Case Study : Marathonläufer in der Produktion

Manche Faktoren betreffen wohl jede Branche. Auch die der Klimaanlagen-Hersteller: Die Variantenvielfalt nimmt zu, das Marktumfeld ist „volatil“, die Wünsche der Kunden werden immer individueller. Und auch die Antworten ähneln einander: Im Produktionswerk von Johnson Controls-Hitachi im spanischen Vacarisses beschloss man, eisern auf das Lean-Prinzip zu setzen.

An zwölf Montagelinien sorgen hier 400 Mitarbeiter dafür, dass jährlich rund 51.000 Anlagen vom Band gehen. Klimaanlagen für industrielle Zwecke, aber auch aerothermische Produkte für den Hausgebrauch. Dabei fielen zeitintensive Laufwege zwischen der Produktion und dem Lager an, die keineswegs „lean“ waren. Um den internen Transportprozess zu optimieren, entschied sich Johnson Controls-Hitachi für den Einsatz von Robotern. Heute fährt ein autonomer Transportroboter vom Modell MiR200 durch die Hallen und hilft den Lagerarbeitern, die Mitarbeiter an den Produktionslinien pünktlich mit Material zu versorgen.

Vor seinem ersten Einsatz fährt der MiR-Roboter dafür die Fertigungshallen ab und kartiert seine Umgebung. Möglich machen dies leistungsstarke Flächenscanner, die ihm eine 360-Grad-Sicht garantieren. „Die von MiR verwendete Kartierungstechnologie macht das System besonders anpassungsfähig und erlaubt bei Veränderungen eine einfache Umprogrammierung“, erklärt Raúl Galan, Abteilungsleiter in der Fertigungstechnik bei Johnson Controls-Hitachi. So kann sich der Roboter an wechselnde Produktionslayouts anpassen und wird den Anforderungen einer dynamischen Produktionsumgebung gerecht. Dank umfangreicher Sensortechnologie und ausgereifter Sicherheitsalgorithmen kann er Menschen und Hindernisse im laufenden Betrieb schnell erkennen und in natürlicher Weise auf sie reagieren, indem er ihnen ausweicht oder bremst. Daher lässt sich der MiR-Roboter sicher direkt neben den Mitarbeitern einsetzen.

Mittels einer intuitiven, webbasierten Bedienoberfläche ist der MiR200 außerdem leicht zu steuern. „Das Programmieren des Roboters ist sehr leicht. Selbst Mitarbeiter, die keine Programmiersprache beherrschen, lernen schnell, ihm Befehle zu erteilen“, erklärt Oriol Morgado, Fertigungstechniker bei Johnson Controls-Hitachi. Für die Steuerung können Werksmitarbeiter jedes mobile Endgerät nutzen. So lässt sich der MiR200 unkompliziert in Betrieb nehmen und kann sofort dort unterstützen, wo seine Hilfe gebraucht wird.

Für den Materialtransport in Vacarisses agiert der MiR200 ausgestattet mit speziell entwickelten fahrbaren Regalaufsätzen. Darauf können Lagermitarbeiter Montageteile in Boxen ablegen, die in der Produktion benötigt werden. Der Roboter fährt diese dann selbstständig zu den menschlichen Kollegen in der Fertigung und lädt sie mittels eines Karakuri-Systems, einem traditionellen japanischen Automatisierungsmechanismus, ab. Im Anschluss wird er auf die gleiche Weise mit Verpackungsabfällen beladen, die er zurück ins Lager bringt.

Acht Stunden am Tag ist der Roboter nun in den Werkshallen unterwegs. Dabei nimmt er den Mitarbeitern laufintensive und zeitaufwendige Transportgänge ab. „Der Roboter hat im letzten Jahr 750 Kilometer zurückgelegt und fährt derzeit bis zu zwölf Kilometer pro Schicht. Im Vergleich zu einem Arbeiter, der die gleiche Aufgabe mit einem Transportwagen ausführt, werden so drei Mannstunden pro Tag eingespart“, erklärt Galan. Hochgerechnet auf ein Jahr, setzt der MiR200 damit rund 750 Stunden an Personalkapazitäten frei. Diese neugewonnene Zeit können Mitarbeiter in anspruchsvollere Aufgaben investieren, bei denen ihre Kompetenzen dringender benötigt werden – etwa in der Entwicklung.

Das Unternehmen rechnet damit, dass sich seine Anschaffung in weniger als zwei Jahren amortisiert haben wird. Trotz anfänglicher Skepsis sind auch die Werksmitarbeiter in Vacarisses mittlerweile von ihrem neuen Kollegen überzeugt. „Sie haben bald gemerkt, dass er ein wertvolles Instrument zur Verbesserung der Produktivität und Sicherheit am Arbeitsplatz ist,“ erzählt Morgado.

So planen die Verantwortlichen bereits, zwei weitere MiR-Roboter in die Werkshallen zu holen, sagt Galan: „Unsere Priorität liegt dabei nach wie vor auf der Lieferung von Rohmaterialien an Produktionslinien und dem Transport der fertigen Produkte ins Lager.“ Aber auch komplexere Einsatzbereiche sind schon in der Planung: „In einer zweiten Phase haben wir vor, mobile Roboter in Verbindung mit kollaborativen Roboterarmen und künstlicher Bilderkennung einzusetzen, um Prozesse zu automatisieren, die sowohl Transport- als auch Montageaufgaben umfassen.“

Das japanisch-US-amerikanische Gemeinschaftsunternehmen Johnson Controls-Hitachi Air Conditioning bietet seit 2015 HLK-Lösungen für Privathaushalte und Unternehmen an.

Mobile Industrial Robots (MiR, Odense, DK) wurde 2013 gegründet und entwickelt und vertreibt autonome mobile Roboter für den innerbetrieblichen Transport in der Industrie und im Gesundheitssektor. Das Vertriebsnetz umfasst heute mehr als 40 Länder.