Digitalisierung Montagearbeitsplätze sind noch lange keine Fossilien

Autor / Redakteur: Bernd Klöpper* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Bei vielen Produktionsprozessen ist der Mensch nach wie vor unabdingbar. Damit diese bezahlbar bleiben, lassen sich anforderungsspezifisch gestaltete Montagearbeitsplätze in digitale Fertigungswelten einbinden.

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Kollaborative Roboter können den Werker am Montagearbeitsplatz entlasten, in dem sie ihm Material zuführen, bei einzelnen Montageschritten Teile halten oder die Ablage der fertigen Bauteile übernehmen
Kollaborative Roboter können den Werker am Montagearbeitsplatz entlasten, in dem sie ihm Material zuführen, bei einzelnen Montageschritten Teile halten oder die Ablage der fertigen Bauteile übernehmen
(Bild: Mitsubishi Electric)

In den vergangenen Jahren gab es lange Zeit den Trend, personalintensive Produktionen nach Asien zu verlagern, um die Fertigungskosten möglichst gering zu halten. Diese Vorgehensweise bewährte sich für Massenware und tut dies auch heute noch. Allerdings stellt sich der Weg nach Asien bei anspruchsvollen Produkten häufig als Irrweg heraus. Zudem deckt die aktuelle Pandemie die Grenzen einer Produktionsverlagerung nach China oder Indien auf. Insbesondere bei der Herstellung medizinischer Produkte erwies sie sich als äußerst kritisch.

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Immer mehr europäische Unternehmen holen daher wenigstens Teile ihrer Produktion wieder zurück nach Europa. Eine wichtige Voraussetzung für ein solches „Onshoring“ ist die Möglichkeit zur weitgehenden Automatisierung der Prozesse, damit die Produkte bezahlbar bleiben. Doch nicht jede Fertigung lässt sich sinnvoll automatisieren. Dies gilt vor allem für die Herstellung komplexer Produkte in kleinen Stückzahlen mit einer hohen Variabilität sowie für nicht sinnvoll automatisierbare Arbeitsabläufe und Sonderlösungen.

Um auch solche Produkte und Abläufe wirtschaftlich in Europa fertigen bzw. darstellen zu können, bedarf es spezieller Montagearbeitsplätze, die sich in die digitale Arbeitswelt integrieren lassen. Die Anforderungen an solche digitalisierbaren Handarbeitsplätze sind hoch. So müssen sie nicht nur den Mitarbeiter von körperlich belastenden oder monotonen Tätigkeiten entbinden, sondern auch dazu beitragen, dass die fraglichen Arbeitsabläufe sicher und fehlerfrei umgesetzt werden. Darüber hinaus muss die Montagesicherheit auch bei einem Mitarbeiterwechsel garantiert sein – ein speziell im Hinblick auf die Qualitätssicherung entscheidender Faktor.

Mehr Möglichkeiten mit modernen Montagearbeitsplätzen

Damit ist klar, dass heutige Montagearbeitsplätze nicht mehr viel gemein haben mit den starren Standardarbeitsplätzen der Vergangenheit. Moderne Handarbeitsplätze lassen sich in der Höhe und hinsichtlich der Griffweiten an den jeweiligen Werker anpassen und gewährleisten damit ergonomisches, ja sogar behindertengerechtes Arbeiten. Die Wirtschaftlichkeit dieser Arbeitsplätze wird dadurch gesichert, dass sie sich variabel an die jeweilige Tätigkeit anpassen und unkompliziert auf neue Aufgaben umrüsten lassen.

Zudem garantieren sie durch die Kombination mit (teil)automatisierten Entnahme- und Beladevorrichtungen wie beispielsweise dem Pick-to-Light-System von Setago oder dem Poka-Yoke-System von Mitsubishi eine prozesssichere, fehlerfreie Fertigung. Ebenfalls können solche Montagearbeitsplätze auch ESD- und/oder reinraumgerecht gestaltet sowie mit kollaborativen Robotern kombiniert werden.

Die Konfiguration einem Experten überlassen

So anspruchsvoll wie die Anforderungen an digitalisierte, ergonomische Handarbeitsplätze ist auch deren Konfiguration. Es kann daher zeit- und kosteneffizienter sein, sich bei der Konzeption eines geeigneten Arbeitsplatzes an einen Experten wie RK Rose+Krieger zu wenden, als sich selbst an der Zusammenstellung der Elemente zu versuchen. Schließlich erfordert es umfassende Kenntnisse auf den Gebieten von Mechanik, Elektronik und Softwarelösungen, um einen prozess- und maschinensicheren Montagearbeitsplatz zu realisieren. Überdies liefert ein erfahrender Anbieter nicht nur den anforderungsspezifisch gefertigten Arbeitsplatz, sondern dazu auch eine umfassende Dokumentation und steht für eine gesicherte Qualität ein.

So entsteht ein anforderungsspezifischer Handarbeitsplatz

Wenn die RK Rose+Krieger-Spezialisten für Lean-Arbeitsplatzsysteme einen Montagearbeitsplatz entwickeln, beginnt alles mit der Definition der Anforderungen gemeinsam mit dem Anwender. Dabei werden auch alle „kritischen“ Arbeitsschritte wie beispielsweise Zwischenprüfungen als Qualitätskontrolle festgelegt. Denn davon hängt letztlich die Lösung ab. In vielen Fällen hilft es auch, einen Workshop zum Thema Arbeitsplätze bei dem Unternehmen zu besuchen, um sich über die Möglichkeiten des Systems und die daraus folgenden Optionen für seine Fertigung klar zu werden. „Bei uns im Haus kann der Kunden mit seinem Bauteil die verschiedenen Arbeitsplätze austesten. Wenn er dann den Unterschied zwischen den verschiedenen Arbeitsplätzen konkret erlebt, kommt es nicht selten zu einem Aha-Erlebnis“, meint Hartmut Hoffmann, Geschäftsführer von RK Rose+Krieger.

Entscheidet sich der Kunde für eine solche Arbeitsplatzlösung, kann er aus einem Baukasten an Lösungsoptionen wählen. Denn die Mindener bieten neben den reinen Komponenten auch den Entwurf der Arbeitsplatzlösung, deren Konstruktion und Produktion sowie die „schlüsselfertige“ Umsetzung vor Ort inklusive Inbetriebnahme und Schulung der Mitarbeiter an. Ebenfalls optional sind die Integration einer Qualitätssicherung und die Dokumentation der Montageergebnisse.

Kompetenzen für einfache und komplexere Arbeitsplätze

Das Angebot an Montagearbeitsplätzen von RK Rose+Krieger reicht von einem einfachen Arbeitstisch mit oder ohne Wechselmöglichkeiten bis hin zu einem teilautomatisierten, ergonomisch angepassten Montagearbeitsplatz mit Cobot- und ERP-Anbindung. Dabei sind die Mindener Konstrukteure auf rein mechanische, höhenverstellbare Arbeitsplätze spezialisiert, während ihre Kollegen von der Tochtergesellschaft RK-AHT die komplexeren Montagearbeitsplätze konzipieren und realisieren, bei denen entsprechende Steuerungs- und Softwarekompetenzen gefragt sind.

Der Kunde merkt davon allerdings nichts. Er hat nur einen Ansprechpartner, mit dem er alle Fragen klärt. Diese gebündelte mechanische und elektronische Kompetenz in Sachen Montagearbeitsplätze ist derzeit einzigartig auf dem Markt. „Durch RK-AHT mit seinen erfahrenen Spezialisten aus Robotik, Verfahrenstechnik und Hardware- sowie Softwareentwicklung verfügen wir jetzt auch über Kompetenzen in den Bereichen Steuerungstechnik, Elektrik und Software“, erklärt Hartmut Hoffmann, der ebenfalls die Geschäfte von RK-AHT leitet.

Bei der Ausstattung der digitalisierten Montagearbeitsplätze beispielsweise mit Cobots oder Poka-Yoke-Systemen kooperiert RK Rose+Krieger seit kurzem mit Mitsubishi Electric zusammen. Das Unternehmen liefert dafür Motoren, Steuerungen, Roboter und Visualisierungen. Umgekehrt verweist Mitsubishi Electric seine Kunden an RK Rose+Krieger, wenn diese nicht nur die reinen Komponenten, sondern komplette Arbeitsplatzlösungen wünschen.

Weites Spektrum an unterstützenden Systemen

Zur Sicherung der Produktqualität können die Arbeitsplätze mit verschiedenen Assistenzmodulen ausgerüstet werden. Dazu zählen neben dem Poka-Yoke- und dem Pick-to-Light-System auch Beamer oder der „Schlaue Klaus“ von Optimum Datamanagement Solutions.

  • Eine Pick-to-Light-Entnahme gewährleistet beispielsweise, dass der Werker immer die korrekten Bauteile in der richtigen Reihenfolge montiert. Die Sensorlösung unterstützt ihn dabei, in dem sie das jeweils zu entnehmende Bauteil über ein Lichtsignal anzeigt und die korrekte Entnahme automatisch zurückmeldet.
  • Das Poka-Yoke-System setzt zur Fehlervermeidung auf Klappensteuerung. Dabei öffnet sich zusätzlich zu einem Lichtsignal die Verschlussklappe des jeweiligen Materialkastens. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Werker nur das zur Montageaufgabe und -reihenfolge passende Teil greifen kann. Die Rückmeldung erfolgt wahlweise automatisch oder manuell. Ein typisches Einsatzgebiet sind etwa Behindertenwerkstätten.
  • Das kognitive Assistenzsystem „Schlauer Klaus“ unterstützt den Werker mithilfe intelligenter Bilderkennung und -verarbeitung. Er führt ihn durch die einzelnen Montageschritte, prüft die Lage der Teile und die korrekte Montage, zeigt Fehler an und sichert damit aktiv die Qualität der gefertigten Baugruppen.
  • Ein weiteres visuelles Hilfsmittel ist der Beamer. Er veranschaulicht dem Mitarbeiter Art und Lage der Teile sowie die Montagereihenfolge über Lichtsignale und eignet sich daher neben dem alltäglichen Einsatz auch für Schulungen bzw. die Einarbeitung neuer Mitarbeiter.

Speziell zur Entlastung des Werkers von monotonen, körperlich belastenden oder gefährlichen Aufgaben können Montagearbeitsplätze mit kleinen kollaborativen Robotern, sogenannten Cobots ausgerüstet werden. Sie arbeiten mit dem Menschen zusammen, reichen ihm beispielsweise Material an oder legen fertige Teile ab. Zum Lernen dieser Arbeitsschritte, werden sie im „Teach-in“ mit der Hand gelenkt. Ist der Prozess gelernt, führt der Cobot ihn anschließend automatisch durch. Auf diese Weise lassen sich auch kritische oder gefährliche Prozesse automatisieren und damit die Gefährdung für den Mitarbeiter ausschließen oder immerhin minimieren.

Fazit: Die Rückholung großer Teile personalintensiver Produktion nach Europa gelingt mit Hilfe digitalisierbarer Montagearbeitsplätze. Dabei verursacht die Anschaffung eines individuellen, anforderungsspezifischen Arbeitsplatzes zwar zunächst höhere Kosten, als ein aus Standardbausteinen in Eigenregie zusammengestellter Handarbeitsplatz. Im alltäglichen Gebrauch amortisiert sich diese Investition jedoch in kurzer Zeit durch eine höhere Produktivität und eine bessere Mitarbeitergesundheit bzw. -zufriedenheit.

* Bernd Klöpper, Marketingleiter RK Rose+Krieger

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