Quelltext der Seite Recherche über den aktuellen Stand der Technik von Automatisierungssystemen für (z. B. automobile) Produktionsanlagen

== Automatisierungstechnik ==

=== Was ist Automatisierungstechnik? ===
Die Automatisierungstechnik ist ein fachübergreifendes Teilgebiet der Technik und eine
Ingenieurwissenschaft, die alle Maßnahmen behandelt, Maschinen oder Anlagen zu
automatisieren, also selbständig und ohne Mitwirkung von Menschen betreiben zu können.

Der Automatisierungsgrad ist um so höher, je unabhängiger komplexe Maschinen und
Anlagen von menschlichen Eingriffen sind.
Durch Fortschritte in der Signalerfassung und primär elktronischen Signalverarbeitung konnte der Automatisierungsgrad wesentlich gesteigert werden.
Neben der Entlastung des Menschen von gefährlichen, anstrengenden oder Routine-Tätigkeiten sind Qualitätsverbesserungen, eine höhere Leistungsfähigkeit der Maschine oder Anlage, Senkung von Personalkosten die Motivation, Automatisierungstechniken
einzusetzen. 

Menschliche Tätigkeiten werden vorwiegend auf Beseitigung von Störungen, Materialnachschub, Fertigteilabtransport, Wartung und
ähnliche Arbeiten reduziert.

Im Englischen wird der Begriff Automation verwendet.

'''Quelle:''' http://de.wikipedia.org/wiki/Automatisierungstechnik (Abrufdatum: 25.09.2013)

=== Grenzen der Automatisierungstechnik ===

Ursprünglich lag die Anwendung der Automatisierungstechnik in der Großserienproduktion.
Durch den Einsatz flexiblerer Anlagen ist es heutzutage jedoch möglich, auch
die Produktion von Kleinserien bis hinunter zu Einzelstücken zumindest teilweise zu
automatisieren.

Die Grenze für den Einsatz der Automatisierung ergibt sich heutzutage meist aus der
Wirtschaftlichkeit: Komplexe Bewegungsabläufe zu automatisieren ist in den meisten
Fällen prinzipiell möglich, kann aber kostspielig sein, wenn dazu der Einsatz aufwändiger
Roboter (und deren Programmierung) erforderlich wird.
In vielen Fällen ist es -auch beim Lohnniveau westlicher Industriestaaten - billiger, menschliche Arbeitskräfte
einzusetzen. Dies gilt vor allem für den Zusammenbau von Produkten (Endfertigung).
Zwar lässt sich durch entsprechendes Design die Eignung eines Produkts für die automatisierte
Fertigung verbessern, dies ist aber nicht immer gewünscht oder wirtschaftlich
sinnvoll.

Eine weitere Grenze der Automatisierungstechnik liegt dort, wo kreative Entscheidungen
oder flexibles Problemlösen gefragt sind - diese Aufgaben kann ein Automatisierungssystem
nur selten zufriedenstellend lösen.
Eine andere Grenze der Automatisierung ist die nachlassende Aufmerksamkeit des
Überwachers durch ein übermäßiges Vertrauen in das automatische System.

'''Quelle:''' http://de.wikipedia.org/wiki/Automatisierungstechnik (Abrufdatum: 25.09.2013)

== Automation in der Automobilindustrie ==

=== Produktion nach dem Baukastenprinzip ===

„Eine möglichst große Zahl gleicher Teile für verschiedene Modelle und teilweise auch
Marken zu verwenden, ist schon länger Ziel der Automobilindustrie. Mit dem nun von
Volkswagen vorgestellten Modulbaukasten wird die bisherige Gleichteile- und Plattformstrategie
noch erweitert. Damit will der Wolfsburger Konzern bei der Automobilproduktion
hinsichtlich Flexibilität und Reduzierung der Bauteilvielfalt neue Maßstäbe
setzen. Das gilt sowohl für Motoren- als auch Karosserievarianten. Zugutekommen sollen
die Änderungen den mehr als 90 Fertigungsstätten von VW in aller Welt, die in
dieses System eingebunden sind.

[[Datei:Tiguan einzelteile klein 1920x1317.jpg|500px|thumb|none|Einzelteile VW Tiguan]]

Karosserieseitig löst sich das Baukastensystem dabei von der starren Plattform und
erlaubt es, sowohl Radstand und Spurweiten zu verändern. Einheitlich ist nun nur
noch der Abstand von Vorderradmitte bis etwa zur A-Säule. Damit sind auch Breite
und Länge der Karosserie variabel. Alle Karosseriebauteile wurden unter die Lupe genommen und wenn immer möglich vereinheitlicht. Als Beispiel dient der Halter der
Armaturentafel, der bisher für jedes Modell anders ausfiel. Mit der Einführung des
Modulbaukastens gibt es quer über alle Modelle nur noch eine Ausführung, die nun in
sehr hohen Stückzahlen hergestellt werden kann.
Die Gesamtgewichte der neuen Wagen sinken nach VW-Angaben durch leichtere Motoren
und verbesserte Karosseriebauteile im Mittel um 50 kg. Daraus wird ersichtlich,
dass auch die Produktion in den Modulbaukasten einbezogen ist und ihren Teil sowohl
zur Verbesserung der Fahrzeuge als auch zur Kostensenkung beiträgt. Zugleich wurde
eine Art Fabrikbaukasten entwickelt, der überall in derWelt aus den gleichen Gebäuden
und der gleichen, erprobten Gebäudeanordnung besteht. Reicht die Fertigungskapazität
nicht aus, wird eine zweite Fabrik spiegelbildlich daneben gesetzt.“

'''Quelle:''' http://www.ingenieur.de/Themen/Automobil/Autoproduktion-Baukasten-Prinzip

In diesem Artikel ist das Produktionssystem des VW Konzerns beschrieben. Durch
eine immer weiter wachsende Anzahl an Automobilen und eine immer individuellere
Ausstattung dieser Fahrzeuge ist es wichtig, dass die Produktion trotzdem schlank
gehalten werden kann. Allein die Logistik der vielen verschiedenen Teile wird sonst zu
komplex um ein wirtschaftliches Handling gewährleisten zu können.
VW und auch andere Automobilhersteller probieren dies mit einem Baukastenprinzip
zu erreichen, indem auch Teile von verschiedenen Serien gleich sind, was die Teilevielfalt
etwas einschränkt.

=== Automatisierung der Produktion ===

Das Baukastenprinzip ermöglicht eine Automatisierung mit gleichen Maschinen, da
zum Beispiel die gleichen Greifer an Roboterarmen und die gleichen Handlingsalgorithmen
genutzt werden können.
Allgemein ist der Grad der Automatisierung in der Produktion der Automobilindustrie
in den letzten Jahren sehr stark angewachsen. Ob bei den Zulieferern oder bei den
Herstellern selbst, die Automation lässt die Produktion schneller und taktvoller laufen
und verbessert dazu noch die Qualität hinsichtlich Präzision und gleicher Verarbeitung.


[[Datei:VW-Produktion-Autoproduktion.jpg|500px|thumb|none|VW Autoproduktion]]

In der heutigen Produktion ist der Stand der Technik ein fließbandartiges System. Das
Grundgerüst der Autos wird durch die einzelnen Stationen der Produktion hindurch
gefahren und an jeder Station werden weitere Teile an- bzw. eingebaut.
Viele Dinge werden bereits durch ein Roboterhandling in das Fahrzeug integriert, wie
zum Beispiel die Sitze.
Andere werden nur durch einen Roboter eingesetzt, aber durch
Handmontage befestigt und wieder Andere werden komplett durch einen Mitarbeiter
montiert.

Der Grad der Automatisierung an den jeweiligen Stationen ist auch von der Individualität
des Teils abhängig. Sitze haben im Allgemeinen immer die gleichen Abmaße, ob
es nun Leder oder Stoffsitze bzw. blaue oder schwarze Sitze sind. Diese Vielfalt ist für
ein Roboterhandling kein Unterschied.

Anders ist es dabei schon bei unterschiedlichen Motorengrößen oder Abgassystemen. Diese haben je nach Motorisierung andere Maße und Formen, sodass hier zwar eine Maschinen beim Handling des Teils unterstützt, jedoch auf jeden Fall ein zusätzlicher Mitarbeiter benötigt wird.

Es wird also deutlich, dass in der Automobilindustrie die Automatisierung ein sehr
wichtiger Bestandteil der Produktion ist, da die Autos immer günstiger und schneller
produziert werden müssen, damit sich die Entwicklung aufgrund von immer kürzer
werdenden Produktzykluszeiten noch lohnt.

Hauptbestandteil des automatisierten Systems sind sicherlich die sechsachsigen Roboter
mit ihren Steuerungen, sowie das Fließband selbst, welches diese Art von Produktion
erst möglich macht.
Teilweise ist eine Verknüpfung von solchen Robotersystemen mit einer zusätzlichen
Achse realisiert, so dass sich der Roboter während der Fahrt des Autos auf dem Fließband
parallel dazu bewegt und arbeitet, ohne dass der Fließprozess angehalten werden
muss. So kann ein kontinuierlicher Materialfluss durch das Produktionssystem gewährleistet
werden, was zu einer sehr konstanten Ausbringungsmenge führt.

Bei den Automobilzulieferern ist das Bild teilweise noch ein Anderes. Im Beispiel der
Produktion des intelligenten Batteriesensors oder des Electrical Power Steerings des
Hella KGaA Hueck & Co. ist die Produktion dieser Teile bereits voll automatisiert. Das bedeutet, dass
eine Produktionslinie aufgebaut ist, in denen verschiedene Module zur Montage des
Produkts aneinandergereiht sind.
Hier werden nur die Materialspeicher vom Personal aufgefüllt und der restliche Prozess
wird ohne Eingriff von Mitarbeitern ausgeführt.
Grund dafür sind natürlich auch die deutlich kleineren Komponenten, die hier gehandelt
und verarbeitet werden müssen.

=== Statistik - Automation in der Automobilindustrie ===


Nach den Ergebnissen der VDMA ist die Automobilindustrie eine der wachsensten
Industrien in Bezug auf den Automatisierungsgrad. Zu sehen ist dies an der Herausgegebenen
Statistik, welche in der folgenden Abbildung dargestellt wurde.


[[Datei:Charts-Automotive.jpg|500px|thumb|none|Charts Automotive]]


Allein in den Jahren von 2009 bis 2011 haben sich die Verkaufszahlen an Robotern für
den automotive Bereich mehr als verdreifacht und ist immernoch stetig steigend.
Durch den hohen Konurrenz und Preisdruck in der Branche werden die Überlegungen
zu immer neuen Prozessautomatisierungen und weiterem Ausbau der modularen Bauweise
von Autos und der damit verbundenen Vereinfachung von Automation weiterhin
hoch gehalten und es ist bisher auch kein Rückgang in Sicht.