Fabrik ohne Fließband?

Smart Factory: Audis Vision

Florian Maier beschäftigt sich mit dem Themenbereich IT-Security und schreibt über reichweitenstarke und populäre IT-Themen an der Schnittstelle zu B2C. Daneben ist er für den Facebook- und LinkedIn-Auftritt der COMPUTERWOCHE zuständig. Er schreibt hauptsächlich für die Portale COMPUTERWOCHE und CIO.
Volkswagens Premium-Tochter Audi treibt seine Vision der Fabrik der Zukunft voran. Wir zeigen Ihnen, welche Technologien der Konzern dabei nutzt und welches (eventuell) revolutionäre Fertigungskonzept Audi in die Zukunft führen soll.

Die deutsche Autoindustrie steht weiterhin vor entscheidenden Umbrüchen: Während vor einigen Monaten nicht wenige Industrie-Kenner die Marke "Made in Germany" in Gefahr sahen, fordert die Digitalisierung OEMs und Zulieferer auf sämtlichen Ebenen: Neue Geschäftsmodelle und der Wandel der Mobilität stellen die bewährten Geschäftsmodelle auf den Kopf. Dass die Kundschaft heute stark individualisierte und genau auf ihre Bedürfnisse zugeschnittene Produkte erwartet, stellt dabei auch die traditionell eher starren Fertigungsprozesse der Industrie vor Herausforderungen.

Entscheidend für die Zukunft von Audi, BMW und Mercedes wird jedoch sein, wie die Konzerne den Umstieg auf alternative Antriebe meistern. Insbesondere wenn es darum geht, die komplexen Elektro-, Hybrid- und Wasserstoff-Antriebe möglichst effizient und reibungslos in den Montageprozess zu integrieren. Die Konkurrenz im Segment der Benzin- und Diesel-Alternativen schläft nicht. Dabei sollte man allerdings nicht nur an Tesla, sondern auch an Konzerne wie Nissan denken. Die Japaner sind dank ihres - bereits seit 2010 produzierten - "Leaf" aktueller Marktführer im E-Auto-Segment.

Um die Entwicklung eigener, ressourcenschonender Antriebe und Modelle vorantreiben zu können, ist es für die deutschen OEMs wiederum von zentraler Bedeutung, Kosten einzusparen. Erhebliches Potenzial sehen die deutschen "Big Three" dabei in der Automatisierung und Vernetzung ihrer Prozesse und Produkte auf der Grundlage von Daten. Mit unterschiedlichen Konzepten suchen sie deshalb nach dem Königsweg zur Fabrik der Zukunft. Im folgenden Video bekommen Sie einen ersten Überblick, wie man sich diese bei Audi vorstellt:

Das Herzstück von Audis Smart Factory ist ein Konzept, das ein inzwischen ehemaliger Mitarbeiter der Innovationsmanagement-Abteilung erarbeitet hat. Fabian Rusitschka ist heute CEO der Arculus GmbH - einem Start-Up, das vor kurzem unter Beteiligung der Audi AG entstanden ist. Das Konzept des Gründers ist nach Angaben des Großkonzerns die Grundlage für die "vierte industrielle Revolution". Denn möglicherweise habe in der Smart Factory "irgendwann auch das Fließband als serieller Taktgeber ausgedient", meint Dr. Hubert Waltl, Vorstandmitglied und verantwortlich für Produktion und Logistik bei Audi.

Modulare Fertigung: Die 4. Industrielle Revolution?

In der Fabrik der Zukunft soll nach der Vorstellung Audis die Modularisierung der Automobil-Montage verwirklicht werden. Fahrerlose Transportsysteme (FTS) verbringen hier die entsprechenden Karosserie-Teile automatisiert zu Arbeitsstationen - und zwar bedarfsgerecht. So wird sichergestellt, dass das System mit maximaler Effizienz und Produktivität arbeitet. Die Tauglichkeit seines Smart-Factory-Konzepts hat Arculus-CEO Rusitschka, damals noch in Diensten von Audi, erstmals mit Hilfe einer kleinen Armee von Staubsaugerrobotern und einem Smartphone erprobt.

Die modulare Montage könnte künftig zum KI-getriebenen Herzstück der Produktion bei Audi werden.
Die modulare Montage könnte künftig zum KI-getriebenen Herzstück der Produktion bei Audi werden.
Foto: Audi AG

Die modulare Fertigung soll in Zukunft zentrale Probleme der Autoproduktion lösen: Bisher führt der starre Fertigungsprozess am Fließband in vielen Fällen zu Leerlaufzeiten. Beispielsweise wenn werksseitige Sonderausstattungen oder alternative Antriebe montiert werden müssen. So verlängert sich für alle Autos die Produktionsdauer - und die Kosten steigen. In Zukunft sollen die autonom fahrenden FTS, die mit Hilfe eines Funksystems auf wenige Zentimeter genau geortet und von einem zentralen Rechner gesteuert werden, die entsprechenden Teile automatisiert an Fertigungsinseln transportieren, wo Mensch und Roboter kooperieren. Für die Arbeiter bringt das nach Sicht von Audi wiederum zwei Vorteile: den Fließbandtakt und die entfallenen Wege am Band.

Das Rechnergehirn der modularen Fertigungsvision überwacht den Produktionsprozess fortwährend und sorgt für eine "seamless experience" in der Montagehalle, wo das Motto "just in time" zum neuen Standard wird. Die Belastung der jeweiligen Arbeitsstation erkennt das System und leitet die FTS bei "Staugefahr" nach Möglichkeit zu anderen Stationen um. Von diesem Konzept der bedarfsgerechten, fließbandlosen Fertigung verspricht sich Audi gegenüber dem bewährten System nach offizieller Verlautbarung eine Produktivitätssteigerung von "mindestens 20 Prozent". Bei steigender Variantenvielfalt seien noch größere Sprünge zu erwarten. Demnächst wird die Arculus GmbH ihr Konzept der modularen Fertigung im Rahmen eines Testlaufs im ungarischen Audi-Werk in Györ erstmals zum Einsatz bringen - weitere Testläufe in anderen Werken sind ebenfalls geplant.

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) nehmen nicht nur in der Smart Factory von Audi eine wichtige Rolle ein.
Fahrerlose Transportsysteme (FTS) nehmen nicht nur in der Smart Factory von Audi eine wichtige Rolle ein.
Foto: Audi AG

Die fahrerlosen Transportsysteme, die beim Konzept der modularen Fertigung zum Einsatz kommen, funktionieren im Übrigen auf Basis der gleichen Navigationssoftware und Sensorik, die Audi im Bereich des autonomen respektive pilotierten Fahrens verwendet. Sie sind bereits im Serieneinsatz und transportieren Fahrzeug-Großteile an die Montagelinien. Und wenn Sie sich fragen, ob die modulare Fertigung mit ihrem KI-gesteuerten Gehirn auch entsprechend abgesichert ist: Waltl versicherte auf Nachfrage, dass die IT-Sicherheit bei Audi eine zentrale Rolle im Entstehungsprozess technologischer Innovationen einnehme und man in diesem Bereich deshalb sowohl auf die Unterstützung interner als auch externer Spezialisten setze.