Montage- und Handhabungstechnik Fließmontage halbiert Durchlaufzeiten

Taktgebundene Produktionslinie für die Betonpumpenfertigung löst werkstattorientierte Dockmontage ab.

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Die Umstellung auf Fließfertigung in der Aichtaler Betonpumpen-Produktion hat sich für Putzmeister in kurzer Zeit durch eine Produktivitätssteigerung um 20% und die Halbierung der Hauptmontage-Durchlaufzeit bezahlt gemacht. Die fortschreitende Produktmodularisierung schuf für die Putzmeister AG die Voraussetzung für eine grundlegende Restrukturierung der Montage im Segment „fahrbare Betonpumpen“.

Trotz kundenindividueller Einzelfertigung und typischer Kleinserienstückzahlen im Bereich von 300 bis 500 Einheiten pro Jahr setzt Putzmeister auf das aus der Serienfertigung stammende Prinzip der Fließmontage. Innerhalb von nur neun Monaten setzte die Putzmeister AG in Zusammenarbeit mit dem Industrieplaner MBS Prof. Dr. Bichler, Schwarz und Partner GmbH, Nürtingen, die Neuausrichtung im Werk in Aichtal um.

Reengineering in bestehender Werksstruktur

Der Produktionsstandort Aichtal blickt auf eine über 30-jährige Geschichte zurück. Im Laufe der Zeit ist das Unternehmen kontinuierlich gewachsen. Dementsprechend wurden die Produktionshallen sukzessive erweitert beziehungsweise neue errichtet. So standen für die Restrukturierung ausreichend Hallenflächen zur Verfügung. Die neue Produktionslinie war daher in der bestehenden Halleninfrastruktur abzubilden. Doch zunächst zum Produkt: Eine fahrbare Betonpumpe ist eine Kombination aus einem Lkw-Chassis und einem Funktionsaufbau. Dieser besteht aus einem Systemrahmen, einer Betonpumpe und einem Betonverteilermast. Mit einem Gesamtgewicht von bis zu 25 t und einer Gesamtlänge von zwölf Metern weist das Montageobjekt Dimensionen auf, die besondere Anforderungen an die Grundstruktur von Montageabfolge und Handling stellen.

Die umgesetzte Produktionslinie gliedert sich in die zwei Grundabschnitte, nämlich die Montage des Aufbaus ohne Lkw-Chassis und die Fertigmontage, bei der der Aufbau bereits auf dem Fahrzeug sitzt. In der Mitte der Produktionslinie erfolgt die „Hochzeit“, bei der der Aufbau auf das Chassis gesetzt wird. Die Einheiten reihen sich zu Beginn der Montage, wie beim Auffädeln von Perlen, nacheinander in die Produktionslinie ein, daher der Name „Perlenkettenmontage“. Montiert wird in neun Arbeitsstationen, wobei die Montage kundenspezifischer Sonderumfänge an einer eigens dafür eingerichteten separaten Station durchgeführt wird, ebenso wie das Aufsetzen des Betonverteilermastes.

Handling und Logistik als Herausforderung

„Die größte Herausforderung bestand in der Konzeption und Realisierung eines flexiblen und multifunktionalen Fördersystems“, erläutert Walter Wezel, Betriebsleiter im Putzmeister-Werk Aichtal, die Aufgabenstellung. Für die beiden beschriebenen Montagesituationen musste ein universelles Fördersystem entwickelt werden. Eingehende Recherchen des Industrieplaners MBS Nürtingen zeigten, dass am Markt vorhandene Standardlösungen nicht den Anforderungen entsprachen. Letztendlich ist bei Putzmeister nun ein selbstfahrender schienengebundener Elektrozugwagen, ein so genanntes Elektroskid, im Einsatz. Außer dem Elektroskid als Antriebseinheit gibt es außerdem einen baugleichen Nachläufer, der ohne Antrieb auskommt. Der Aufbaurahmen im ersten Linienabschnitt sitzt auf zwei Skids und kann manuell durch den Werker verfahren werden. Dadurch werden flexible Stationsabstände und Förderzeitpunkte möglich, was hinsichtlich der montierbaren Produktvarianz erforderlich ist.

Geringer Umbauaufwand durch eingesetzten Elektroskid

Auch hielt sich der erforderliche Umbauaufwand zum Beispiel im Vergleich zu Unterflurkettenförderern deutlich in Grenzen. Für den zweiten Linienabschnitt, bei dem das Gesamtfahrzeug zu fördern ist, wird lediglich das Elektroskid unter dem Lkw platziert und mittels einer hydraulischen Hebevorrichtung formschlüssig mit der Vorderachse verbunden. Die Gesamteinheit kann so bequem von Station zu Station gefördert werden. Als Besonderheiten des Elektroskids sind die extrem niedrige Bauhöhe, die Belastbarkeit von neun Tonnen und die hohe Zugkraft zu nennen.

Das entwickelte Förderkonzept dürfte damit in seiner Ausprägung einzigartig sein. Mit dem Einbau des Fördersystems einher ging die Errichtung einer zweiten Kranebene über ausgewählte Arbeitsstationen, wodurch der effiziente und ergonomische Einbau von Großkomponenten sichergestellt wird.Eine besondere Herausforderung stellte bei diesem Projekt die Produktionslogistik dar. Für hauseigene Zulieferkomponenten wurde ein Just-in-time-Abrufsystem konzipiert und umgesetzt. So werden beispielsweise Systemrahmen auftragsbezogen aus dem eigenen Zulieferwerk in Althengstett mit einer „Frozen Period“ von sieben Tagen punktgenau zu Montagebeginn angeliefert. Dabei synchronisiert die Putzmeister-Fertigungssteuerung die Rahmenabrufe mit der Verfügbarkeit von Lkw-Chassis auf dem Werksgelände in Aichtal.

Kleinteile werden über unterschiedliche Kanban-Kreisläufe am Verbauort bereitgestellt. Der gesamte Warenstrom erfolgt über ein der Montagelinie vorgelagertes Warenverteilzentrum (WVZ). Dieses übernimmt die Aufgabe der Kurzzeitpufferung und Distribution von Material an die Montagestationen. Über ein Forecast- und Abrufkonzept in Zusammenarbeit mit den Lieferanten werden Teile bedarfsgerecht im WVZ angeliefert und mittels arbeitswirtschaftlich optimaler Behälter angeliefert und am Verbauort bereitgestellt.

Als Maxime gilt dabei, den Materialbestand minimal zu halten und dem Werker Teile in unmittelbarer Nähe des Bedarfsorts bereitzustellen. „Größte Herausforderung hierbei war die Harmonisierung der Arbeitsinhalte je Station und der dafür erforderlichen Materialbereitstellflächen“, erläutert Horst Schwörer, Leiter der Fertigungsplanung Putzmeister. Durch das neue Konzept lassen sich logistische Wegzeitanteile deutlich reduzieren. Die Materialversorgung erfolgt mittels Routenverkehr zwischen WVZ und Arbeitsstationen.

Die Perlenketten-Montage bringt deutliche Vorteile

„Mit der Putzmeister-Perlenketten-Montage haben wir die Vorteile der modularen Produktgestaltung nun auch konsequent in unserem Produktionssystem umgesetzt. Die positiven Effekte sind mit einer Produktivitätssteigerung von rund 20% bereits deutlich erkennbar“, kommentiert Dr. Hartmut Benckert, Vorstand Technik bei der Putzmeister AG, das Projektergebnis. Ein weiterer wichtiger Effekt ist die Reduzierung der Hauptmontage-Durchlaufzeit um rund 50%.

Dies ist ein klarer Vorteil im Hinblick auf Lieferzeiten. Das Montagelinienkonzept hat zudem den Flächennutzungsgrad erhöht, das heißt die Wertschöpfung pro Quadratmeter ist signifikant gestiegen. Als letzter Vorteil ergibt sich aus dem neuen Logistikkonzept eine klare Bestandssenkung sowohl an Kaufteilen als auch an Eigenfertigungsmodulen. Das bei der Putzmeister AG realisierte Produktionssystem hat sich damit auch für die Gegebenheiten eines kundenspezifischen Kleinserienfertigers als überaus praktikabel und Gewinn bringend erwiesen.