Mehr flexibilität bei der produktion des commander SUV von anfang bis ende

Als Jeep sein Werk für die Produktion seines neuen SUV in einem der modernsten Automobilwerke im brasilianischen Bundesstaat Pernambuco vorbereitete, waren die Bedingungen eindeutig und direkt. Comau würde mit der Erweiterung der Karrosseriemontagesysteme beauftragt werden, damit der Autohersteller seinen neuen 7-Sitzer-SUV Jeep Commander mit einem flexiblen Produktionsverfahren abwechselnd mit 3 anderen Modellen herstellen kann. Voraussetzung war die Gewährleistung einer Produktionskapazität von 48 Fahrzeugen pro Tag, die in Zukunft noch erweitert werden könnte. Zur Vergrößerung des Industrieparks hat Comau 24 neue Roboter, 24 Schweißzangen und 4 Förderbänder zu den mehr als 620 Montage- und Schweißrobotern hinzugefügt, die bereits im Automobilwerk von Jeep in Goiana installiert sind. Darüber hinaus wurden die Arbeiten an den 14 Fertigungslinien – jeweils mit einer Kombination aus automatisierten, halbautomatisierten und manuellen Vorgängen – während der normalen Stillstandszeit des Werks mit nur minimalen Auswirkungen auf die Produktion durchgeführt.

„Von Anfang an hat Comau sein technisches Know-how und seine Expertise in der Automatisierung unter Beweis gestellt und sich für unseren Erfolg eingesetzt,“ meint Mateus Marchioro, Betriebsleiter des Jeep Werks. „Trotz des Stillstands des Werks über fast 2 Monate aufgrund der COVID-19-Pandemie gelang es dem Team, alle Phasen des Projekts vorzeitig abzuschießen. Noch wichtiger ist jedoch, dass die vorgeschlagenen Lösungen weniger Ausrüstungen und weniger manuelle Schritte erfordern als wir ursprünglich erwartet haben. Wir sind mit der Gesamtleistung der neuen Fertigungslinien überaus zufrieden.“

Mateus Marchioro, Betriebsleiter des Jeep Werks

Die Herausfoderung

Der Auftrag von Jeep, eine innovative Lösung zu entwickeln, die es dem Automobilhersteller ermöglicht, seinen neuesten SUV auf den bestehenden Fertigungslinien, auf denen bereits 3 der in Brasilien meistverkauften Fahrzeuge hergestellt werden, ohne Beeinträchtigung der Produktionsziele oder Taktzeiten zu produzieren, stellte die erste große Herausforderung für Comau dar. Die zweite Herausforderung lag in der Steigerung des Automatisierungsgrads und in der Verbesserung der Prozesseffizienz, da der geforderte Werkzeugwechsel von einem Modell zum anderen bei einem nicht sorgfältig ausgeführten Design zu Ineffizienzen führen könnte. Und schließlich sollten die Produktionslinien so flexibel ausgelegt sein, dass Jeep in Zukunft dort auch neue Modelle  produzieren kann.

Das umfassende Know-how von Comau und die vollständige Einbindung des Engineeringteams von Jeep gaben dem Automobilhersteller die Gewissheit, dass das Projekt zufriedenstellend und rechtzeitig abgewickelt werden würde. Nach der Abbildung der tatsächlichen Produktionszyklen arbeiteten die Ingenieure von Comau mit Simulationstools, um sich vor der Implementierung ein vollständiges Bild von den vorgeschlagenen Änderungen an der Montagestraße zu verschaffen. Anhand dieser präzisen Diagnose von Ort und Art der eingesetzten Ausrüstungen und Ressourcen konnte sichergestellt werden, dass alle Änderungen, unabhängig von der Ursache, im digitalen Szenario abgebildet wurden. Auf diese Weise konnte das Team die Inbetriebnahme vor Ort optimieren und die implementierungsbedingte Ausfallzeit auf ein Minimum reduzieren. Das Team arbeitete darüber hinaus mit einem Virtual Commissioning Verfahren und Prozesssimulation, um die Umsetzung vor Ort zu optimieren.

Die Lösung

Um die Modellflexibilitätsanforderungen von Jeep zu erfüllen, mussten die Ingenieure von Comau das innovative Butterfly-System von der ursprünglichen Kapazität für 3 Modelle auf 4 Modelle mit einer Produktion in zufälliger Reihenfolge erweitern. Es war das erste Mal, dass dieses System, das in seiner ursprünglichen Auslegung Raum für neue Ausrüstungen und Roboter bei der Einführung neuer Modelle vorsah, 4 verschiedene Modelle produzieren würde. An einer Stelle der Linie führen 14 Roboter gleichzeitig 100 Schweißpunkte in 52 Sekunden aus, damit die Seiten und das Fahrwerk in einem einzigen Arbeitsschritt in perfekter Geometrie zusammengefügt werden können. An einer anderen Stelle tragen 70 Roboter Strukturkleber auf, um die Steifigkeit und die Staubbeständigkeit und Wasserdichtheit zu verbessern. Insgesamt erhält jedes Fahrzeug während des Montageprozesses mehr als 3.000 Schweißpunkte.

Weitere Änderungen an der Montagelinie bestanden in der Erweiterung des automatischen Montage- und Schweißsystems VersaRoll von Comau. Durch diese Änderungen entfällt die Notwendigkeit der Gerätekalibrierung, während die Anzahl der Roboter pro Station optimiert wird. Der Tool Tray Shuttle wurde auf 4 Tische erweitert, um den spezifischen Montageanforderungen des neuen SUV Rechnung zu tragen.

Aufgrund der sich aus der Covid-19-Pandemie ergebenden Herausforderungen, darunter das während der Zwangsschließung nicht zugängliche Werk, entschied sich Comau Brasilien für ein fließendes Projektmanagement. Das Team arbeitete online im Smart Working-Format und nutzte simulierte Zelldesigns und virtuelle Commissioning-Tools, bevor es seine Tätigkeit schrittweise wieder an den Standort zurückverlegte. Das Team war darüber hinaus mit Lieferverzögerungen konfrontiert und konzentrierte sich daher zunächst auf die Teile des Projekts, für die die Lieferungen bereits zur Verfügung standen. Auf diese Weise gelang es Comau schließlich, das Projekt 598 vorzeitig und in weniger als 24 Monaten vollständig abzuschließen. Noch wichtiger war jedoch, dass dabei die üblichen Produktionsströme und -volumen des Jeep Werks in Goiana nicht beeinträchtigt wurden.

Das Ergebnis

Die innovative Lösung von Comau, die mit einem Lean Manufacturing Ansatz im Einklang steht, profitiert von einem hohen Anteil fortschrittlicher Automatisierungsprozesse sowie von der Reduzierung der Zusatzausrüstungen. Kameras, die dazu dienen dazu, Teile anhand ihrer Form zu erkennen, ersetzen Sensoren und Fotozellen. Die komplette 3D-Digitalisierung der Arbeitsstationen der Linie gewährleisten eine perfekte Ausrichtung der Roboter. Darüber hinaus wurden eigene Lösungen von Comau implementiert, wie Laserschweißen, Vision und Clipping Systeme (Roller Hemming – RHEvo). Die mit Industry 4.0 kompatible Konfiguration bedient sich der IO-Link-Technologie zur Überwachung der wichtigsten Prozesse, wie Wasser- und Druckluftsysteme; sie trägt dazu bei, eventuelle Probleme schnell und effizient zu erkennen. Alle diese Funktionen tragen zur hohen Effizienz der Ausrüstungen von Jeep sowie zur Verbesserung der Qualitätsprüfungsressourcen bei. 

Um die Skalierbarkeit der Investition des Kunden zu schützen, wurde das gesamte Projekt so ausgelegt, dass Jeep in der Zukunft neue Modelle einführen kann. Darüber hinaus stellt das von Brasilien geleitete Projekt die Fähigkeit von Comau unter Beweis, komplexe Herausforderungen zu meistern und mit der direkten Unterstützung von Comau Rumänien, Comau Italien und Comau China die höchsten Fertigungsstandards zu erfüllen. Comau Brasilien nutzte seine lokale Präsenz und seine langjährige Erfahrung in der Automatisierung, der Digitalisierung und den intelligenten Technologien dazu, Jeep eine schnelle, hochwertige und effiziente Fertigungslinie für die Produktion von Luxusfahrzeugen zur Verfügung zu stellen.

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Fahrzeugmodelle werden in einem Komplex aus 14 Fertigungslinien in zufälliger Reihenfolge produziert

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von Comau installierte Roboter

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Schweißpunkte alle 52 Sekunden ausgeführt

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Produktivitätsverluste während des Erweiterungsprozesses