Um der steigenden Nachfrage nach Wärmepumpen zu begegnen, beschloss Stiebel Eltron 2019, seine Wärmepumpen-Produktion zu optimieren. Damals gab es am Stammsitz Holzminden verschiedene modellbezogene Fertigungslinien, in denen Wärmepumpen händisch auf Montagewagen von Arbeitsplatz zu Arbeitsplatz geschoben wurden – ein wenig flexibles und im Störungsfall auch zeitintensives Konzept.
„Die Aufgabenstellung war von vornherein, eine hochflexible Fertigungslösung zu implementieren, in der wir alle Wärmepumpentypen auf einer Fertigungslinie produzieren können“, erinnert sich Projektleiter Roman Flegel. Da die Montageabfolge der einzelnen Modelle unterschiedlich ist, war eine durchgängig starre Montagestrecke für diese Multilinie von Anfang an ausgeschlossen.
Die geforderte Flexibilität erreichte Stiebel Eltron durch die Kombination von zwei kurzen Förderstrecken, die jeweils zwei Montagearbeitsplätze mit separaten Lötarbeits- und Prüfstationen enthalten. Den individuellen Transport zwischen diesen Einheiten übernehmen Fahrerlose Transportsysteme (FTS). Für die Organisation ist eine im SAP ERP System verankerte Auftrags- und Kopfsteuerung zuständig.
Dafür musste Stiebel Eltron seine Produktinformationen mit intelligenten Fördersystemen und autonomen Transportfahrzeugen verknüpfen sowie Schnittstellen untereinander und zum SAP ME-System schaffen. Ein echtes Vorzeigeprojekt in Sachen Digitalisierung.
Mit dem Lastenheft gingen die Anlagenplaner auf verschiedene FTS- und Fördertechnikanbieter zu und entschieden sich schließlich für Knoll. Roman Flegel: „Die Fördertechnik von Knoll Maschinenbau weist ein standardisiertes, modulares Design auf und ist damit der Herausforderung unserer Multilinie gewachsen.“ Beim FTS-Anbieter fiel die Wahl auf DS Automotion: „Dass DS schon bei anderen Projekten mit Knoll erfolgreich kooperierte, war ein wichtiges Kriterium.“
Multilinie entstand im Bypass
Ein zentrales Element der Multilinie ist das Zusammenspiel von Transportbändern, Montagestationen, FTS und SAP ME mit der Anlagensteuerung. „Daher war es für uns wichtig, mit Knoll einen Partner zu haben, der sich nicht nur auf SPS-Seite sehr gut auskennt, sondern auch Schnittstellen-Know-how besitzt“, betont Roman Flegel. „Knoll steuert außerdem die gesamte Sensorik bei, die an den Übergabestellen erforderlich ist.“
Im Sommer 2020 erfolgte die Vergabe des Projektes an die Zulieferer und Dienstleister. Im Laufe eines knappen Jahres gelang es Stiebel Eltron mit seinen Partnern, die Multilinie produktionsreif aufzubauen.
Laut Jens Knaup, Leiter der Abteilung Rationalisierung und Betriebsmittel, ist das eine enorme Leistung, denn der Produktionsbetrieb musste wegen der hohen Auftragszahlen parallel weiterlaufen. „Teilweise wurde der Boden saniert, inklusive der farblichen Unterscheidung zwischen Fahrstrecken und Montagezonen“, so Knaup. „Das erforderte hohes organisatorisches Geschick und von allen beteiligten Partnern und Gewerken höchste Flexibilität.“
Die Multilinie enthält an drei Stationen individuell konfigurierte Transportsysteme, die über FTS miteinander verknüpft sind. Die FTS fahren in die Stationen ein, um Transportpaletten abzugeben oder aufzunehmen. Neben diesen Aufnahme- und Abgabestationen wurden weitere Bearbeitungs- und Pufferstationen mit den Knoll-Modulen realisiert. Die meisten Bearbeitungsstationen enthalten einen Hubtisch inklusive Drehplattform, mit dem die Mitarbeiter ihren Arbeitsplatz individuell und ergonomisch anpassen können.
Erfolg auf der ganzen Linie
Knoll entwickelte auch den universellen Werkstückträger, der alle Wärmepumpen-Modelle aufnehmen kann. Der Werkstückträger mit den zu produzierenden Geräten wird mittels Förderband von der Bodenblech- zur Verdichtermontage und dann von den FTS zum Löten des Kältekreises gebracht. Anschließend geht es zu einem Montageband mit zwei Stationen, in denen der Verdampfer gelötet wird. Je nach Pumpenmodell kann die Abfolge variieren. Am Ende steht stets die Druck- und Dichtigkeitsprüfung an.
Seit der Inbetriebnahme im Sommer 2021 läuft die Anlage nun im Produktivbetrieb. Die Produktionsverantwortlichen sind zufrieden. Jens Knaup, Abteilungsleiter Rationalisierung und Betriebsmittel: „Wir können jetzt jederzeit nachvollziehen, wo sich welches Produkt in welchem Zustand befindet. Dadurch erkennen wir, wo Engpässe entstehen, können entsprechend nachbessern und letztendlich die Kapazität erhöhen. Die Anlage ist so angelegt, dass wir die Stückzahl bei gleicher Fläche und gleichen Mitarbeiterzahlen verdoppeln können.“
Dieses Projekt sei zwar abgeschlossen, so Knaup, aber der Umbau der Wärmepumpen-Produktion sehe noch einen weiteren Schritt vor: „In der gleichen Halle findet auch die Endmontage der Wärmepumpen statt, in der sie final verdrahtet und isoliert werden. Am Ende erfolgen dann noch Endprüfung und Verpackung. Auch diese Schritte werden wir aller Voraussicht nach automatisieren.“
Knoll Maschinenbau GmbH
www.knoll-mb.de; Automatica A6.331
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