Industrie 4.0: KUKA Toledo Production Operations

Industrie 4.0 mit KUKA Toledo Production Operations

Mit KUKA Toledo Production Operations, kurz KTPO, setzte KUKA einen Meilenstein in der Digital Supply Chain und in Industrie 4.0. Bereits 2006 entstand eine Fertigungslösung aus vernetzten Systemen und Architekturen, die ihrer Zeit voraus war. Das Werk ermöglichte einen Quantensprung in der Produktivität.

Bis zum Jahr 2006 galt es als unmöglich, die effiziente Produktion hoher Stückzahlen bei gleichzeitig großer Typen- und Variantenvielfalt auf ein und derselben Fertigungsstraße zu realisieren. KTPO bewies das Gegenteil: Das Body-in-White-Werk für Jeep® Wrangler-Karosserien ist hinsichtlich Vernetzung und Prozesssteuerung wegweisend in der Produktivität – und das bei einer bis dahin unerreichten Flexibilität. KUKA setzte bereits damals Industrie 4.0 in der Realität um.

Das "Internet of Things in a Box"

Alle 77 Sekunden entsteht auf einer Linie eine Karosserie – egal welcher Typ, egal welche Version. Tag für Tag, zuverlässig seit zehn Jahren. Um dies zu erreichen, verknüpfte KUKA die 259 Roboter des Werks und 60.000 weitere Geräte mit leistungsfähigen Back-End-Überwachungssystemen sowie einem übergeordneten Datenverwaltungssystem. So entstand damals quasi das „IoT in a Box“. Und es entwickelt sich dynamisch weiter – permanent.

Die Anlage zählt seit Jahren zu den effizientesten Rohbaulinien der amerikanischen Autoindustrie und zu den Wegbereitern von Industrie 4.0. Rund eineinhalb Millionen Rohkarosserien für den Jeep® Wrangler liefen bis heute fast im Minutentakt vom selben Band – egal, ob es sich um den klassischen Zweitürer oder den Viertürer der „Unlimited”- Serie handelte.

De KTPO-installatie behoort tot de wegbereiders van Industrie 4.0. — Die KTPO-Anlage zählt zu den Wegbereitern von Industrie 4.0.

Zukunftsweisendes Betreibermodell

Der Jeep® Wrangler gilt als Erfolgsmodell – in der Produktion ebenso wie bei der Nachfrage. Um mühelos mit den steigenden Produktionszahlen mitzuhalten, ermöglichte KTPO durch ein intelligentes Steuerungssystem den Nonstop-Ausstoß von Karosserien im Zwei-Schicht-Betrieb. »KTPO liefert verlässlich Karosserien in Top-Qualität« unterstreicht KTPO-Geschäftsführer Jake Ladouceur.

Zukunftsweisend ist auch das Betreibermodell, in das KTPO eingebunden ist. In dem vier Fertigungsstätten umfassenden „Toledo Supplier Park“ übernehmen mehrere Zulieferer in jeweils eigenen Werkshallen komplette Vorstufen in Eigenregie. Chrysler selbst ist für die Lackierung sowie die Endmontage zuständig.

Dankzij Industrie 4.0 kan moeiteloos worden voldaan aan de hoge vraag naar het succesmodel Jeep® Wrangler. — Durch Industrie 4.0 lässt sich die hohe Nachfrage nach dem Erfolgsmodell Jeep® Wrangler mühelos bewältigen.

Seitenwand-System (Stromversorgung & frei)
Seitenwand-System nutzt "Overhead Power & Free" für den Transport von Karosseriebauteilen auf dem Rahmensystem

Die Seitenwände werden in Sets innerhalb desselben Systems aufgebaut
Box Linie (KUKA PULSE)
Der Einsatz von PULSE erhöht die Betriebszeit der Produktion, da es nur wenige mechanische Verschleißteile enthält

Kostengünstig durch den minimalen Ersatzteilbedarf und bis zu 25 % weniger Energieverbrauch allein beim Transportweg von Station zu Station
Unterbodenschutz
JT Unterboden montiert mit robotergestütztem Verfahren

JT Modelltyp, der in den Unterbodensystemen produziert wurde
Unterbodenschlitten

Der Fata-Schlitten-Transfer wird zur Vervollständigung des Aufbauprozesses des Unterbodens eingesetzt.
Framing-System (robotergestützte Framing Gates)

Das System verwendet robotergestützte Framing Gates. Diese Gates fügen die Karosserieseitenwände zum Unterboden durch Andocken an Werkzeug-Lokatoren, die die Karosserieseitenwände richtig zum Unterboden ausrichten.
Panel-Linie (Best Fit-Gruppe)

Die Autopanel-Linie ist so konzipiert, dass die Verschluss-Panel an die unterschiedlichen Karosserievarianten jedes bearbeiteten Fahrzeugs angepasst werden können. Da die einzelnen Komponenten der Rohkarosserie (BIW) geschweißt und gerahmt werden, wird eine Variation eingeführt, die eine von Fahrzeug zu Fahrzeug maßlich einzigartige Baugruppe schafft. Die Linie für die Auto-Panel misst die endgültige Rohkarosserie-Baugruppe in einer vorgeschalteten "Datenfarm"-Station und sendet diese Maßdaten an die verschiedenen nachgeschalteten Roboter/Vorrichtungen im System, die die Verschlusspanel an die für das jeweilige Fahrzeug "bestgeeignete" Position anpassen.
Kotflügelsystem (RoboSpin)
Mit dem RoboSpin-Verfahren von KUKA kann Aluminium genauso schnell geschweißt werden wie Stahl, und der Verschleiß der Elektrodenspitzen ist bei beiden Materialien gleich

Das KUKA RoboSpin-Verfahren reduziert darüber hinaus die Zykluszeiten und verbessert die Schweißqualität
Tür-Innenzelle (Lasersystem)
Verwendet den Laserline 6 kW-Lasergenerator

HIGHYAG RSK Optik / ABICOR-BINZEL Drahtvorschubsystem

29 Laserschweißnähte mit 100 % Eindringungstiefe (nach FCA-Spezifikation)

Schweißen mit 4.047 Zusatzdraht zur Vermeidung von Rissen bei Aluminium der Serie 6.000
Front- und Rücktürsysteme
Niederhalter fixieren die inneren und äußeren Unterbaugruppen durch Andocken an das Saumbrett
Motorhaubensystem (Rollfalz-Ausrüstung)
Alle Verschlusssysteme verwenden den KS HOQ-Bördelkopf mit KUKA RHS-Eckbördeleinheit

Um die beste Bördelqualität bei den Aluminiumverschlüssen zu gewährleisten, wird ein Dreiphasenverfahren verwendet

KTPO als intelligente Lifecycle Management Platform

Was mit der Vernetzung von Produktionsprozessen mit Back-End-Überwachungssystemen begann, hat sich im Zuge von Industrie 4.0 mittlerweile zu einer intelligenten Lifecycle Management Platform entwickelt. Die durchgängig digitalisierte Lösung steuert und überwacht in Echtzeit die gesamte Wertschöpfungskette vom Materialeingang über die Produktionsprozesse bis hin zum Warenausgang – verbunden mit der Produktion. Zudem identifiziert sie Schwachstellen und optimiert die Auslastung.

Tag für Tag stellt KTPO mit Bestmarken eindrucksvoll unter Beweis, dass KUKA eine Rohbaufertigung betreibt, mit der sich die höchsten Ansprüche der Automobilindustrie an Qualität und Effizienz und die Anforderungen von Industrie 4.0 erfüllen lassen.