Weltweit gehört die Kaco New Energy GmbH zu den größten Herstellern von Photovoltaik-Wechselrichtern. In seiner noch jungen Firmengeschichte wuchs das Unternehmen seit 1999 rasant und beschäftigt heute 800 Mitarbeiter, 550 davon alleine in Deutschland. Nach dem Slogan „Wir machen aus Leidenschaft Energie“ werden über Deutschland hinaus über 30 Länder, wie die USA, Kanada, Australien, Spanien, Frankreich, Italien, Griechenland, Israel, China und Südkorea bedient.
Um die steigende Nachfrage und die Wachstumsstrategie des Unternehmens begleiten zu können, wurde jüngst eine zusätzliche Produktionsstätte, das Werk 5 am Heimatstandort in Neckarsulm, in Betrieb genommen. Mit dem neu erstellten Gebäude sollte die modernste Wechselrichterfabrik weltweit mit einer Spitzenproduktionskapazität von 4 Gigawatt entstehen. Die Skalierbarkeit und Flexibilität des Werkes stand hierbei an erster Stelle. Denn auch im Markt der Erzeugung von regenerativer Energie gibt es deutliche Bedarfsschwankungen, die eine „atmende Fabrik“ erforderlich machen. Zudem sollte das Werk schon heute auf eine mittelfristige Verdopplung der Produktionsmenge vorbereitet sein.
Flexible Arbeitsplätze gefragt
So war Flexibilität bei der Gestaltung der Montagearbeitsplätze die höchste Maxime. Schließlich sollen zwölf Varianten einer Baugruppe montiert werden können und die spätere Erweiterung einer zweiten Baugruppe von Beginn an berücksichtigt werden. Eine besondere Herausforderung war es, die Systemarbeitsplätze so flexibel einzurichten, dass alle Varianten an allen zwölf Montageplätzen durch unterschiedliche Werker realisiert werden können.
Die ESD-gerechte Ausführung der Betriebseinrichtung war zudem eine Maßgabe für den elektrostatisch geschützten Bereich. Für die Planung erschwerend kam hinzu, dass aus Verantwortung gegenüber den Mitarbeitern und zur Sicherung der nachhaltigen Effizienz, das Thema Ergonomie bei dem schwäbischen Unternehmen ein besonderes Augenmerk genießt.
Die Antwort zu diesem Anforderungsprofil fanden die werksinternen Planer in der Prozessdefinition und Konzeption der Arbeitsplätze zugleich. Gemeinsam mit der Armbruster Engineering GmbH & Co. KG und der Bott GmbH & Co. KG entstand während einer Projektlaufzeit von nur vier Monaten eine optimale Lösung.
Die Lösung
Das Ergebnis kann sich sehen lassen – auf ergonomisch gestalteten Montageplätzen übernimmt ein Werker die komplette Montage eines Wechselrichters mit allen dazugehörigen Schritten. Die aufwändige Montagetätigkeit sorgt für eine abwechslungsreiche und mental fordernde Tätigkeit bei gleichzeitig optimal auf den Werker abgestimmten Arbeitsbedingungen.
10 Jahre Elam
Den Elam-Webserver gibt es bereits in der dritten Generation als plattformunabhängige und browserbasierte Sichtung und Analyse von Produktionsergebnissen. Was hat Sie vor 10 Jahren dazu bewogen, ein solches Produkt zu entwickeln?
Henning Vogler: Mit der Diversifizierung unseres Kundenstamms sahen wir uns ab 2008 zunehmend mit Aufgaben aus dem Bereich der End-Of-Line-Prüfungen konfrontiert. Gefragt waren detaillierte grafische Auswertungen, die mit umfangreicher Messtechnik aufgenommen, auch auf mobilen Endgeräten abrufbar sein mussten. Um besser auf unterschiedliche Kundenwünsche eingehen zu können, fiel im Jahr 2010 die Entscheidung, das System als eine Framework–Plattform zu gestalten.
Haben Sie mit der Plugin-Technologie die richtige Entscheidung getroffen?
Henning Vogler: Mit einer Auswahl von über 30 Plugins ist das Elam-E3-System sehr flexibel. Dank dieser Architektur können wir heute die Sicherheit eines Standardsystems bieten und dennoch individuell auf kundenspezifische Wünsche eingehen sowie für den Einzelfall konzipierte Systemlösungen anbieten.
Das System wurde stetig weiter entwickelt und in zahlreichen Projekten im In- und Ausland installiert. Wie geht´s weiter?
Norbert Armbruster: „Wir gehen stets mit der Zeit und realisieren unsere Produkte gemäß dem neuesten Stand der Technik. So sind Stabilität, Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität auch für die nächsten Generationen des Elam-Systems die entscheidenden Maßstäbe und die Cloud-Technologie ist auch nicht mehr weit.
Zunächst bestücken Logistikmitarbeiter einen Wagen mit allen kommissionsbezogenen Teilen, die aus einem automatisierten Warenlager bereitgestellt werden. Dieser Wagen wurde von Bott speziell für diesen Auftrag entwickelt und als Multifunktionstalent ausgelegt. So dient er als Kommissionier- und Bereitstellungswagen, während der Montage als Werkstückträger und auf dem Weg zu nachgelagerten Prozessen als Transportwagen.
Oben auf befindet sich ein Werkstückträger und eine Vorrichtung, auf der die Montage der Elektrogeräte am Montagearbeitsplatz erfolgt. Hierzu übernimmt der Werker die fahrbare Kommission von der Logistik und positioniert sie vor einem Systemarbeitsplatz von Bott, der Werkzeuge nach dem 5S-Konzept und Verbrauchsmaterial nach dem Kanban-Prinzip bereitstellt.
Bei der Montage werden die Mitarbeiter durch das Elam-E3-System von Armbruster Engineering unterstützt, das neben variabler Werkerführung umfangreiche Dokumentations- und Qualitätssicherungsinstrumente auf einer modular aufgebauten Software-Plattform zur Verfügung stellt. Die elektronische Linien-Anbindung von Montageanlagen, kurz Elam, ist vollständig in die Systemarbeitsplätze von Bott integriert. Das Gesamtpaket wird von beiden Partnerunternehmen als High-End-Produkt aus einer Hand angeboten. Aufgrund der Variantenvielfalt und der komplexen Arbeitsinhalte sahen die Projektverantwortlichen in der Nutzung dieser Technologie eine hervorragende Entlastung für die Werker und eine zuverlässige Lösung zur Qualitätssicherung zugleich.
Rückverfolgbarkeit inklusive
Das Elam-System visualisiert alle Arbeitsinhalte auf einem Bildschirm. So wird der Werker direkt am Arbeitsplatz Schritt für Schritt angeleitet. Neben der Einhaltung der richtigen Abfolge der Arbeitsschritte, die zusätzlich zur Qualitätssicherung beiträgt, bietet das System umfangreiche Dokumentations- und Auswertungsmöglichkeiten der erfassten Produktionsdaten und erfüllt so die höchsten Ansprüche in punkto Rückverfolgbarkeit. Die Ausführlichkeit der Informationen und Vorgaben an den Werker können dabei individuell an seine Qualifikation angepasst werden. Auch die Mehrsprachigkeit des Systems ist sichergestellt.
Zeitgleich prüft das System die Qualität einzelner Montageschritte und dokumentiert z. B. Verschraubungen in einer Produktlebenslaufakte (PLA), die für jedes montierte Produkt angelegt wird. Hierzu wertet das System die Produktionswerte angeschlossener Schrauber aus und speichert diese auf dem E3-Webserver, ein Standardmodul der Elam-Plattform, in welchem Produktionsergebnisse komfortabel angesehen und ausgewertet werden können. Erst nach dem I.O.-Ergebnis erfolgt die Freigabe des nachfolgenden Montageschrittes für den Werker.
Die Werkerführung wurde vollständig in die Systemlandschaft von Kaco integriert und schmiegt sich nahtlos in den ganzheitlichen Produktionsprozess ein. Über Schnittstellen bestehen bidirektionale Anbindungen zum zeitgleich von Kaco eingeführten ERP-System von SAP sowie zum Logistiksystem von Aberle.
Schlussbemerkung
„Mit den Arbeitsplätzen von Armbruster und Bott ist es uns gelungen, die vollautomatisierte Fertigung mit einer ebenso effizienten manuellen Montage nach dem One-Piece-Flow-Prinzip zu verzahnen“, so Werkleiter Erk Wehner. „Wir haben alle Montagearbeitsplätze standardisiert und hoch flexibel gestaltet“, so Wehner weiter.
Als positiv wird von dem Experten die Zusammenarbeit mit Armbruster und Bott bewertet: Kurze Wege, schnelle Ausarbeitungen von Lösungen und gemeinsames Erfahrungspotenzial der beiden Partner haben zur schnellen Umsetzung des Projekts innerhalb von 18 Wochen, von der ersten Anfrage bis zu „go live“, deutlich beigetragen.
Angelika Miedtank
(hb)
