Virtuelle Inbetriebnahme in der Automobilherstellung: Fallstudien-Highlights
Unternehmen
Autobatteriehersteller
Branche
Elektromobilität
Region
Europa
Herausforderung
Automatisierung aufrüsten, ohne Produktionslinien zu unterbrechen
Ein führender Batteriehersteller für Elektrofahrzeuge (EVs) betrieb zwei europäische Montagewerke in Polen und Deutschland. Obwohl beide Anlagen mit voller Produktionskapazität liefen, wies die automatisierte Klebestation Ineffizienzen auf. Eine neue, fortschrittlichere Klebeanwendung mit dreiachsiger Bewegung musste entwickelt und integriert werden. Dies stellte ein erhebliches logistisches Problem dar: Das Werk war im laufenden Betrieb, und jeder Stillstand bedeutete verlorene Produktionszeit und entgangenen Umsatz für das Unternehmen. Die zentrale Frage war: Wie kann eine neue Station in einer bestehenden Fertigungslinie mit minimalem Stillstand installiert und in Betrieb genommen werden?
Die neue Anwendung war hinsichtlich Prozessqualität und Geschwindigkeit wesentlich fortschrittlicher als die vorhandene Station. Die Herausforderung bestand darin, die Kommunikation zwischen dem neuen Gerät und der bestehenden Stationsschnittstelle zu etablieren – eine völlig neue Methode des Informationsaustauschs, die aus logischer Sicht komplex war. Traditionell hätte man für solch ein Upgrade die Linie anhalten, die alte Ausrüstung demontieren und das neue Gerät installieren müssen. Anschließend wären umfangreiche Programmierarbeiten und die Optimierung des Informationsaustauschs sowie der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) mit der Klebestation erforderlich gewesen, bis alles einwandfrei funktionierte. All diese Arbeiten hätten leicht vier Wochen Ausfallzeit verursachen können. Das Expertenteam von ATS Industrial Automation wollte dem Kunden eine bessere Lösung bieten.
Lösung
Virtuelle Inbetriebnahme als Game-Changer
Was wäre, wenn die Möglichkeit bestünde, Steuerungen, Logik, Informationsaustausch und Bewegung der neuen Station zu untersuchen, bevor das neue Gerät überhaupt in die Fabrik gelangt?
Hier kam die virtuelle Inbetriebnahme zur Rettung. Das ATS-Team begann mit der Digitalisierung der bestehenden Fertigungszelle und erstellte eine virtuelle Maschine für die Klebestation. Anschließend wurde das virtuelle Modell so angepasst, dass die vorgeschlagenen Änderungen an der physischen Station berücksichtigt wurden, wodurch ein virtuelles Modell des zukünftigen Zustands entstand. Das Team konnte so frühzeitig bestätigen, dass die Logik der Änderungen ordnungsgemäß funktionieren würde.
Es war jedoch nicht ausreichend, nur den Prozess und die Logik der vorhandenen Ausrüstung zu testen. Um das bestmögliche Ergebnis zu gewährleisten, war es erforderlich, eine hybride virtuelle Inbetriebnahmelösung zu schaffen, die die neue physische Klebestation mit dem virtuellen Modell verbindet. So entstand die notwendige Umgebung, in der eine Interaktion zwischen dem neuen Gerät und der vorhandenen SPS sowie eine Validierung der Systemabläufe möglich waren.
Das Team führte simulierte Tests durch, um zu beweisen, dass die Taktzeit der neuen Station mit dem Rest der Produktionslinie übereinstimmen würde. Auch der Durchsatz der Station wurde auf mögliche Teileausfälle hin überprüft. Diese Kombination aus virtuellem Modell und physischem System ermöglichte Systemoptimierungen und die Inbetriebnahme, die normalerweise erst vor Ort stattfinden würden.
Ergebnisse
Schnelle Implementierung und minimierte Ausfallzeiten
Nach nur zwei Wochen Arbeit am virtuellen System verfeinerte das Team von ATS Industrial Automation die Interaktionen zwischen Software und Maschinen und lieferte eine erprobte Lösung für den Kunden.
Die Linienleistung wurde mit der neuen Klebestation maßgeblich verbessert, und der Hersteller vermied mehr als zwei Wochen Stillstand. In nur acht Tagen wurde die alte Ausrüstung entfernt und durch die neue Station im Werk ersetzt – dies umfasste alle elektrischen Arbeiten sowie den Abschluss der Code- und Logik-Checkliste. Auch die Zeit der Fehlersuche, während der die Linie stillstand, wurde erheblich minimiert. Durch den geschickten Einsatz der virtuellen Inbetriebnahme konnte ATS die Station bauen und gleichzeitig die Steuerungsinteraktionen umfassend testen, wodurch erhebliche Zeit für den Kunden eingespart wurde.
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