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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Montage von Kraftfahrzeugen aus mehreren Kraftfahrzeugbaugruppen, umfassend eine Vielzahl von Arbeitsstationen, an denen jeweils wenigstens ein der Arbeitsstation zugeordneter Fertigungsprozess, insbesondere ein Montageschritt, ausführbar ist, wobei eine erste Gruppe von Arbeitsstationen an wenigstens einem ersten Liniensegment angeordnet ist.
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Entsprechende Anlagen zur Montage von Kraftfahrzeugen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, wobei beispielsweise eine Vielzahl von Arbeitsstationen entlang eines Fließbandes angeordnet ist, welche Arbeitsstationen von sämtlichen Grundkörpern der zu montierenden Kraftfahrzeuge auf dem Fließband durchlaufen werden. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass jeder der Grundkörper in jeder der Arbeitsstationen auch einen Montageprozess durchläuft bzw. einem Montageschritt unterzogen wird, durch die lineare Anordnung des Fließbandes und der an diesen angeordneten Arbeitsstationen, durchläuft dennoch jeder Grundkörper, beispielsweise eine Grundkarosserie des Kraftfahrzeugs, jede der Arbeitsstationen.
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In Abhängigkeit der Ausstattung des jeweiligen herzustellenden Kraftfahrzeugs, werden an den einzelnen Arbeitsstationen verschiedene Arbeitsprozesse bzw. Fertigungsprozesse, insbesondere Montageschritte, ausgeführt. Dadurch wird von Fertigungsprozess zu Fertigungsprozess das Kraftfahrzeug durch Montage der einzelnen Kraftfahrzeugbaugruppen an dem Grundkörper montiert. Bei dem Grundkörper handelt es sich somit um ein teilweise montiertes Kraftfahrzeug, bei dem beispielsweise je nach Fertigungszustand bereits verschiedene Kraftfahrzeugbaugruppen an einen ursprünglichen Grundkörper, beispielsweise der Karosserie, montiert wurden. Der Grundkörper kann ferner auch eine Untereinheit der Karosserie bilden, an die weitere Karosserieteile angebracht werden können.
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Bei derartigen Anlagen zur Montage von Kraftfahrzeugen ist ferner bekannt, dass aufgrund der Variantenvielfalt der zu montierenden Kraftfahrzeuge, insbesondere in Bezug auf die Ausstattungen, auch eine entsprechende Varianz in der Ausführung der Montageschritte einhergeht. Hierbei unterscheiden sich die auszuführenden Montageschritte ebenfalls je nach Ausstattung zum einen in der Anzahl der auszuführenden Arbeitsprozesse, der Art der auszuführenden Arbeitsprozesse und dem Aufwand der einzelnen Arbeitsprozesse. Dadurch tritt ebenfalls eine vergleichsweise hohe Varianz in der Montagezeit an den einzelnen Arbeitsstationen auf, die dazu führt, dass sich über die gesamte Montage eine höhere Varianz einstellt, die kompensiert werden muss bzw. entsprechende Puffer vorgehalten werden müssen, um zu ermöglichen, dass Mitarbeiter bei der Montage zusammen mit dem Grundkörper bereits in den Bereich einer weiteren Arbeitsstation bewegt werden, dies wird auch als „abschwimmen“ bezeichnet. Das sogenannte „Abschwimmen“ wird in der Praxis und in der Literatur häufig auch als „Driften“ und der dafür benötigte Raum als „Driftbereich“ bezeichnet. Weiterhin müssen Springer oder Nacharbeiter vorgehalten werden, um die Varianz in den Taktzeiten zu kompensieren. Dies führt wiederum zu Auslastungsverlusten, da die Takte nicht vollständig ausgelastet werden können.
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Die beschriebenen Auslastungsverluste entstehen einerseits beispielsweise dadurch, dass aufgrund der Verbaureihenfolge oder weiterer Restriktionen eine Vollauslastung der Takte nicht möglich ist, da nicht ausreichend Montageinhalte vorhanden sind, die an dem entsprechenden Takt verbaut werden können. Anderseits kann durch das Herabsetzen der Auslastung einer Arbeitsstation ein zu starkes „Abschwimmen“ vermieden werden. Die Auslastungsverluste führen somit zumindest indirekt auch zu höheren Betriebskosten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Anlage zur Montage von Kraftfahrzeugen anzugeben, bei der Auslastungsverluste reduziert werden können.
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Die Aufgabe wird durch eine Anlage gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen.
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Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung eine Anlage zur Montage von Kraftfahrzeugen aus mehreren Kraftfahrzeugbaugruppen. Die Anlage umfasst eine Vielzahl von Arbeitsstationen, die dafür vorgesehen sind, jeweils wenigstens einen oder mehrere Fertigungsprozesse, insbesondere Montageschritte, auszuführen, um ein Bauteil oder eine Kraftfahrzeugbaugruppe an einen Grundkörper des herzustellenden Kraftfahrzeugs zu montieren. Selbstverständlich sind auch andere Fertigungsprozesse möglich, beispielsweise vorbereitende Prozessschritte, um eine Montage einer Kraftfahrzeugbaugruppe an dem Grundkörper zu ermöglichen.
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Dabei sind die Arbeitsstationen bzw. ein erster Teil der Arbeitsstationen oder eine erste Gruppe von Arbeitsstationen an einem ersten Liniensegment der Anlage angeordnet. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zwischen dem ersten Liniensegment und einem zweiten Liniensegment ein flexibles Segment angeordnet ist. Im Speziellen weist die Anlage ein flexibles Segment auf, das in Bezug auf eine Förderrichtung von Grundkörpern der in der Anlage zu montierenden Kraftfahrzeuge zwischen dem ersten Liniensegment und dem zweiten Liniensegment angeordnet ist. Die dem ersten und zweiten Liniensegment zugeordneten Arbeitsstationen sind in Reihe angeordnet und werden von allen Grundkörpern der Kraftfahrzeuge durchlaufen. Wenigstens zwei der dem flexiblen Segment zugeordneten Arbeitsstationen sind demgegenüber parallel angeordnet, d.h., dass die einzelnen Arbeitsstationen nicht notwendigerweise von allen Grundkörpern der Kraftfahrzeuge durchlaufen werden. Das flexible Segment kann daher auch als Parallelsegment bezeichnet werden. Die Grundkörper der Kraftfahrzeuge werden den Arbeitsstationen in dem flexiblen Segment stattdessen in Abhängigkeit eines die Ausstattung der herzustellenden Kraftfahrzeuge betreffenden Ausstattungsparameters zugeführt.
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Mit anderen Worten durchlaufen die Grundkörper, also beispielsweise die teilweise fertiggestellten Kraftfahrzeuge, jede der Arbeitsstationen entlang der Liniensegmente, die Grundkörper werden jedoch nur denjenigen Arbeitsstationen in dem flexiblen Segment zugeführt, die für eine Ausführung von Prozessschritten bzw. Fertigungsprozessen für das jeweilige Kraftfahrzeug benötigt werden. Somit kann der Ausstattungsparameter angeben, welche Ausstattungen an dem konkreten herzustellenden Kraftfahrzeug zu montieren sind, wobei der Grundkörper des Kraftfahrzeugs dazu korrespondierend nur denjenigen Arbeitsstationen bzw. derjenigen Arbeitsstation in dem flexiblen Segment zugeführt wird, die für das Montieren der jeweiligen Ausstattung vorgesehen ist. Ist bei dem konkreten Kraftfahrzeug diejenige Ausstattung bzw. Kraftfahrzeugbaugruppe nicht zu montieren, die in einer Arbeitsstation verbaut wird, ist es auch nicht erforderlich, das Kraftfahrzeug derjenigen Arbeitsstation in dem flexiblen Segment zuzuführen, die für das Verbauen der jeweiligen Kraftfahrzeugbaugruppe vorgesehen ist.
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Dies erlaubt der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anlage, eine Verbesserung der Auslastung der Taktzeiten, da diverse Montageprozesse, die eine erhöhte Spreizung der Varianz in der Fertigungszeit mit sich bringen, in das flexible Segment ausgelagert werden können. Fertigungsprozesse bzw. Montageschritte, die bei einer hohen Anzahl an Kraftfahrzeugen durchgeführt werden müssen, können an dem Liniensegment angeordnet sein, da diese ohnehin von allen Grundkörpern der Kraftfahrzeuge durchlaufen werden und somit die Ausführung der Montageprozesse durchgeführt werden kann. Vorteilhafterweise können die zuvor beschriebenen Auslastungsverluste reduziert werden. Im Speziellen können Betriebskosten, die Anzahl der Mitarbeiter, insbesondere Springer und erforderliche Nacharbeit reduziert werden. Ferner reduzieren sich Investitionskosten, da Arbeitsstationen und Driftbereiche entfallen oder reduziert werden können.
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Die beschriebenen Liniensegmente der Anlage unterscheiden sich somit von dem flexiblen Segment darin, dass mehrere in Sequenz angeordnete Arbeitsstationen vorgehalten werden, die von allen Grundkörpern der herzustellenden Kraftfahrzeuge nacheinander durchlaufen werden. Die Liniensegmente können daher in Sequenz getaktet werden, wobei die Grundkörper in Form einer Perlenkette starr verkettet die einzelnen Arbeitsstationen entlang der Liniensegmente durchlaufen. Die Grundkörper in den Liniensegmenten folgen sonach einer festgelegten Reihenfolge, die der Definition der Taktzeiten bzw. der Sequenz zugrunde gelegt werden kann.
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Demgegenüber zeichnet sich das flexible Segment dadurch aus, dass wenigstens zwei Arbeitsstationen zueinander parallel angeordnet werden bzw. angeordnet sind. Jeder der Grundkörper kann somit nur denjenigen Arbeitsstationen zugeführt werden, die erforderlich sind, um die konkrete Ausstattung des herzustellenden Fahrzeugs herzustellen bzw. die benötigten Fahrzeugbaugruppen zu verbauen. Die einzelnen Ausstattungsvarianten sind in dem flexiblen Segment sonach voneinander entkoppelt, da die Grundkörper der Kraftfahrzeuge nicht sämtlichen Arbeitsstationen in Sequenz zugeführt werden müssen, sondern nur denjenigen Arbeitsstationen zugeführt werden, die für die Herstellung des Kraftfahrzeugs benötigt werden.
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Dadurch ist es möglich, Prozesszeitschwankungen zu reduzieren bzw. abzufangen, da die Variantenspreizung aus der Sequenz in den Liniensegmenten herausgenommen und in das flexible Segment verlagert wird. Bei den Arbeitsstationen in dem flexiblen Segment kann insbesondere eine Zuordnung der Mitarbeiter bzw. der Werkzeuge fest oder flexibel vorgenommen werden, je nach Bedarf. Das erste Liniensegment, das flexible Segment und das zweite Liniensegment sind dabei insbesondere vor einer Prüfzone, einem Motorstart bzw. einer Nachbearbeitungszone oder dem sogenannten „Finish des Fahrzeugs“ angeordnet. Mit anderen Worten durchläuft jeder Grundkörper des Kraftfahrzeugs das erste Liniensegment, das flexible Segment und wenigstens das zweite Liniensegment bevor der in dem Kraftfahrzeug verbaute Motor das erste Mal gestartet wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Anlage kann vorgesehen sein, dass das flexible Segment wenigstens einen Pufferbereich aufweist, wobei die Kraftfahrzeuge zwischen dem ersten Liniensegment und dem Pufferbereich und zwischen dem Pufferbereich und wenigstens einer Arbeitsstation des flexiblen Segments und zwischen dem Pufferbereich und dem zweiten Liniensegment bewegbar sind. Der beschriebene Pufferbereich kann insbesondere ein selbststeuernder Puffer sein bzw. als solcher arbeiten. Der Pufferbereich stellt mehrere Pufferplätze bereit, in denen herzustellende Kraftfahrzeuge bzw. Grundkörper von Kraftfahrzeugen zeitweise abgestellt werden können. Die Grundkörper werden damit zwischengelagert, wenn diese von dem ersten Liniensegment in den Pufferbereich zugeführt werden. Aus dem Pufferbereich ist es möglich, die Grundkörper der herzustellenden Kraftfahrzeuge bedarfsbasiert den Arbeitsstationen des flexiblen Segments zuzuführen. Hierbei trägt jeder Grundkörper beispielsweise einen Ausstattungsparameter, der angibt, welche Ausstattungsmerkmale das herzustellende Kraftfahrzeug aufweist und folglich welche Kraftfahrzeugbaugruppen an dem Grundkörper zu montieren sind.
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Ein konkreter Grundkörper kann sonach von dem Pufferbereich zu der wenigstens einen Arbeitsstation des flexiblen Segments bewegt werden, derart dass in der Arbeitsstation ein für die Herstellung des Kraftfahrzeugs erforderlicher Montageschritt ausgeführt werden kann. Anschließend wird der Grundkörper des Kraftfahrzeugs wieder zurück in den Pufferbereich verbracht oder wenigstens einer weiteren Arbeitsstation des flexiblen Segments zugeführt. Aus dem Pufferbereich ist es ebenso möglich, den Grundkörper des Kraftfahrzeugs einer weiteren Station zuzuführen oder den Grundkörper von dem Pufferbereich in das zweite Liniensegment zu überführen. Der Grundkörper kann nach Abschluss des letzten Prozessschritts in dem flexiblen Bereich aus der letzten Arbeitsstation auch direkt in das zweite Liniensegment befördert werden.
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Selbstverständlich ist eine direkte Zuführung zwischen den Arbeitsstationen bzw. den Arbeitsstationen und dem Liniensegment ebenso möglich. Dies kann insbesondere in Abhängigkeit der Auslastung der Arbeitsstationen entschieden bzw. durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Grundkörper eines Kraftfahrzeugs aus dem ersten Liniensegment in den Pufferbereich verbracht werden, in welchem Pufferbereich der Grundkörper verbleibt, bis eine für die Herstellung des Kraftfahrzeugs in dem flexiblen Segment erforderliche Arbeitsstation frei wird. Dann kann der Grundkörper des Kraftfahrzeugs von dem Pufferbereich in die frei gewordene Arbeitsstation verbracht werden. In Abhängigkeit davon, ob weitere Arbeitsschritte in dem flexiblen Segment durchgeführt werden müssen, kann der Grundkörper anschließend von der Arbeitsstation in eine weitere Arbeitsstation oder zwischenzeitlich zurück in den Pufferbereich verbracht werden, falls die anderen Arbeitsstationen belegt sind. Der Pufferbereich kann dabei auch übersprungen werden, beispielsweise wenn in dem zweiten Liniensegment ein entsprechender Platz für den Grundkörper des Kraftfahrzeugs frei ist bzw. wenn das Fahrzeug nach der geplanten Sequenz direkt wieder eingesteuert werden soll.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Anlage kann das flexible Segment wenigstens zwei Arbeitsstationen aufweisen, die zur Ausführung verschiedener Arbeitsprozesse ausgebildet sind und/oder wenigstens zwei Arbeitsstationen aufweisen, die zur Ausführung gleichartiger Arbeitsprozesse ausgebildet sind und/oder wenigstens eine Arbeitsstation aufweisen, die zur Ausführung von wenigstens zwei verschiedenen Arbeitsprozessen ausgebildet ist. Demnach wird letztlich vorgeschlagen, dass mehrere gleichartige Arbeitsstationen vorgehalten werden können, in denen die gleichen Fertigungsprozesse ausgeführt werden können. Beispielsweise können wenigstens zwei Arbeitsstationen vorgehalten werden, in denen an einen Grundkörper eines Kraftfahrzeugs die gleiche Kraftfahrzeugbaugruppe montiert werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich ist es ebenso möglich, dass das flexible Segment zwei oder mehr Arbeitsstationen aufweisen kann, die jeweils unterschiedliche Arbeitsprozesse bzw. Fertigungsprozesse ausführen können. Grundsätzlich können somit in verschiedenen Arbeitsstationen verschiedene Ausstattungsmerkmale realisiert werden. Beispielsweise können in verschiedenen Arbeitsstationen verschiedene Kraftfahrzeugbaugruppen an Grundkörper von Kraftfahrzeugen montiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch wenigstens eine Arbeitsstation vorgesehen sein, die mehrere verschiedene Arbeitsprozesse bzw. Fertigungsprozesse ausführen kann, welche Arbeitsstation beispielsweise wenigstens zwei unterschiedliche Kraftfahrzeugbaugruppen bedarfsbasiert montieren kann. Demnach können Arbeitsstationen vorgesehen sein, die genau einen Arbeitsschritt bzw. Prozessschritt ausführen, wobei es auch möglich ist, dass wenigstens eine Arbeitsstation mehrere Prozessschritte durchführt.
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Die Anlage zur Montage von Kraftfahrzeugen kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die Anzahl einer Art von Arbeitsstation und/oder der Funktionsumfang wenigstens einer Arbeitsstation in Abhängigkeit der Ausstattungsparameter der herzustellenden Kraftfahrzeuge festlegbar oder festgelegt ist. Der Ausstattungsparameter der herzustellenden Kraftfahrzeuge, also beispielsweise ein Ausstattungsparameter von wenigstens zwei herzustellenden Kraftfahrzeugen, kann sonach die Grundlage dafür bilden, welche Art von Arbeitsstation und/oder welcher Funktionsumfang in wenigstens einer Arbeitsstation vorgehalten bzw. festgelegt wird. Dadurch kann zum einen die Redundanz der Arbeitsstation in Bezug auf auszuführende Prozessschritte sichergestellt werden. Ferner können Anzahl und Art der Arbeitsstationen basierend auf dem Bedarf festgelegt werden. Die Anzahl der Arbeitsstationen und deren Funktionsumfang kann sich sonach aus der Statistik der herzustellenden Kraftfahrzeuge ergeben und flexibel verändert werden, falls sich der Anteil an Kraftfahrzeugen mit einer bestimmten Ausstattung verändert.
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Dazu kann die Anlage in dem flexiblen Segment eine freie Fläche bzw. veränderbare Fläche aufweisen, die bei Bedarf geändert oder genutzt werden kann. Insbesondere kann in der freien Fläche bzw. veränderbaren Fläche eine neue Arbeitsstation oder eine wechselbare Arbeitsstation bereitgestellt oder eine bestehende Arbeitsstation verändert oder zurückgebaut werden. Gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Liniensegmenten, die letztlich ein verkettetes Band von Arbeitsstationen darstellen, bietet dies den Vorteil, flexibel eine neue Arbeitsstation hinzuzufügen bzw. eine bestehende Arbeitsstation dem Bedarf entsprechend anzupassen.
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Die Grundkörper der Kraftfahrzeuge können in dem flexiblen Segment mittels einer kontinuierlichen Fördereinrichtung, insbesondere einem Fließband, oder mittels autonomer Transporteinrichtungen bewegt werden. Zum Beispiel kann zwischen dem zuvor beschriebenen Pufferbereich und jeder der Arbeitsstationen eine kontinuierliche Fördereinrichtung vorgesehen sein, mittels der der entsprechende Grundkörper zwischen dem Pufferbereich und der Arbeitsstation bewegt werden kann. Selbstverständlich kann für jede der Arbeitsstationen eine entsprechende Fördereinrichtung vorgesehen sein, sodass die einzelnen Grundkörper der Kraftfahrzeuge mittels der Fördereinrichtung von dem Pufferbereich in die Arbeitsstation und von der Arbeitsstation in den Pufferbereich bewegt werden können. Zusätzlich oder alternativ können ebenso autonome mobile Transporteinrichtungen vorgesehen sein, die unabhängig von festgelegten Transportwegen die Grundkörper der Kraftfahrzeuge aus dem Pufferbereich in die Arbeitsstation bzw. aus der Arbeitsstation in den Pufferbereich bewegen können. Als autonome Transporteinrichtungen können insbesondere fahrerlose Fahrzeuge verstanden werden, die dazu ausgebildet sind, die Grundkörper der Kraftfahrzeuge an einer ersten Position aufzunehmen und an einer zweiten Position abzustellen. Die Transporteinrichtungen können mit den Grundkörpern gekoppelt bleiben und diese anschließend in die nächste Arbeitsstation bzw. zurück in den Pufferbereich bewegen, bevor die Transporteinrichtung eine neue Transportaufgabe übernimmt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Anlage kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Transportweg zwischen dem Pufferbereich und wenigstens einer Arbeitsstation ein Transportsegment aufweist, das zur Überführung wenigstens eines Grundkörpers eines Kraftfahrzeugs von dem Pufferbereich in die Arbeitsstation und von der Arbeitsstation in den Pufferbereich ausgebildet ist, und/oder dass wenigstens ein Transportweg zwischen dem Pufferbereich und wenigstens einer Arbeitsstation ein erstes Transportsegment aufweist, das zur Überführung wenigstens eines Grundkörpers eines Kraftfahrzeugs von dem Pufferbereich in die Arbeitsstation und wenigstens ein zweites Transportsegment aufweist, das zur Überführung des wenigstens einen Grundkörpers eines Kraftfahrzeugs von der Arbeitsstation in den Pufferbereich ausgebildet ist.
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Wie zuvor beschrieben, können somit die Grundkörper der herzustellenden Kraftfahrzeuge zwischen der Arbeitsstation und dem Pufferbereich bewegt werden. Nach einer ersten Alternative kann wenigstens einer Arbeitsstation ein Transportweg derart zugeordnet sein, dass sich dieser zwischen dem Pufferbereich und der Arbeitsstation erstreckt bzw. ein Transportsegment aufweist, das sich zwischen Pufferbereich und Arbeitsstation erstreckt. Entsprechend können die Grundkörper zwischen dem Pufferbereich und der Arbeitsstation entlang des Transportsegments bewegt werden, sodass letztlich derselbe Weg für die Bewegung aus dem Pufferbereich in die Arbeitsstation und von der Arbeitsstation zurück in den Pufferbereich zurückgelegt wird.
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Alternativ dazu kann ein Transportweg wenigstens ein erstes und ein zweites Transportsegment aufweisen, sodass der Grundkörper auf dem ersten Transportsegment vom Pufferbereich in die Arbeitsstation bewegt wird und entlang des zweiten Transportsegments von der Arbeitsstation zurück in den Pufferbereich bewegt wird. Beispielsweise kann somit erreicht werden, dass der Grundkörper die Arbeitsstation in einer ersten Richtung, zum Beispiel in einer Laderichtung, bewegt wird und aus der Arbeitsstation entlang im westlichen derselben Richtung entnommen wird, sodass bereits der nächste Grundkörper eines anderen Kraftfahrzeugs auf dem ersten Transportsegment in die Arbeitsstation verbracht werden kann während der vorhergehende Grundkörper auf dem zweiten Transportsegment in den Pufferbereich gebracht wird.
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Die Anlage kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass wenigstens ein Grundkörper eines Kraftfahrzeugs basierend auf einem Auslastungsparameter wenigstens einer Arbeitsstation und/oder basierend auf einem Fertigstellungsgrad des wenigstens einen Kraftfahrzeugs von dem Pufferbereich zu der wenigstens einen Arbeitsstation überführbar ist. Somit kann ein Auslastungsparameter der Arbeitsstation herangezogen werden, um festzulegen, ob ein Grundkörper der Arbeitsstation zugeführt werden kann bzw. welcher Arbeitsstation der jeweilige Grundkörper als nächstes zugeführt werden soll. Benötigt ein Grundkörper beispielsweise zwei verschiedene Fertigungsprozesse von verschiedenen Arbeitsstationen (oder gleichartige Fertigungsprozesse unterschiedlicher Arbeitsstationen) kann die Auslastung der jeweiligen Arbeitsstationen herangezogen werden, um die Reihenfolge der einzelnen Fertigungsprozesse an verschiedenen Arbeitsstationen für den Grundkörper in dem flexiblen Segment vorauszuplanen.
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Ebenso ist es möglich, die Reihenfolge der Grundkörper an den verschiedenen Arbeitsstationen festzulegen. Zum Beispiel kann ein Fertigstellungsgrad der einzelnen Grundkörper der Kraftfahrzeuge als Grundlage dafür herangezogen werden, welches Kraftfahrzeug bzw. welcher Grundkörper als nächstes in eine freiwerdende Arbeitsstation überführt wird. Hierbei bietet es sich insbesondere an, dass derjenige Grundkörper mit dem höheren Fertigstellungsgrad zuerst in die frei werdende Arbeitsstation zugeführt wird, sodass letztlich sichergestellt wird, dass ein nahezu in Bezug auf den flexiblen Bereich bzw. das flexible Segment fertiggestellter Grundkörper vor einem anderen Grundkörper, der noch wenigstens einen weiteren Fertigungsprozess durchlaufen muss, fertiggestellt wird, um anschließend dem zweiten Liniensegment zugeführt werden zu können.
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Wie zuvor beschrieben, kann der Pufferbereich bzw. der flexible Bereich selbststeuernd ausgeführt sein, sodass die Fördereinrichtungen bzw. Transporteinrichtungen und die einzelnen Arbeitsstationen miteinander kommunizieren können. Die Reihenfolge der Grundkörper in den einzelnen Arbeitsstationen kann sonach basierend auf der Auslastung bzw. dem Fertigstellungsgrad festgelegt werden, sodass letztlich nahezu fertige Grundkörper gegenüber anderen Grundkörpern priorisiert werden können.
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Ferner ist es möglich, die Sequenz der Kraftfahrzeuge bzw. der Grundkörper in dem zweiten Liniensegment zu bestimmen. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung oder eine separate Planungseinrichtung dazu ausgebildet sein, die Sequenz zu bestimmen und/oder festlegen. Die Sequenz der Fahrzeuge für das nachgelagerte Liniensegment kann insbesondere basierend auf Bearbeitungszeiten, die für die Bearbeitung der Grundkörper anfallen, bestimmt werden. Die Bearbeitungszeiten für jeweilige Varianten, insbesondere Ausstattungsvarianten, ist deterministisch, und kann daher beispielsweise unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors, insbesondere für Transportwege, Störungen und dergleichen, ermittelt werden. Die Ausgangssequenz des flexiblen Segments kann daher im Voraus, insbesondere einige Tage im Voraus, spätestens zum Montagestart, bestimmt werden. Dadurch wird insbesondere eine sequenzielle Materialversorgung („Just-in-sequence“) in dem dem flexiblen Segment nachgelagerten Liniensegment möglich. Somit können die Grundkörper aus dem flexiblen Segment in der vorher bestimmten Sequenz an das nachgelagerte Liniensegment befördert und somit in dem nachgelagerten Liniensegment definiert eingetaktet werden.
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Die Anlage kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass eine Steuerungseinrichtung vorgesehen sein kann, die dazu ausgebildet ist, basierend auf der Reihenfolge der Kraftfahrzeuge in dem ersten Liniensegment eine Abfolgeinformation zu erzeugen und basierend auf der Abfolgeinformation wenigstens einen Rüstvorgang wenigstens einer Arbeitsstation durchzuführen. Letztlich kann aus dem ersten Liniensegment eine Reihenfolge als Abschätzung dafür verwendet werden, wie die Reihenfolge in dem flexiblen Segment festgelegt werden kann. Dementsprechend kann eine sequenzielle und/oder eine flexible Anlieferung von Teilen bzw. Kraftfahrzeugbaugruppen an die einzelnen Arbeitsstationen erfolgen, da aus dem ersten Liniensegment eine zumindest grobe Abschätzung über die Reihenfolge der Grundkörper in dem Pufferbereich bzw. dem flexiblen Segment bereitgestellt werden kann.
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Alternativ kann das flexible Segment auch eine Sammelstelle für Kraftfahrzeugbaugruppen vorsehen. Dies kann in Form eines Regals an der Arbeitsstation bzw. in einem freien oder gemeinschaftlich genutzten Bereich durchgeführt werden. Ebenso können Bauteile oder Kraftfahrzeugbaugruppen direkt an die Arbeitsstation geliefert werden, an die das jeweilige Kraftfahrzeug bzw. dessen Grundkörper bewegt wird. Dabei kann selbstverständlich die zuvor beschriebene Ausstattungsinformation des Kraftfahrzeugs herangezogen werden. Die Steuerungseinrichtung kann ferner dazu verwendet werden, eine Abschätzung der Reihenfolge der Grundkörper an das zweite Liniensegment bereitzustellen. Also letztlich eine Abfolgeinformation dahingehend, in welcher Reihenfolge die Grundkörper der Kraftfahrzeuge voraussichtlich das flexible Segment verlassen. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass die Auslastung des zweiten Liniensegments verbessert werden kann. Insbesondere bietet dies den Vorteil, eine abgestimmte Anlieferung von Bauteilen zur Montage an die Grundkörper durchzuführen, insbesondere eine sogenannte „Just-in-sequence“-Anlieferung. Ausgehend von dem flexiblen Segment kann somit für das nachgelagerte Liniensegment eine fixe Sequenz der Grundkörper gebildet werden, in welcher Sequenz die Grundkörper dem nachgelagerten Liniensegment zugeführt werden.
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Die Anlage kann nach einer weiteren Ausgestaltung wenigstens einen zweiten Pufferbereich aufweisen, der zwischen dem zweiten Liniensegment und einem dritten Liniensegment angeordnet ist. Letztlich kann somit zwischen dem zweiten Liniensegment und einem dritten Liniensegment ein weiteres flexibles Segment vorgesehen sein, der dem Grundsatz nach dem zuvor beschriebenen flexiblen Segment entspricht. Selbstverständlich können in dem zweiten flexiblen Segment andere Arbeitsstationen vorgehalten werden, wie in dem ersten flexiblen Segment. Die Anzahl der Liniensegmente und flexiblen Segmente ist grundsätzlich frei wählbar. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass mit der Anzahl der flexiblen Segmente die Komplexität des Herstellungsvorgangs ansteigt und der gesamten Anlage.
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Neben der Anlage betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Montage von Kraftfahrzeugen aus mehreren Kraftfahrzeugbaugruppen in einer Anlage, insbesondere einer Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüchen, umfassend eine Vielzahl von Arbeitsstationen, an denen jeweils wenigstens ein der Arbeitsstation zugeordneter Fertigungsprozess, insbesondere ein Montageschritt, ausgeführt wird, wobei eine erste Gruppe von Arbeitsstationen an wenigstens einem ersten Liniensegment angeordnet ist, wobei ein flexibles Segment in Bezug auf eine Förderrichtung von Grundkörpern der in der Anlage zu montierenden Kraftfahrzeuge zwischen dem ersten Liniensegment und einem zweiten Liniensegment angeordnet ist, wobei die dem ersten und zweiten Liniensegment zugeordneten Arbeitsstationen in Reihe angeordnet sind und von allen Grundkörpern der Kraftfahrzeuge durchlaufen werden und wenigstens zwei dem flexiblen Segment zugeordnete Arbeitsstationen parallel angeordnet sind, wobei die Grundkörper der Kraftfahrzeuge den Arbeitsstationen in dem flexiblen Segment in Abhängigkeit eines die Ausstattung der herzustellenden Kraftfahrzeuge betreffenden Ausstattungsparameters zugeführt werden.
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Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale, die in Bezug auf die Anlage beschrieben wurden, sind, selbstverständlich, auf das Verfahren übertragbar.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. ist eine schematische Darstellung und zeigt eine Prinzipdarstellung einer Anlage zur Montage von Kraftfahrzeugen.
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Die Fig. zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Anlage 1 zur Montage von Kraftfahrzeugen aus mehreren Kraftfahrzeugbaugruppen. Die Anlage umfasst ein erstes Liniensegment 2 und ein zweites Liniensegment 3 sowie ein zwischen dem ersten Liniensegment 2 und dem zweiten Liniensegment 3 in Förderrichtung angeordnetes flexibles Segment 4. Die Förderrichtung kann dabei in Bezug auf eine Förderrichtung von Grundkörpern 5, beispielsweise teilfertig montierte Karosserien von Kraftfahrzeugen, festgelegt werden. Die Förderrichtung ist ferner in Form von Pfeilen 6 dargestellt.
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Die beiden Liniensegmente 2, 3 weisen eine Vielzahl von Arbeitsstationen 7 auf, die in Reihe hintereinander in Bezug auf die Förderrichtung der Grundkörper 5 entlang der Liniensegmente 2, 3 angeordnet sind. Ersichtlich durchlaufen dabei alle Grundkörper 5 alle Arbeitsstationen 7, auch wenn an den einzelnen Arbeitsstationen 7 nicht notwendigerweise an allen Grundkörper 5 ein Fertigungsprozess ausgeführt wird. Ebenso ist es möglich, dass an einer Arbeitsstation 7 für wenigstens zwei Grundkörper 5 unterschiedliche Fertigungsprozesse ausgeführt werden, beispielsweise eine Montage unterschiedlicher Kraftfahrzeugbaugruppen.
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Wie zuvor beschrieben, liegt in Förderrichtung zwischen dem ersten Liniensegment 2 und dem zweiten Liniensegment 3 ein flexibles Segment 4. Das flexible Segment 4 weist einen Pufferbereich 8 auf, der mehrere Pufferplätze 9 für die Grundkörper 5 bereitstellt. Mit anderen Worten kann ein Grundkörper 5 von dem ersten Liniensegment 2 in einen der Pufferplätze 9 in dem Pufferbereich 8 des flexiblen Segments 4 verbracht werden. Lediglich beispielhaft stellt der Pufferbereich 8 sechs Pufferplätze 9 für Grundkörper 5 bereit. Die Anzahl der Pufferplätze 9 kann selbstverständlich beliebig verändert werden.
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Das flexible Segment 4 weist ferner Arbeitsstationen 10 auf, die in Bezug auf die Förderrichtung der Grundkörper 5 parallel angeordnet sind. Insbesondere werden die Arbeitsstationen 10 nicht von sämtlichen Grundkörpern 5 durchlaufen, sondern die Grundkörper 5 werden in Abhängigkeit eines Ausstattungsparameters von dem Pufferbereich 8 in die Arbeitsstationen 10 verbracht. Mit anderen Worten wird jeder der Grundkörper 5 nur in diejenigen Arbeitsstationen 10 bewegt, in denen ein Ausstattungsmerkmal bzw. eine Kraftfahrzeugbaugruppe verbaut wird, die gemäß der Ausstattung, die durch den Ausstattungsparameter beschrieben wird, vorgesehen ist für den jeweiligen Grundkörper 5. Jeder der Grundkörper 5 wird somit entsprechend der Ausstattung des herzustellenden Kraftfahrzeugs in die Arbeitsstation 10 bewegt, dessen Kraftfahrzeugbaugruppen an dem Grundkörper 5 montiert werden müssen.
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Dabei kann jeder Grundkörper 5 zu beliebig vielen verschiedenen Arbeitsstationen 10 bewegt werden, je nachdem, welche Ausstattung das herzustellende Kraftfahrzeug aufweisen soll. Sind alle Ausstattungsmerkmale bzw. Kraftfahrzeugbaugruppen in dem flexiblen Segment 4 an dem jeweiligen Grundkörper 5 verbaut, kann der Grundkörper 5 von dem Pufferbereich 8 zu dem zweiten Liniensegment 3 verbracht werden, wo der Grundkörper 5 wiederum die in Reihe angeordneten Arbeitsstationen 7 durchläuft und die entsprechenden Prozessschritte an dem Grundkörper 5 ausgeführt werden.
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Zwischen dem Pufferbereich 8 und den Arbeitsstationen 10 können Transportwege 11 vorgesehen sein, die durch gepunktete Pfeile dargestellt sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist jeder der Transportwege 11 ein erstes Transportsegment 12 und ein zweites Transportsegment 13 auf. Entlang des ersten Transportsegments 12 wird der Grundkörper 5 von dem Pufferbereich 8 in die jeweilige Arbeitsstation 10 bewegt und entlang des zweiten Transportsegments 13 von der jeweiligen Arbeitsstation 10 zurück in den Pufferbereich 8. Selbstverständlich ist es ebenso möglich, dass lediglich ein einziges Transportsegment vorgesehen ist, entlang dem der jeweilige Grundkörper 5 von dem Pufferbereich 8 in die Arbeitsstation 10 und von der Arbeitsstation 10 zurück in den Pufferbereich 8 verbracht wird. Die Beförderung der Grundkörper 5 auf den Transportwegen 11 kann mittels einer Fördereinrichtung, insbesondere einer kontinuierlichen Fördereinrichtung, beispielsweise einem Fließband, oder mittels mobiler Transporteinrichtungen, beispielsweise autonomen fahrerlosen Fahrzeugen, realisiert werden. Eine Kombination beider Arten von Fördereinrichtung ist ebenso möglich.
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Die Anlage 1 weist ferner eine Steuerungseinrichtung 14 auf, die insbesondere dem flexiblen Segment 4 zugeordnet ist. Die Steuerungseinrichtung 14 ist dazu ausgebildet, die Überführung der Grundkörper 5 von dem Pufferbereich 8 in die einzelnen Arbeitsstationen 10 zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 14 ist somit insbesondere dazu in der Lage, basierend auf dem Ausstattungsparameter bzw. der Ausstattungsinformation der einzelnen Kraftfahrzeuge festzulegen, in welche Arbeitsstation 10 die Grundkörper 5 der Kraftfahrzeuge bewegt werden müssen.
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Daneben ist die Steuerungseinrichtung 14 dazu ausgebildet, eine Priorisierung der Grundkörper 5 vorzunehmen. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung 14 festlegen, welcher der Grundkörper 5 von dem Pufferbereich 8 in eine freiwerdende Arbeitsstation 10 verbracht werden soll. Dabei kann die Steuerungseinrichtung 14 insbesondere eine Auslastung der Arbeitsstationen 10 sowie einen Fertigstellungsgrad der Grundkörper 5 zugrunde legen. Zum Beispiel kann ein Grundkörper 5 von dem Pufferbereich 8 in eine Arbeitsstation 10 verbracht werden, wenn die Auslastung der Arbeitsstation 10 dies erlaubt, insbesondere die jeweilige Arbeitsstation 10 frei wird. Welcher derjenigen Grundkörper 5, die einen entsprechenden Fertigungsprozess in einer definierten Arbeitsstation 10 benötigen, als erstes von dem Pufferbereich 8 in die Arbeitsstation 10 bewegt wird bzw. in welcher Reihenfolge die Grundkörper der Arbeitsstation 10 zugeführt werden, kann dabei von dem Fertigstellungsgrad der Grundkörper 5 abhängig gemacht werden. Insbesondere können Grundkörper 5 mit einem höheren Fertigstellungsgrad, die also weniger Fertigungsprozesse in dem flexiblen Segment 4 benötigen als andere Grundkörper 5 priorisiert werden. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass eine definierte Auslastung des zweiten Liniensegments 3 und eine definierte Reihenfolge bzw. Sequenz in dem zweiten Liniensegment 3 sichergestellt bleibt.
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Die Steuerungseinrichtung 14 kann ferner eine Abfolgeinformation aus dem ersten Liniensegment 2 erhalten, die die Abfolge der einzelnen Grundkörper 5 angibt. Wie zuvor beschrieben, sind die Grundkörper 5 in dem ersten Liniensegment 2 in einer starren verketteten Reihenfolge festgelegt, die nicht veränderbar ist. Dadurch kann die Steuerungseinrichtung 14 ermitteln, in welcher Reihenfolge die Grundkörper 5 von dem ersten Liniensegment 2 in das flexibles Segment 4 überführt werden. Dadurch lässt sich in dem flexiblen Segment 4 die Reihenfolge der Grundkörper 5 bzw. deren Verteilung auf die einzelnen Arbeitsstationen 10 festlegen oder abschätzen.
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Die Steuerungseinrichtung 14 kann ferner eine Abfolgeinformation in dem flexiblen Segment 4 ermitteln, sodass die Abfolgeinformation für die Auslastung des zweiten Liniensegment 3 zur Verfügung gestellt werden kann. Damit kann neben der Auslastung vor allem auch die Versorgung mit Bauteilen in Form einer „Just-in-sequence“-Anlieferung erfolgen. Mit anderen Worten kann seitens der Steuerungseinrichtung 14 abgeschätzt oder ermittelt werden, in welcher Reihenfolge die einzelnen Grundkörper 5 das flexible Segment 4 verlassen werden, sodass eine Reihenfolge für das zweite Liniensegment 3 festgelegt werden kann. Die einzelnen Arbeitsstationen 7 in dem zweiten Liniensegment 3 können somit sequenziell mit entsprechenden Kraftfahrzeugbaugruppen versorgt werden, die für die Montage an den einzelnen Grundkörpern 5 benötigt werden.
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Basierend auf den Ausstattungsparametern der einzelnen Kraftfahrzeuge kann die Steuerungseinrichtung 14 ferner die Anzahl, die Art und den Funktionsumfang der Arbeitsstationen 10 anpassen. Hierzu können die Anzahl der Arbeitsstationen 10, sowie deren Funktionsumfang erweitert oder reduziert werden, je nachdem, wie die Ausstattungsparameter der Kraftfahrzeuge dies erfordern. Werden beispielsweise in einem definierten Zeitfenster eine bestimmte Anzahl von Kraftfahrzeugen mit einem ähnlichen Ausstattungsparameter hergestellt, die eine bestimmte Ausstattungsvariante erfordern, kann wenigstens eine Arbeitsstation 10 hinzugefügt oder der Funktionsumfang einer anderen Arbeitsstation 10 um den jeweiligen Fertigungsprozess erweitert werden, sodass die entsprechende Nachfrage nach dem Fertigungsprozess gedeckt werden kann. Die Steuerungseinrichtung 14 kann ferner ein sogenanntes „Planungsmodus“ bzw. eine entsprechende Planungseinrichtung aufweisen. Es lassen sich neue Arbeitsstationen 10 hinzufügen. Vorteilhafterweise können entsprechende Arbeitsstationen 10 bereits vorgehalten werden, beispielsweise in teil-installierter Form.
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Um eine hohe Auslastung der Mitarbeiter innerhalb des flexiblen Segments zu erreichen, können seitens der Steuerungseinrichtung 14 im Voraus die Produktinhalte bzw. Arbeitsvorgänge zu den Arbeitsstationen 10 zugeordnet werden. Die Steuerungseinrichtung 14 kann die Zuordnung derart durchführen, dass die Arbeitsstationen 10 im Mittel eine möglichst hohe durchschnittliche Auslastung haben. Dabei ist vorteilhafterweise gleichzeitig gewährleistet, dass das flexible Segment 4 im Schnitt einen Grundkörper 5 in Taktzeit des zweiten Liniensegments 3 (nicht einer individuellen Arbeitsstation 10) an das zweite Liniensegment 3 bereitstellt, sodass der Strom in das nachgelagerte Liniensegment 3 nicht abreißt. Demnach ist die Maximal-Bearbeitungszeit innerhalb einer Arbeitsstation 10 eines flexiblen Segments 4 zwar begrenzt, aber kann in Abhängigkeit der Produktkonfiguration dennoch deutlich über die Taktzeit in des Liniensegments 3 hinausgehen. Bei der Austaktung aus dem flexiblen Segment 4 kann insbesondere gewährleistet werden, dass das obengenannte Abrei-ßen des Stroms der Grundkörper in das zweite Liniensegment 3 als oberste Priorität verhindert wird.
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Letztlich ist dadurch möglich, dass flexibel auf sich ändernde Anforderungen während der Montage von Kraftfahrzeugen reagiert werden kann. Gegenüber den Liniensegment 2, 3 ist es in dem flexiblen Segment 4 nicht ausschließlich möglich, am Anfang oder am Ende des Liniensegments 2, 3 eine weitere Arbeitsstation 7 anzufügen. Stattdessen können die parallel genutzten Arbeitsstationen 10 um eine weitere Arbeitsstation 10 ergänzt werden oder der Funktionsumfang wenigstens einer Arbeitsstation 10 entsprechend erweitert werden.
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Die Anlage 1 kann ferner ein weiteres flexibles Segment 4 aufweisen, das sich beispielsweise an das zweite Liniensegment 3 anschließt und vor und einem nicht gezeigten dritten Liniensegment angeordnet ist. Der Pufferbereich 8 des flexiblen Segments 4 kann auch übersprungen werden, falls ein Grundkörper 5 keine der Fahrzeugbaugruppen benötigt, die an den Arbeitsstationen 10 angeboten werden. Die Arbeitsstationen 10 können neben der Montage einzelner Kraftfahrzeugbaugruppen auch zu weiteren Arbeitsschritten ausgebildet sein, die beispielsweise vorbereitende Fertigungsprozesse für eine Montage einer Kraftfahrzeugbaugruppe betreffen. Grundsätzlich ist es ebenso möglich, dass an ein und derselben Arbeitsstation 10 mehrere Fertigungsprozesse durchgeführt werden. Durch die parallele Durchführung verschiedener Fertigungsprozesse, die dem Bedarf angepasst sind, kann die Variantenspreizung aus den Liniensegment 2, 3 herausgenommen und in dem flexiblen Segment 4 durchgeführt werden. Die Auslastung der Liniensegmente 2, 3 kann dadurch erhöht werden, da letztlich die Spreizung in der Montagedauer reduziert werden kann.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die beiden Liniensegmente 2, 3 sowie das flexible Segment 4 vor dem sogenannten „F1-Punkt“, also jenem Punkt, bei der Herstellung der Kraftfahrzeuge, an dem der Motor in dem Grundkörper 5 des Kraftfahrzeugs verbaut ist und das erste Mal gestartet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anlage
- 2, 3
- Liniensegment
- 4
- flexibles Segment
- 5
- Grundkörper
- 6
- Pfeil
- 7
- Arbeitsstation
- 8
- Pufferbereich
- 9
- Pufferplatz
- 10
- Arbeitsstation
- 11
- Transportweg
- 12, 13
- Transportsegment
- 14
- Steuerungseinrichtung