Das Werk von FPT Industrial in Bourbon-Lancy (Region Saône-et-Loire) fertigt 35.000 Hochleistungs-Gasund Dieselmotoren pro Jahr, die für Landmaschinen, Busse und Trucks bestimmt sind. Diese Komponenten sind groß und schwer, und mit den speziellen Werkzeugen für die Montage nahmen die Paletten zu viel Platz in der Fertigungslinie ein; der Bauteilfluss und die Bewegungen der Bediener waren nicht optimal. „Wir wollten den logistischen Ablauf und die Arbeitsbedingungen unserer Mitarbeitenden verbessern“, erklärt Malaurie Faivre, Produktmanagerin Logistik bei FPT.
Um seine Ziele zu erreichen, griff FPT auf Sherpa Mobile Robotics und seine mobilen und kollaborativen Roboter zurück. Anders als AGVs (Automated Guided Vehicles) sind diese AMRs nicht an festgelegte Pfade gebunden. Sie können programmiert werden und sind deshalb in der Lage, sich an eine Umgebung mit ihren Einschränkungen und ihrer ständigen Veränderung anzupassen. SMR schlug eine komplette Reorganisation der Fertigungslinie vor, unterstützt von einer Flotte aus sechs Robotern, die von der Flottenmanagement-Software von SMR gesteuert werden.

Ziel One-Piece-Flow
Die Montage wurde in zwei parallele Linien aufgeteilt, getrennt durch einen zentralen Korridor. Eine Linie dient der Vorbereitung aller vormontierten Baugruppen, während die zweite dem Zusammenbau der 150 Motoren gewidmet ist, die pro Tag in zwei Schichten produziert werden.
Die sechs Roboter sind paarweise eingeteilt, jeweils zwei für die drei Montagestationen Motorunterstützung, Schwungräder und Becken. Am Startpunkt des Roboters bereitet eine Person die Teile vor; wenn der Roboter an der Fertigungslinie ankommt, nimmt eine weitere Person die Teile entgegen. Die Roboter verfügen über drei programmierte Missionen für jede Montagestation. Jeder von ihnen bringt eine vormontierte Baugruppe aus der Vorproduktion in den Endmontagebereich und kehrt dann zurück. Entscheidend für diese Organisation ist ein Linienmanagement, das zugleich automatisiert und beweglich ist. Die Bediener verbleiben in ihrem Arbeitsbereich, die Sherpa-Roboter kommen zu ihnen und liefern die Komponenten und spezielle Werkzeuge. Die Bauteile werden an anderer Stelle präpariert, in der vorbereitenden Linie, wo sie ausgepackt und zusammen mit den nötigen Werkzeugen für die Montage zurechtgelegt werden. „Der Roboter kommt zum richtigen Zeitpunkt an und mit dem richtigen Bauteil“, erklärt Damien Winling, Technischer Direktor bei SMR. „Die Flotte macht die Montageaufgaben leichter und senkt das Risiko beim Transport der Ladung. Dank des reibungsloseren Ablaufs erhöht sich auch die Produktivität; die Roboter sind 20 Stunden pro Tag im Einsatz und erledigen dabei insgesamt 450 Aufgaben.“

„Durch den Produktivitätszuwachs kommen wir dem One-Piece-Flow näher, diese Roboter sind ein wichtiger Teil unserer Industrie-4.0-Strategie”, ergänzt Faivre.

Flexible Wege dank AMR-Technologie
Ein großer Vorteil der Roboter von Sherpa ist, dass sie sich inmitten von Bedienern, Lastwagen und AGVs bewegen können. Die AMRs nutzen keine Laserführung oder Bodenmarkierungen, sondern nutzen ihre Intelligenz, um Karten des Raums und festgelegter Routen zu erstellen – im Gegensatz zu AGVs, die ihre Pfade nicht verlassen. AMRs bieten also maximale Sicherheit in Bezug auf Menschen, Hindernisse und Transportmaterial. Jeder Roboter ist mit einem 360°-LIDAR-Sensor für die Lasernavigation ausgerüstet, außerdem einem robusten und verlässlichen Ortungssystem sowie Sicherheitssensoren, um Hindernisse am Boden zu erkennen. Seine sensitiven Kanten stoppen den Roboter, falls er ein Hindernis berührt; seine Sicherheitselektronik sorgt dafür, dass die verschiedenen Befehle an externe Elemente (Motoren, Sensoren etc.) korrekt sind.

„Dank ihrer einfachen Nutzung wurden die Roboter von den Mitarbeitenden schnell akzeptiert“, sagt Aurélie Forat, WCM-Logistikkoordinator bei FPT. „Die intuitive Bedienung und Steuerung wird noch übertroffen vom ‚Follow Me‘-Modus, in dem der Roboter sich in Interaktion mit dem Bediener bewegt“, ergänzt Paulo Figueira, Techniker Logistik-Methoden bei FPT 

Ausgereifter Flottenmanagement-Assistent
Sherpa Mobile Robotics verfügt über ein eigenes Flottenmanagement-System (FMS): Die Software bietet eine Kartenansicht des Arbeitsbereichs inklusive Roboterbewegungen, Aufgabenanzeige (Zeit, Bewegung, Auslastung etc.) und Batteriestatus für jeden Roboter; ein Shercom-Modul zeigt den Verkehr im Umkreis des Roboters.

Das FMS kommuniziert mit jedem Roboter, der eine zuvor definierte Aufgabe erhält. Der Bediener auf der Vorbereitungsseite schickt den Roboter los, wenn er geladen und bereit ist. Das FMS wird benachrichtigt, wenn der Bediener das Ende der Mission auf dem Robotermonitor (HMI) bestätigt. Das FMS steuert so den Ablauf der Roboter und kann sie in einem dafür vorgesehenen Bereich auch anhalten. Dasselbe Prinzip wird an der Montagelinie angewendet: Das FMS wird informiert, wenn eine Montage abgeschlossen ist; es schickt dann den Roboter zurück zur Vormontage und fügt ihn in den nächsten Durchlauf ein. Die Steuerung der Roboterflotte von Sherpa machte es erforderlich, dass die neuen AMRs mit einer bestehenden Flotte von AGV-Robotern interagieren. Zu diesem Zweck entwickelte SMR ein Barrierensystem mit virtuellen Türen, die sich je nach AGV-Verkehr öffnen oder schließen. Ist das AGV vorbeigefahren und wurde dies verlässlich kommuniziert, öffnet sich die Tür wieder für die SHERPA-Roboter, die ihre Mission fortsetzen.

Kunden können die Konfiguration der Roboter jederzeit ändern oder ihre Missionen bearbeiten. Das FMS funktioniert im Wechsel mit dem Follow-Me-Modus: Wenn der Roboter in der Endmontage ist, schaltet er um auf “Follow Me“ und folgt den Bewegungen des Bedieners mit Hilfe der integrierten Sensoren. Der Flottenmanager ist ein hardwareunabhängiges System, das mit allen Robotern von SHERPA arbeitet kann. Sowohl Roboter als auch FMS sind Plug-and-play-Module; sie benötigen keinerlei Anpassungen der Infrastruktur oder IT des Kunden.

„Durch die Integration dieser sechs Roboter konnten wir wertvolle Erfahrungen im Flottenmanagement in einer bestehenden Umgebung sammeln. Diese Kompetenz können wir nutzen, um weitere Kunden zu unterstützen, die unsere Technologie einsetzen wollen“, so Damien Winling, Projektmanager bei SMR, abschließend.

www.sherpa-mr.com