Virtuelle Realität beschleunigt Planung einer Montagelinie

Ein OEM-Automotive-Zulieferer plante eine neue teilautomatisierte Montagelinie und war dabei unter grossen Zeitdruck geraten. Das Unternehmen, ein Hidden Champion (ca. 700 MA und 200 Mio. Umsatz) für Caravan-Heizkörper engagierte den Interim Manager als Experten für Produktionsprozesse, um den Ramp-up-Prozess zu beschleunigen und den geplanten Produktionsstart sicherzustellen.

Ausgangslage: Start der Produktion durch unzureichende Planung stark gefährdet

In der Analyse identifizierte der Interim Manager vor allem Schwächen im Layout und der Montagesequenz der geplanten Produktion. Beispielsweise stellte das Design der Produktionslinie nicht eindeutig dar, welche Schritte der Montage wo erfolgen sollten. Auch der Transport zwischen den Fertigungsstationen war nicht geregelt. Erschwerend kam hinzu, dass die Produktion auf mehrere Stockwerke verteilt - und diese nur durch zwei Aufzüge zu erreichen war. Das komplizierte die Versorgung und den Abtransport erheblich. Zudem hatten die Planer es versäumt, die Mitarbeitenden aus der Fertigung und dem Equipmentbau in ihre Planungen einzubeziehen.
Gespräche mit dem Ramp-Up Team ergaben, dass die Montagereihenfolge bislang lediglich grob im Excel abgebildet war – und die Vorgabezeiten auf Basis eines Vorgänger-Projekts ebenso grob abgeschätzt waren. Mit anderen Worten: Das Projekt stand kurz vor dem Scheitern – und der Druck auf die Mitarbeiter im Team war jederzeit spürbar.

Geschäftsführung von digitaler Planung in einer virtuellen 3D-Umgebung überzeugt

Das Planungsteam hatte bis zum Zeitpunkt des Mandats mit klassischen 2D-Plänen gearbeitet. Angesichts der komplexen Herausforderungen in der Produktionsstätte überzeugte der Experte die Geschäftsführung davon, auf ein von ihm selbst entwickeltes digitales 3D-Planungsmodell umzusteigen. Dieser Virtual Process Planner (VPP) ermöglicht es, unter Einsatz von Virtual Reality-Technologie die Fertigungsabläufe interaktiv in einem sehr hohen Detaillierungsgrad zu designen und zu validieren.

Projektteam um die Expertise aus den beteiligten Abteilungen aufgestockt

Um alle notwendigen Informationen für die 3D-Entwicklung zu bekommen, stockte der Interim Manager in Absprache mit der Geschäftsführung das Ramp-Up Team interdisziplinär auf. Zwei Team-Leader aus der Montage, zwei Monteure und je eine Fachkraft aus Equipment und Service stellten sicher, dass alle Know-how-Träger ihr Wissen einbringen konnten. Als Ziel definierte das Team, insbesondere die Durchlaufzeit zu verbessern sowie Bestand und Losgrössen zu reduzieren.

Daten für die Planungsumgebung erfasst und eine VR-Produktion erstellt

Im nächsten Schritt bereitete der Interim-Manager die virtuelle Planungsumgebung vor. In dieser Umgebung untersuchte das Team zwei Liniendesigns inklusive der Montagereihenfolge und des Logistikkonzeptes. Mitarbeitende aus der Fertigung überprüften die Ergonomie in der virtuellen Umgebung nach der OWAS-Methode und lieferten weitere Hinweise für die finale Gestaltung der Prozesse.
Alle Informationen fügte das Team in einer Bewertungsmatrix mit den Schwerpunkten Durchlaufzeit und Bestand zusammen und integrierte sie in die Planung. Aufgrund der realitätsnahen Simulation in der Virtuellen Realität war das Team sehr schnell in der Lage, die beiden Linien und deren finale Austaktung zu optimieren.

VR-Modell beschleunigt Planung der Montagelinie und verbessert das Produkt

Die VR-Prozessplanung erwies sich als grosser Erfolg. Die VR-Technik ermöglichte es dem Team, den Planungsrückstand innerhalb kurzer Zeit aufzuholen. Schon drei Monate nach Mandatsbeginn konnte das Projektteam die komplette Planung abschliessen und mit der Realisierung beginnen. Die Produktionslinie ging kurze Zeit in dem optimierten Design in den Betrieb.

Erhebliche Einsparungseffekte durch Optimierung der Prozesse realisiert

Das verbesserte Design ermöglicht es nunmehr unter anderem, den Fertigungstakt auf 60s/Stück zu verkürzen (vorher: 100 s/Stück). Die Zahl der Produktionsvorrichtungen konnte von zehn auf fünf halbiert werden. Die 3D-Modelle führten ausserdem zu Verbesserungen am Produkt selbst: So konnte beispielsweise die Zahl der benötigten Elemente um 15 je Einheit verringert werden.