Ny konstruktionsfilosofi inom Audi verktygstillverkningen

Premium är ett predikat, som gäller Audi som biltillverkare. I enlighet med detta höga anspråk har nu den företagsegna anläggnings- och anordningstillverkningen genomfört en unik kupp. Audi har nu bestämt sig för intern engineering i motsats till extern som hittills – och det på ny mekatronisk grund. En konstruktionsbyggsats, som reducerar anläggningsutvecklingen till en bråkdel av det ursprungliga tidsbehovet – inklusive ökad kvalitet, skapas mycket effektivt med hjälp av EPLAN Engineering Center (EEC). Audi kommer ut med nya modeller på marknaden inom allt kortare intervall och inom nya nischer. Inom den hittills redan mycket framgångsrika modellstrategin från Audi finns det planer på en tydlig ökning av bilproduktionen. Konsekvensen av denna utveckling är kortare tid för att skapa tillverkningsanläggningar, från början av planeringsfasen och till produktionsstart. D.b. att hela anläggningstillverkningsprocessen måste optimeras, för att dessa krav ska kunna uppfyllas.  Audi verktygstillverkningen ser tillverkningsanläggningarna inom karosseritillverkning som mekatroniska system pga automatiseringsteknikens ökade betydelse. Denna utveckling av automatiseringstekniken inom anläggningsteknik har Audi verktygstillverkningen hoppat på genom att bygga upp en egen elektrokonstruktion. 

Verktygstillverkningen konkurrerar direkt med externa leverantörer. ”För att även här nå upp till anspråket premium, har vi utvecklat nya strategier inom projektkonstruktionen”, förklarar Jürgen Wilhelmy, ansvarig för elektrokonstruktionen. Mekatronisk engineering
Förut skapades varje anläggning nästan helt manuellt när det gäller skapandet av kretsscheman och PLC-programmeringen. Efter de mekaniska byggenheterna, t.ex. anordningar, projekterades i nästa arbetssteg de individuella elektriska kopplingarna och PLC-programmen. En målsättning som Audi verktygstillverkningen har vid anläggningskonstruktionen är att uppnå en mekatronisk konstruktionsbyggsats med hög modulär standardiseringskvot. För att hitta ett lämpligt verktyg, som möjliggör en generering av kretsscheman och PLC-program via ett byggsatssystem, analyserade Jürgen Wilhelmys team olika leverantörer och deras produkter. Snabbt märkte man att den nya typen av mekatronisk konstruktionsmetod från EPLAN Software & Service tillsammans med EPLAN Engineering Center uppfyllde alla krav från Audi verktygstillverkningen.  Startskottet för pilotprojektet för karosseritillverkningsanläggningarna för Audi TT gick i januari 2005. ”Vi imponerades redan i det första projektet av ihopkopplingen av PLC-program, pneumatik- och elektrokretsscheman i en mekatronisk byggsats”, förklarar Frank Herzog, konstruktionschef för anläggnings- och anordningstillverkningen inom Audi verktygstillverkningen. ”Vi projekterar grundat på återanvändbara mekatroniska funktionsmoduler, som sedan av EEC sätts ihop automatiserat till en komplett konstruktion med hjälp av fastställda regler.” Ett exempel på denna mekatroniska engineering tydliggör detta: Funktionen ’Gripa‘ för en robot sparas som komponent i konstruktionsbyggsatsen, eftersom dess tekniska grundprincip alltid är densamma. Endast parametriseringen i konstruktionen bestämmer i slutändan griparens exakta karakteristika (antalet sträckare, gruppering till ventiler osv.). I enlighet med denna princip kopplas varje mekanisk byggenhet ihop med tillhörande pneumatik- och elektrokretsscheman samt PLC-komponenter till en mekatronisk komponent.  ”I motsats till de tidigare små stegen i utvecklingen ser vi vårt nya arbetssätt som ett jättehopp inom konstruktionsprocessen för anläggnings- och anordningstillverkningen”, tillägger Frank Herzog. Massiv tidsbesparing tack vare parallellisering och automatisering
Hittills kom pneumatikschemat efter den mekaniska konstruktionen, sedan kom elektrokretsschemat och därefter PLC-programmet. Audi verktygstillverkningen har revolutionerat dessa hittills vanliga och sekventiella processer. Tack vare en parallellisering och konsekvent återanvändning reduceras projekteringstiden drastiskt (se grafik). Därmed är det möjligt att ändra konstruktionen Last-Minute och flexibelt. Audi verktygstillverkningen använder detta för att uppfylla kravet att skapa fler anläggningar på kort tid.Premiumkvalitet tack vare standardisering och återanvändning
Jürgen Wilhelmy: ”Därmed har vi skaffat oss en konkurrensfördel! Kvalificerade rådgivare från EPLAN Software & Service stöttade oss vid det första projektet i början av 2005. Redan under denna tidiga fas när konstruktionsbyggsatsen skapades uppnåddes de första positiva effekterna inom projekteringen. Skapandet av byggsatser är en fortlöpande process, eftersom alla nya moduler läggs till regelbundet. För att detta skulle bli framgångsrikt var en av grundförutsättningarna att det använda verktyget skulle kunna avbilda varje valfri variant med kretsschema- resp. PLC-standard. En stor fördel med EEC är utformningen som öppet system med stor gränssnittstransparens. Detta underlättar integrationen av valfria konstruktionssystem och deras data i den mekatroniska konstruktionsprocessen.”Slutsats
På reduceringen inom anläggningstillverkningsprocessen reagerade Audi verktygstillverkningen med att utveckla och introducera en mekatronisk konstruktionsprocess.  Frank Herzog sammanfattar: ”Detta tillvägagångssätt har medfört att vi inom konstruktionen inte bara blivit betydligt snabbare och därmed kan konkurrera bättre. Dessutom har vi kunnat öka kvaliteten på konstruktionsdokumenten avsevärt. Detta medförde att anläggningarnas idrifttagningstid har kunnat reduceras. Vår målsättning är att införa den mekatroniska konstruktionsprocessen inom hela karosseritillverkningen. En annan konsekvens av detta är att vi med denna nya konstruktionsmetod har kunnat skapa högkvalificerade arbetsplatser och kan säkra dem på lång sikt.” Audi verktygstillverkningen har under 2006 producerat en anläggningsvolym på över 500 robotar, därav en stor del med det mekatroniska byggsatssystemet. För tillfället utökas den skapade konstruktionsbyggsatsen med området virtuell idrifttagning. Därmed kan simuleringsmodeller för PLC genereras automatiskt inom kort. I nästa utvecklingssteg kopplas systemet till den digitala fabrikens planeringsverktyg och därmed uppnås hundraprocent genomgående data.