Die Vision der smarten Produktion wird mit der Factory 56 Realität: Durchgängige Digitalisierung wird zur Blaupause für alle Mercedes-Benz Pkw-Werke weltweit

In der Factory 56 wird die Vision der smarten und nachhaltigen Produktion von Mercedes-Benz Cars zur Realität. Ein leistungsfähiges WLAN- und 5G Mobilfunknetz bildet eine wichtige Basis für die vollständig digitale Infrastruktur. Hochmoderne Industrie 4.0-Anwendungen – von Smart Devices bis hin zu Big Data Algorithmen – kommen zum Einsatz. Maschinen und Anlagen sind dadurch in der gesamten Halle miteinander vernetzt, der größte Teil davon ist bereits Internet-of-Things (IoT)-fähig. Kernmerkmal aller Digitalisierungsaktivitäten ist das digitale Produktions-Ökosystem MO360, das in der Factory 56 erstmals vollumfänglich zum Einsatz kommt. MO360 umfasst eine Familie von Softwareapplikationen, die durch gemeinsame Schnittstellen und einheitliche Benutzeroberflächen verbunden sind und mit Echtzeitdaten an weltweit mehr als 30 Mercedes-Benz Pkw-Werken die Fahrzeugproduktion unterstützen.

Mercedes-Benz Cars Operations 360 (MO360) macht die komplexe Fahrzeugproduktion vollkommen transparent und maximal effizient. Das digitale Ökosystem optimiert die auf Kennzahlen basierende Produktionssteuerung in erheblichem Maße. MO360 stellt in Echtzeit jedem Mitarbeiter individuelle und bedarfsgerechte Informationen und Arbeitsanweisungen zur Verfügung. Weite Teile von MO360 sind in den mehr als 30 Werken auf der ganzen Welt bereits in die Produktionsprozesse implementiert. Das System vereint Effizienz- und Qualitätswerkzeuge zu einer funktionalen Einheit für maximale Transparenz in einer hochdigitalisierten Automobilproduktion.

Dank MO360 sind Produktionsdaten vom Shopfloor bis in die Cloud nutzbar. Das Gesamtsystem umfasst Anwendungen wie die Qualitätsüberwachung QUALITY LIVE oder das digitale Tool Shopfloormanagement (SFMdigital). Die Vorteile: Durch die verbesserten Abläufe, flächendeckende Datenverfügbarkeit und schnelle Entscheidungen auf Basis von Echtzeitdaten kann die Effizienz in der Produktion gesteigert werden.

Die Applikationen des Ökosystems MO360 greifen nahtlos ineinander: Sie sind sowohl im Hinblick auf die Prozesse als auch auf die Daten komplett integriert. So laufen etwa Produktionsdaten vollautomatisch in das digitale Shopfloormanagement (SFMdigital), so dass die Verantwortlichen jederzeit transparent den Status der Produktion kennen. Sie haben schnellen und konzentrierten Zugriff auf produktions- und steuerungsrelevante Kennzahlen (Key Performance Indicators, KPIs), um rasch und transparent auf das aktuelle Produktionsgeschehen reagieren zu können. MO360 vereinfacht somit Entscheidungen, um die Fahrzeugproduktion effizient und nachhaltig zu steuern und sie in perfekter Qualität immer auf dem höchstmöglichen Niveau zu halten.

Mit dem Qualitätsmanagementsystem QUALITY LIVE, ebenfalls Bestandteil des Ökosystems MO360, haben Mitarbeiter zu jedem Zeitpunkt und auf Knopfdruck Zugriff auf den Live-Zustand jedes einzelnen Fahrzeugs. Um auf eventuelle Abweichungen von der Norm sofort und noch in der Produktionslinie reagieren zu können, greift QUALITY LIVE auf sämtliche Daten zurück, die während der Fertigung erfasst werden. Das System informiert die Qualitätsbeauftragten wie auch die Werker proaktiv per Smartphone oder Handheld über den aktuellen Qualitätsstatus in ihrem Bereich. Zudem unterstützt QUALITY LIVE als Teilsystem von MO360 den strukturierten Problemlöseprozess sowie eine nachhaltige Prozessoptimierung, indem es – wenn notwendig – mit Methoden künstlicher Intelligenz Vorschläge für eine effiziente Nacharbeit macht. Auf diese Weise werden Qualitätsregelkreise mit dem Ziel optimiert, dass die Fahrzeuge ohne jegliche Nacharbeiten vom Band laufen. Das hinterlegte Wissen steht allen Werken des weltweiten Produktionsnetzwerks zur Verfügung.

Neue Infrastruktur mit 5G-Netzwerk und WLAN

Als eine wichtige Basis der Digitalisierung wurde in der Factory 56 neben einem leistungsfähigen WLAN-Netz auch das weltweit erste 5G-Mobilfunknetz für die Automobilproduktion errichtet. In einem über 20.000 m² großen Bereich wird der Mobilfunkstandard 5G in einem Innovationsprojekt erstmals in der laufenden Produktion eingesetzt. Die dort gewonnenen Erfahrungen fließen in die künftigen Einsätze in weiteren Werken mit ein. Der Aufbau einer eigenen Infrastruktur hat viele Vorteile und ist ein wesentlicher Baustein bei der Umsetzung der smarten Produktion der Zukunft. Der Einsatz modernster 5G-Netztechnologie ermöglicht es, bestehende Produktionsprozesse durch neue Features zu optimieren. Dazu gehören zum Beispiel die Verknüpfung von Daten oder die Ortung von Produkten auf der Montagelinie. Sämtliche Prozesse werden durch das eigene Netz optimiert, noch robuster und können bei Bedarf kurzfristig an aktuelle Marktanforderungen angepasst werden. Zudem vernetzt der Mobilfunkstandard Maschinen und Anlagen intelligent miteinander, um die Effizienz und Genauigkeit im Produktionsprozess zu unterstützen. Ein weiterer Vorteil der Nutzung eines lokalen 5G-Netzes besteht darin, dass sensible Produktionsdaten nicht Dritten zur Verfügung gestellt werden müssen. Für diverse Testszenarien am Automobil der Zukunft lassen sich über das 5G-Netz binnen kürzester Zeit enorme Datenmengen („Data Shower“) verarbeiten. Der Mobilfunkstandard 5G liefert hierfür schnelle Datenübertragungsraten im Gigabitbereich, extrem kurze Latenzzeiten und eine hohe Zuverlässigkeit. Die Factory 56 wurde hierfür mit mehreren 5G Small Cell Indoor-Antennen sowie einem zentralen 5G-Hub ausgestattet.

Factory 56 ist als PAPERLESS FACTORY konzipiert

In der Factory 56 arbeiten die Beschäftigten komplett digital mit Monitoren und Personal Digital Assistants (PDAs). In der PAPERLESS FACTORY erhält jeder Mitarbeiter individuell zugeschnitten genau die Informationen für seine Arbeiten am Fahrzeug direkt vor ihm, die er benötigt. Möglich wird dies durch ein digitales Ortungssystem, das die Informationen zum jeweiligen Fahrzeug an die digitalen Endgeräte wie Bildschirme an der Station vermittelt. Auch werden die Schraubwerkzeuge, die ein Mitarbeiter im Montageprozess benötigt, mit den notwendigen Informationen zum jeweiligen Fahrzeug versorgt. So können nur die Werkzeuge aktiviert werden, die tatsächlich für die Arbeiten an dem Fahrzeug nötig sind. Ein anderes Beispiel ist die Dokumentation von Informationen, das sogenannte „Stempeln“: Bisher wurden sicherheitsrelevante Umfänge mittels Stempel und Papierkarte als „In Ordnung“ dokumentiert. Diese mussten anschließend aufwendig archiviert werden. In der Factory 56 „stempelt“ der Montagemitarbeiter digital mithilfe eines PDAs per Knopfdruck. Die Daten werden dabei automatisch erfasst und digital archiviert. Diese Arbeitsweise erhöht nicht nur die Effizienz, sondern setzt auch Maßstäbe für eine nachhaltige Produktion. Allein die Factory 56 spart durch die Umsetzung der PAPERLESS FACTORY rund zehn Tonnen Papier pro Jahr ein.

Industrie 4.0 in der Factory 56

Der größte Teil der Anlagen in der Factory 56 ist IoT-fähig. Sämtliche verfügbare Daten werden in sogenannten „Data Lakes“ strukturiert gespeichert, in verschiedenen Dashboards visualisiert und mit Hilfe von Big-Data-Technologien analysiert. So lassen sich unter anderem per Predictive Maintenance – also vorausschauender Wartung - Anlagenstörungen vermeiden und unvorhergesehene Produktionsstillstandzeiten deutlich minimieren.

Auch digitale Technologien wie Virtual oder Augmented Reality kamen bereits in der Entwicklungsphase der Factory 56 zum Einsatz. Im Austausch mit Lieferanten und Transportdienstleistern dienen Tracking- und Tracing-Tools dazu, Materialströme weltweit digital nachzuverfolgen. Bereits die Erfassung und Buchung von Lieferungen im Wareneingangsbereich erfolgt via kontaktlos auslesbaren Funk-Etiketten, sogenannten RFID-Chips (radio-frequency identification), an Bauteilen oder Komponenten. Dadurch lassen sich Materialbewegungen transparent und in Echtzeit nachverfolgen. Mussten die Mitarbeiter in herkömmlichen Montagehallen zuvor neues Material per Knopfdruck anfordern, so erfolgt dies nun automatisiert dank RFID-Technologie. Sogenannte Ladungsträger lesen per RFID-Tag den aktuellen Materialbestand aus und steuern bei Bedarf die Nachlieferung an die Montagelinie. Zudem sind auch die Warenkörbe mit einem RFID-Chip ausgestattet, damit sie stets identifizierbar sind. Dadurch werden zu jeder Zeit automatisiert die Ablaufprozesse der Warenkörbe geprüft, was Verwechslungen ausschließt. Für ein papierloses und effizientes Kommissionieren werden in den Logistikzonen intelligente anzeige- und sprachgestützte Picksysteme wie beispielsweise Pick-by-Light eingesetzt. Dies erleichtert dem Mitarbeiter die Kommissionierung, weil er die exakte Position und die benötigte Menge der Bauteile durch Lichtanzeige am Regalfach erkennt.

Der Warenfluss in der Factory 56 erfolgt durch Fahrerlose Transportsysteme (FTS). Die automatisierten Systeme transportieren Warenkörbe und navigieren mittels einer am Boden befestigten Magnetspur in zuvor festgelegten Wegen. Von diesen Fahrzeugen sind in der Factory 56 insgesamt rund 400 Einheiten im Einsatz.