Desktop Factory: Produktion aus dem Baukasten
Ein Besuch in Legoland zeigt: Mit den kleinen Bauklötzchen lässt sich einfach alles zusammenbauen. Einen ähnlichen Weg verfolgen Bosch und sein Tochterunternehmen BoschRexroth nun auch in der Produktion: Mit kleinen Fertigungsmodulen ('den Klötzchen') können ganze Fertigungslinien neu zusammengestellt werden. Das spart Produktionsfläche, ist flexibler in Planung und Betrieb, und risikoärmer bei schwankenden Stückzahlen und ungewisser Geschäftsentwicklung.
Flexibilität ist in der Fertigung alles: Der Produktionsstart rückt näher. Ein Auftraggeber möchte noch letzte Änderungen am Produkt berücksichtigt sehen. Ein Prüfprozess für die Qualitätssicherung soll noch schnell eingebaut werden. Die Stückzahl wird erhöht. Kurz: Fertigungsingenieure sind ständig im Stress. Doch jetzt können sie etwas durchatmen: Forscher und Entwickler bei Bosch haben unter dem Namen Desktop Factory (DTF) ein Fertigungskonzept ersonnen und über die Tochter BoschRexroth auf den Markt gebracht, das mit einem modularen Montagesystem Fertigungsflexibilität auf die Spitze treibt.
Der Name Desktop Factory ist dabei Programm: Die Montageprozesse spielen sich tatsächlich auf Abmessungen eines Schreibtisches ab. Sogar noch etwas kleiner: Die typische Prozessfläche fürs Zusammenstecken, Laserschweißen, Fügen, Einpressen, Prüfen und Testen von Bauteilen und Komponenten ist ein klassisches DIN A4-Blatt. Davor platzieren die Forscher ein Transportsystem von Modul zu Modul, dahinter die Materialzugabe. "Insgesamt misst ein Modul gerade einmal 22 mal 66 Zentimeter", erklärt Volker Henrichs aus der Bosch-Forschung in Schwieberdingen. Ein Projektteam mit Montageexperten aus den Werken und der Forschung hat das Konzept ausgearbeitet und vor rund zwei Jahren in den Geschäftsbereich Linear Motion and Assembly Technologies von Rexroth übertragen.
Das Projekt war eines mit hoher Priorität in der Anwendungsforschung. Jedes Fertigungsmodul, sei es zum Fügen, Montieren oder Schweißen, sollte möglichst einfach aufgebaut, perfekt auf einen einzelnen Fertigungsschritt zugeschnitten sein und sich passgenau -- eben wie Legosteine -- in eine Fertigungslinie ähnlicher Module einfügen lassen.
Kurze Umbauzeiten, wiederverwertbare Prozessmodule
Nach Abschluss des Forschungsprojekts vor zwei Jahren und dem erfolgreichen Transfer des DTF-Konzepts an die Bosch-Tochter Rexroth hat Forscher Henrichs die Funktion eines Consultants übernommen: Mit seinem gesammelten Know-how ist er Anlaufstelle für die Fertigungsingenieure innerhalb von Bosch und analysiert mit ihnen, "ob" und "wie" DTF in deren Produktionsaufgaben eingesetzt werden kann.
Die Randbedingungen für die "Fertigung auf dem Schreibtisch" sind klar vorgegeben: Das Bauteil sollte nicht mehr als zehn Zentimeter messen (Henrichs: "Alles, was in eine Hand passt."), Taktzeiten liegen über drei Sekunden und mit dem sogenannten "one piece flow" geht immer ein komplettes, in der Linie "wachsendes" Bauteil auf die Reise. Innerhalb dieser Vorgaben leistet DTF Erstaunliches, wie Henrichs aus ersten Erfolgen berichten kann: In einer konkreten Anwendung der DTF konnten 90 Tage Linienstillstand durch Umbauten und Anpassungen gegenüber herkömmlichen Montagelinien vermieden werden. Das steigert die Produktivität. "Für ein Werk wird dies zu einem deutlichen Standortvorteil", sagt Henrichs. Die Umbaukosten reduzierten die Ingenieure in diesem Anwendungsfall sogar auf unter ein Zehntel. Die Gesamtlänge dieser Montagelinie konnte von 60 auf 15 Meter reduziert werden.
Zu den DTF-Prozessschritten zählen Montage, Laserschweißen, Fügen, Einpressen "und sehr spezielle Prüfprogramme", erklärt Henrichs. Ändern sich Spezifikationen für das Produkt oder wünscht ein Kunde zusätzliche Prüfprozesse, so können die einzelnen Module leicht ausgetauscht oder umgeordnet werden. Sollen die Stückzahlen steigen, so steigern die Ingenieure die Ausbringung, indem Module mit zeitkritischen Prozessen einfach vervielfacht werden. Solche Umbaumaßnahmen fallen nicht nur kürzer aus, sondern sind wegen der Wiederverwertbarkeit der Module auch preiswerter. "Früher bedeutete ein Umbau, dass viele Maschinenteile ausgesondert und verschrottet wurden", sagt Henrichs. Heute können die herausgenommenen Module wiederverwertet werden: Als definierte Prozessbausteine stehen sie für den erneuten Einsatz abrufbereit.
Prozessmodulbaukasten ist unternehmensweit verfügbar
Bei Bosch zahlt sich die DTF-Innovation zweifach aus. Zum einen hat sich das Unternehmen einen eigenen Prozessbaukasten mit Standardfertigungsmodulen zugelegt. Darin befinden sich Module für Einpressen, Fügen, Dosieren, Kleben, Laserschweißen und -beschriften sowie fürs Palettieren. Aus diesem für Bosch exklusiv zur Verfügung stehenden Baukasten können sich Fertigungsingenieure ihre Linie zusammenstellen, wobei einfache Module von Zulieferern kommen und Module mit Schlüsseltechniken in Eigenregie entstehen.
Zum anderen bietet Rexroth den DTF-Grundbaukasten(ohne die Prozesse mit dem Bosch Kern-Know-how) auch auf dem Markt an und nutzt die Chance, neuen Umsatz zu generieren und für Bosch auf der Kostenseite Skaleneffekte zu erzielen.
