Electrolux implementiert weltweite 3D-Fabrik- und Materialflussplanung

Weltweit verteilte Produktionsstätten

Electrolux AB, mit Hauptsitz in Stockholm, Schweden, vertreibt Produkte der „weißen Ware“ für Haushalt und Gewerbe in 150 Ländern weltweit. Mit rund 58.000 Mitarbeitern und 46 Fertigungsstandorten werden Produkte zahlreicher Marken entwickelt und gefertigt: Neben Electrolux genießen besonders führende Marken wie Grand Cuisine, AEG, Zanussi, Frigidaire und Westinghouse eine hohe Reputation.

1996 wurde die AEG zusammen mit mehreren Geschäftsbereichen und Standorten des Konzerns von Daimler Benz übernommen. Auf diese Weise kam das 1964 in Rothenburg ob der Tauber gegründete Werk zu Electrolux, das heute pro Jahr 600.000 Herde und 1.400.000 Kochfelder für den europäischen Markt produziert. „Wir legen großen Wert darauf, bei jeder Marke in der Entwicklung und Produktion die wesentlichen Produkteigenschaften im Detail zu implementieren“, so Bernd Ebert, Director Global Manufacturing Engineering – Food Preparation Electrolux. Ansässig in Rothenburg, sorgt Bernd Ebert dafür, dass weltweit alle Kochgerätefabriken von Electrolux einheitliche Prozesse und Systeme implementieren.

Die virtuelle Fabrikplanung hat hohe Priorität

Als Teil einer alle Bereiche abdeckenden, umfassenden Digitalisierungsstrategie stehen derzeit elf digitale Fertigungsprojekte auf der Agenda des schwedischen Weltkonzerns. Bernd Ebert hat die Leitung von zwei weltweiten Projekten mit der höchsten Priorität übernommen. Ziel ist es, „digitale Zwillinge“ für sämtliche Fertigungsstandorte zu erstellen: Im virtuellen Fertigungsprojekt wurde ein erweitertes Planungstool ausgewählt und zum Zwecke einer frühzeitigen Verifizierung von Konstruktionen eingesetzt, um Produkte entwickeln zu können, die fertigungs- und montagefreundlich sind. Beispielsweise werden zur Kollisionsvermeidung Montagesequenzen und -bewegungen dreidimensional geplant und optimiert. Voraussetzung dafür ist die Entwicklung dreidimensionaler Fabriklayouts, die der Schwerpunkt des zweiten Projekts sind. Die Layouts werden mit einem Standard- Fabrikplanungswerkzeug erstellt, mit dem sich auf Basis von 2D-Daten sowohl die Anlage als auch der Materialfluss simulieren lassen, um die Kapazität und die Effizienz zu steigern.

Globale Plattform für die digitale Fertigung

Die Entscheidung für die Software fiel 2010, als nur wenige Zugriff auf eine leistungsstarke Software für die 3D-Fertigungsplanung hatten. Ein kleines Team von Fachleuten, angeführt von Bernd Ebert, arbeitete eng mit der IT-Abteilung des Unternehmens in Stockholm zusammen. Seit 2012 ist Teamcenter von Siemens Digital Industries Software als strategisch wichtige Plattform der Produktentwicklung für das Product Lifecycle Management bei Electrolux im Einsatz. Gespräche über die zukünftige Strategie von Siemens führten zu dem Angebot, eine Vorabversion der 3D-Layoutsoftware Line Designer im Rahmen eines Erstanwender-Programms zu testen.

Siemens konnte die Originaldaten verwenden, um anhand realer Probleme die Leistungsfähigkeit der Software zu veranschaulichen. 2016 wurden darauf basierend der NX Line Designer in Verbindung mit Lösungen des Tecnomatix®-Portfolios wie Process Simulate ausgewählt. Grund dafür waren die Vorteile einer engen Integration dieser Lösungen in Teamcenter: „Wir können alle mit Line Designer erstellten Ressourcen als Bibliotheken in Teamcenter abspeichern, verwalten und weltweit allen Anwendern zur Verfügung stellen“, erklärt Bernd Ebert. „Auf diese Weise können wir die gesamte Infrastruktur der Software und der Hardware beibehalten, einschließlich der Schulungsmaterialien, und auf den bereits vorhandenen Teamcenter-Erfahrungen der Anwender aufbauen.“ Ein enger Schulterschluss zur Produktentwicklung und eine globale, gemeinsame Plattform für Fabrikplanung und Materialflussoptimierung sollten die Ergebnisse sein.

Roll-out-Strategie im Anschluss an das Pilotprojekt

In einem 2016 in Rothenburg durchgeführten Pilotprojekt erhielten Mitarbeiter eine Siemens-Schulung und entwickelten unter anderem mit Line Designer eine neue Montagestraße und eine automatisierte Gehäusemontage.

Mit Process Simulate wurden ergonomische Untersuchungen durchgeführt und Zykluszeiten mithilfe von Simulationen erfolgreich optimiert. „Die Lösungen von Tecnomatix und Teamcenter haben sich bestens bewährt“, berichtet Bernd Ebert als Projektmanager. „Gleichzeitig konnten wir wertvolle Erfahrungen für eine weltweit Anwendung sammeln.“

Das Kernteam hat jetzt für jede der drei Softwarelösungen Spezialisten ausgebildet, die Mitarbeiter vor Ort an verschiedenen Standorten beraten und unterstützen können. Die mit Line Designer erstellten Systembereiche, wie Transportbänder und Lifte oder auch die Modelle der Materialtransportwagen und anderer Geräte, können parametrisiert werden. „Durch die weltweite Bereitstellung der 3D-Modelle und -Szenarien sparen wir viel Arbeit“, so Bernd Ebert. „Nach der Anpassung der Parameter können sie einfach andernorts wiederverwendet werden. Dadurch kommen wir der angestrebten Standardisierung von Prozessen und Systemen in allen Produktlinien (Kochen, Waschen, Geschirrspülen, Trocknen und Einfrieren) und Gebieten wie USA, Südamerika, Asien/Pazifik und Europa automatisch näher.“

„Basierend auf der Erfahrung, die wir im Pilotprojekt gewinnen konnten, wurde der weltweite Rollout in Etappen ausgeführt. Jede dieser Etappen beinhaltet die intensive Schulung und Einweisung der Mitarbeiter vor Ort“, so Bernd Ebert. „Um unsere Hauptprojekte zu stützen, wählten wir anfangs vier Orte mit einem hohen Investitionsvolumen aus.“

Project Anderson, South Carolina

Eines der ersten Projekte betrifft den kompletten Neubau einer Kühlschrankfabrik in Anderson, South Carolina, in der bis Jahresmitte 2019 die Kühlschrankproduktion auf dem amerikanischen Kontinent konzentriert werden soll. Dazu sollte ein höherer Automatisierungsgrad rund 30 Prozent menschliche Arbeit einsparen. Um ein neues Automatisierungskonzept zu entwickeln, die Fabrik auf Anhieb richtig zu planen und die immense Investition abzusichern, wurden viele Prozesse mit Tecnomatix geplant.

Einen sehr zeitintensiven Fertigungsbereich stellt die Anlage zum Ausschäumen der Kühlschrankwände mit dem Aushärten dar. Alle Bereiche davor und danach orientieren sich an den dortigen Stückzeiten. Um diesen Engpass auf Anhieb richtig auszulegen, wurde der Ablauf als One-Piece-Flow abgebildet und simuliert. „Es mussten viele verschiedene Details berücksichtigt werden, wie beispielsweise unterschiedliche Materialien und verschiedene Modelle“, so Bernd Ebert. „Dies alles darzustellen, ist sehr aufwendig gewesen, aber es hat sich gelohnt.“ Durch die genauen Ergebnisse von Plant Simulation werden keine großen Puffer mehr benötigt – was eine Einsparung von rund zwei Millionen USD ergab, weil eine Förderanlage und ein Hochregallager für 5.000 Kühlschränke eingespart werden konnten.

Nach dem Schäumen verzweigt die Montage nun auf vier Linien. Hier wurden die Zugrouten der Materialflüsse mit sämtlichen Kaufteilen der Stücklisten für 30 Modelle des modularen Produktdesign geplant, simuliert und optimiert, die vom LKW weg an die Montagelinien gehen. „Ein Siemensmitarbeiter schaffte die Voraussetzungen für die Zugstrecken. In der Zwischenzeit wurde der Materialfluss durch unsere eigenen Mitarbeiter täglich verbessert – unser Ziel in Bezug auf die Wirksamkeit haben wir bereits erreicht“, berichtet Bernd Ebert.

Mit Process Simulate planten die Mitarbeiter darüber hinaus, Roboterzellen statt der bisher manuellen Prozesse einzusetzen. „Auch wenn die Zellen heute noch nicht vollständig detailliert sind, können wir mit hoher Sicherheit entscheiden, ob wir einen oder drei Roboter brauchen“, so Ebert. Die hohe Planungssicherheit wird dem Management in 3D-Szenarios und Videos vermittelt.

„Eine große Investition erfordert einiges an Überzeugungskraft“, weiß Bernd Ebert. „Mit den guten Visualisierungsmöglichkeiten von Tecnomatix kann ich dem Management früh einen Stand der Planung zeigen, der die Prozesse plausibel macht. Die 3D-Technologie hilft bei der Überprüfung von Montagekonzepten ebenso wie bei der Lieferantenauswahl für Automatisierungslösungen und bringt Erkenntnisse, die ich vorher nicht hatte.“

Konzept für die weltweite Bereitstellung

Die ersten Projekte haben gezeigt, dass mit den Werkzeugen von Tecnomatix und Teamcenter Aufgaben gelöst und Ziele erreicht werden können. Tatsächlich ist es so, dass die Mitarbeiter täglich mit den leistungsstarken Werkzeugen arbeiten. „Wir benötigen Spezialisten, die in unserem internationalen Team neue Funktionen übernehmen“, so Bernd Ebert. „Für die erfolgreiche Standardisierung muss jedes Thema zentral beschrieben werden.“ Es stehen jetzt auch einige weitere große Projekte in Europa an.

„Die Fabrik ist zu teuer, um sie als Experimentierfeld zu nutzen“, sagt Bernd Ebert und bezieht sich dabei auf Professor Dr. Hans-Jürgen Warnecke, einen bekannten Wissenschaftler und früherer Präsident der Fraunhofer Gesellschaft in Deutschland. „Um neue Konzepte zu testen, gibt es effiziente Simulationswerkzeuge, die Produktionsausfälle überflüssig machen.“