der Direktversand steht für eine schnelle Adressierung von Bestellungen und für geringe Lagerhaltungskosten.“

Unterwegs, aber nicht fertig:
Bisheriges Vorankommen als Ansporn.

Binnen zwei Jahren wurden in Bühlertal viele Massnahmen umgesetzt oder befinden sich in Realisierung. „Auch mit der papierlosen Fabrik sind wir auf einem guten Weg“, so Räntzsch. Analog zur Digitalisierungsstrategie im Gesamtunternehmen wird die komplette Personalverwaltung im Werk so gestaltet, dass Angestellte ohne eigenen PC über digitale Endgeräte Urlaubsanträge oder Krankmeldungen eingeben können. Dass sich all diese Schritte lohnen, zeigen die gestiegene Produktivität und die gesunkenen Fehlerkosten. „Das Projekt ist für uns aber nicht das Ende, sondern der Anfang“, schmunzelt Räntzsch. „Denn wir wollen, wie bisher auch, jeden Tag ein Stück weitergehen – es ist immer Luft nach oben.“

Illustration Mensch und Automation

Daten und Fakten Bühlertal 5.0

Das Werk Bühlertal hat eine Produktionsfläche von 26'000 m² und eine Lagerfläche von 23'000 m². Die Kunststoffeigenfertigung verfügt über 26 Spritzgiessmaschinen und 250 Werkzeuge. Eine Motoreneigenfertigung für Modelle bis 3,2 kW Leistung läuft auf zwei Linien. An Produkten entstehen Dampfreiniger für den Indoor-Bereich, Hochdruck- und Flächenreiniger für Privatanwender sowie Hochdruckreiniger für die Industrie.

Im Werk sind viele Prozesse automatisiert, was entsprechende Lösungen erfordert. Dazu zählen unter anderem 49 Montage- und Handlingroboter, 21 Portalroboter für das Übersetzen und Verschrauben, 53 drehmomentüberwachte Elektroschrauber sowie eine hundertprozentige Prüfung aller Geräte mittels 34 Bildverarbeitungs- und Kamerasystemen.


Nachgefragt bei Jungheinrich: Intralogistik gegen Verschwendung*

Jungheinrich ist spezialisiert auf Intralogistiklösungen und hat Kärcher beim Projekt Bühlertal 5.0 unterstützt. Wo liegen heute die grössten Herausforderungen?

Markus Staringer: Zunächst setzen wir unsere Lösungen selten auf der grünen Wiese um. Meistens arbeiten wir auf Basis schon bestehender Prozess- und Montageabläufe. Gemeinsam mit unseren Kunden prüfen wir dann, wo überall Ressourcen in Form unnötiger Wege, Wartezeiten und Lagerhaltung verschwendet werden, und optimieren auf dieser Basis die Abläufe. Dabei gibt es einen sehr hohen Anspruch hinsichtlich der Systemverfügbarkeit. Um genau die sicherzustellen, haben wir rund 8'000 Kundendiensttechniker im Einsatz, die jede Störung in kürzester Zeit beheben.

Prozesse greifen immer mehr ineinander, vor allem zwischen Intralogistik und Produktion. Wo steckt aus Ihrer Sicht das grösste Potenzial mit Blick auf die Effizienz?

Markus Staringer: Das wird klar, wenn man sich die Prozessketten ansieht. Bei Kärcher zum Beispiel geht Ware vom Lager an die Spritzgussmaschine, danach gehen Spritzgussteile in die Fertigung, und von dort aus gehen Produkte in das Lager oder den Versand. Lässt man diese Schritte automatisiert ablaufen, sinkt die Fehlerwahrscheinlichkeit signifikant, und ein unterbrechungsfreies Arbeiten mit beständigen Taktzeiten wird möglich. So rechnet sich die Investition in Intralogistik schnell.

Digitalisierung, Automatisierung und künstliche Intelligenz – ein viel zitierter Dreiklang. Einiges ist heute schon möglich, aber wo geht die Reise hin?

Hennes Fischbach: Die Intralogistik unterliegt bereits seit Jahrzehnten einem anhaltenden Trend zur Automatisierung. Aktuelle Lösungen laufen ausserordentlich stabil. Das wird von unseren Kunden sehr geschätzt. Denn generell gilt: Das Fertigungsumfeld ist für Experimente viel zu sensibel. Mit dem Schlagwort künstliche Intelligenz werden jüngst viele Visionen und Träume verbunden. Letzten Endes heisst KI aber, dass Maschinen lernen und in einem gewissen Rahmen selbstständig die für sie passende Lösung suchen. Das bedeutet auch, dass wir Menschen mehr Verantwortung an die Maschine übertragen. Bis wir das wirklich wollen und für sicher erachten, wird noch eine Weile vergehen.

*Markus Staringer und Hennes Fischbach sind Projektleiter bei Jungheinrich und haben das Projekt Bühlertal 5.0 betreut.


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