Foto: MLR
FTS-Tausch im Eiltempo

Erneut hat der FTS-Spezialist MLR bei der Deutz AG im Werk Köln-Porz innerhalb kürzester Zeit ein fahrerloses Transportsystem reibungslos und pünktlich verwirklicht. Möglich wurde dies durch die gute Vorbereitung und die intensive und vertrauensvolle Zusammenarbeit aller Beteiligten.


Der unabhängige Motorenhersteller Deutz mit Hauptsitz in Köln ist spezialisiert auf Dieselmotoren in ganz unterschiedlichen Leistungsklassen. Sie reichen von 25 bis 520 Kilowatt und von 2,9 bis 16 Liter Hubraum. Eingebaut werden die Antriebe vor allem in mobile Arbeitsmaschinen, Landmaschinen, Nutzfahrzeuge und Schiffe. Die Motoren werden aber auch in stationären Anlagen, wie Stromerzeugungsaggregaten, Pumpen oder Kompressoren, eingesetzt.

 

100-Prozent-Prüfung der Motoren


Der Deutz-Konzern ist stolz darauf, bei der Technologie für Emissionsreduzierung auf der Grundlage von internen und externen Systemen führend zu sein. So erfüllen zum Beispiel die TCD-Motoren in der Hubraumklasse 2,9 bis 7,8 Liter mit Abgas-Nachbehandlungssystemen bereits den nächsten, für 2019 avisierten EU-Emissionsstandard der Stufe V. Um unter anderem diesen Qualitätsanspruch aufrecht zu erhalten – schließlich ist Qualitätsorientierung eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg eines Unternehmens – wird bei 100 Prozent der Motoren ein Heißtest durchgeführt. Sollte ein Motor nicht in Ordnung sein, verlässt er das Prüffeld nicht. Für den Fall, dass ein solcher Motor in der Revision des Prüffelds irreparabel ist, wird er verschrottet und neu aufgelegt.


Im Prüffeld Werk Porz gibt es drei Prüffeldbereiche, von denen zwei Prüffelder von FTF versorgt werden. In der Prüflinie 1 werden die Motoren geprüft, deren Hubraum zwischen vier und sieben Liter liegt. Die Prüflinie 2 durchlaufen die Motoren mit geringerem Hubraum. Innerhalb des in sich geschlossenen Systems werden die Motoren mit fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) mit aufgesetzter Rollenbahn bewegt. Dabei stehen die fertigen Motoren auf speziell ausgestatteten Prüfpaletten.


Schon ab 1992 arbeitete in diesem Bereich ein fahrerloses Transportsystem (FTS). „Dieses System mit seinen neun Fahrzeugen, die ihren Weg entlang eines im Boden eingelassenen Leitdrahts fanden, war in die Jahre gekommen. Das führte zu vermehrten Verfügbarkeitsengpässen“, schildert der heutige Projektleiter FTS bei der Deutz AG, Daniel Wittayer, die ehemalige Situation. „Der Instandhaltungsaufwand wuchs, und Ersatzteile waren bereits zu 50 Prozent abgekündigt. Zudem war es inzwischen nötig geworden, die Durchsatzleistung zu steigern.“

 

Denkbar kleines Zeitfenster


Die Installation der Neuanlage mit neun fahrerlosen Phoenix R-2,0 Mr war zwar für die Mitarbeiter der Ludwigsburger MLR System GmbH eine gewaltige Herausforderung, weil für die Arbeiten vor Ort nur sehr kleine Zeitfenster zur Verfügung standen, aber der Lieferant verfügt über große Erfahrung, mit einem solchen Termindruck umzugehen. Hatten die Fachleute doch um den Jahreswechsel 2009/2010 in der benachbarten Deutz-Motorenmontage bereits eine ähnliche Aufgabe pünktlich und ohne jegliche Behinderung der Produktion bewältigt. Im aktuellen Fall wurden die ersten vier Fahrzeuge für die Prüffeldhälfte 2 vor Ostern 2015 zum Testbetrieb an vorhergehenden Implementierungs-Wochenenden geliefert. Die Inbetriebnahme geschah am Dienstag nach Ostern, dann erfolgte die Übergabe an Deutz. Die restlichen fünf Fahrzeuge lieferte MLR vor Pfingsten. Es folgten die Testwochenenden. Am Dienstag nach Pfingsten wurden die Inbetriebnahme und die Integration in die Anlage durchgeführt. Im genannten Zeitraum musste auch das neue FTS-Leitsystem LogOS von MLR an die IT-Infrastruktur von Deutz, in dem Fall an den Montageleitrechner und das zentrale Störmelde- und Visualisierungssystem Sicalis PMC, angebunden werden, und dies alles ohne Betriebsunterbrechung bei Zwei- respektive Drei-Schicht-Betrieb und gelegentlich auch während der Produktion an Wochenenden. Alle Netzwerkanbindungen und das WLAN zur Kommunikation mit den Fahrzeugen wurden vom Industrial IT-Bereich der Deutz AG beigestellt.


Einige Komponenten der ursprünglichen Anlage blieben beim Umbau zum neuen System erhalten, zum Beispiel die stationären Förderstrecken. Sie stellen die Verbindung zwischen den FTF und den einzelnen Arbeitsstationen im Prüffeld her. Solche Stationen sind im jeweiligen Prüffeldbereich die so genannten Rüststrecken, wo die Motoren mit Prüfstand-Andockadaptern versehen werden. Die Zu- und Abförderstrecken für jede der sieben Prüfstände pro Linie bestehen aus stationären Rollenförderern und Drehtischen. Vor jedem Prüfstand ist ein Speicherwechselplatz mit einem Schallschutztor installiert. Dort gibt es jeweils einen Auf- und einen Abgabeplatz, ausgeführt als angetriebene Rollenbahnen, die auf einem Querschlitten montiert sind. Zwei weitere Auf- und Abgabestellen pro Prüflinie dienen dazu, die Dieselmotoren auf Rollenförderern den beiden Entleerstationen zuzuführen. Schließlich sind noch Rollenbahnen installiert, die zu den Revisionsplätzen und zu einer automatischen Waschmaschine zum Reinigen der Prüfpaletten führen. Nicht nur die stationäre Fördertechnik wurde erhalten, auch die in den alten FTF verwendete Nickel-Cadmium-Technologie hat man übernommen und in die neuen batterieelektrisch angetriebenen Fahrzeuge integriert. „Diese Batterietechnologie hat sich hier bewährt, auch unter dem Kosten-Nutzen-Aspekt“, sagt Daniel Wittayer.

 

Der Weg der Prüflinge


Die zu prüfenden Motoren werden aus dem Motorenpuffer ausgelagert und auf einer Prüfpalette bereitgestellt. Die Prüfpalette fährt anschließend in den vorgegebenen Aufrüstbereich. Hier werden die Motoren mit Adaptern zum automatischen Andocken im Prüfstand versehen. „Unsere Stärke ist, dass wir jede Variante zu jedem Zeitpunkt liefern können. Diese hohe Varianz verursacht komplexe Rüstvorgänge, damit die Motoren mittels Standardschnittstellen im Prüfstand automatisch geprüft werden können“, betont der Projektleiter. Im Prüfstand werden die Prüflinge mit Medien (Kühlwasser, Öl, Kraftstoff) befüllt. Der Prüflauf startet automatisch. Jedes Triebwerk bekommt einen Einlauf und einen Dokumentations-Abnahmelauf.


Das Prüfen der Motoren dauert je nach Baureihe zwischen 9,8 und 12,9 Minuten. Dank der acht aktiven fahrerlosen Fahrzeuge, die ihre Fahraufträge vom FTS-Leitsystem LogOS über das Deutz-eigene Breitbandfunksystem erhalten, ist die FTF-Transportleistung auf 30 Motoren pro Stunde je Prüffeldhälfte ausgelegt. Diese Kapazitätserhöhung ist bei den Baureihen 2.9 und 3.6 bereits realisiert. Das neunte Fahrzeug wartet im Hot-Standby-Modus an einer Ladestation und wird verschiedentlich gegen ein anderes, in Arbeit befindliches Gerät ausgetauscht. Hierzu bedarf es lediglich eines Mausklicks.


Nach dem bestandenen Prüflauf bringen die FTF die Motoren zur Entleerstation und später zum Abrüsten, wo die Adapter wieder entfernt werden. Daraufhin kehren die Motoren in den Motorenpuffer zurück, um in den Folgestationen weiter komplettiert zu werden (zum Beispiel Standmontage und Lackierung). Stellt man bei einem Prüfling Mängel fest, wird er mit dem FTS zu einem der Revisionsplätze transportiert, dort bearbeitet und zurück zu einer freien Prüfstation gebracht. Alle diese Vorgänge im Prüffeld werden vom Deutz-Montageleitrechner gesteuert.

 

Geringere Fahrgeschwindigkeit, höhere Leistung


Obwohl die neuen automatischen Fahrzeuge mit 0,6 Meter pro Sekunde langsamer fahren als ihre Vorgänger, erbringen die MLR-FTF eine höhere Durchsatzleistung. Daniel Wittayer verdeutlicht: „Zum einen machen sich höhere Geschwindigkeiten bei den kurzen Strecken zeitlich kaum bemerkbar. Zum anderen haben wir die Fahrstrategien intelligenter gestaltet. In der Vergangenheit mussten die Fahrzeuge den Parcours verlassen, um sich in einer Ladestation ihre Nickel-Cadmium-Akkus aufladen zu lassen. Heute erfolgt das Laden über Ladekontakte im Boden, die im Zuge des Umbaus von uns entlang der Fahrstrecke installiert wurden. Das spart enorm Zeit und erhöht die Verfügbarkeit.“ Außerdem, so berichtet der Projektleiter weiter, fahren die FTF wegstreckenoptimiert, und sie sparen zudem Fahrzeit ein, indem sie kurz vor einem Engpassfahrziel in Wartestellung gehen, um schneller an der vorgegebenen Stelle zu sein. „Schließlich fahren wir so oft es geht Doppelspiele, um Leerfahrten zu vermeiden“, so Daniel Wittayer. „Ein Motor wird nur zum Prüfstand gebracht, wenn ein anderer abgeholt werden kann.“ Diese Strategien hatte MLR während der Planungsphase zusammen mit den Fachleuten von Deutz im Vorfeld über Simulationen ermittelt.


Dass die neuen MLR-Fahrzeuge nicht mit optischen oder lasergestützten Sicherheitssystemen, sondern mit einem taktilen System, nämlich vorn, hinten und seitlich mit Softbumpern ausgestattet sind, hat einen einfachen Grund: „Dieses räumlich dichte Fahrverhalten auf Flächen, die auch von den Mitarbeitern genutzt werden, würde bei optischen Sicherheitssystemen häufiger zu ungewollten Fahrzeugstopps führen“, beschreibt Daniel Wittayer die Situation. „Hinzu kommt als Vorteil die geringe Verschmutzungssensibilität der taktilen Sicherheitssysteme. Durch die geringe Geschwindigkeit der FTF sind die Mitarbeiter ausreichend geschützt.“ Etwas ungewöhnlich sind auch die Auffangwannen unter den Rollenförderern der FTF. Sie dienen dazu, die in der Vergangenheit gelegentlich aufgetretene Verschleppung der Medien im Prüffeld zu verhindern. Diese Wannen werden nach Bedarf mittels Visualisierung am Fahrzeug und im Leitsystem geleert.

 

Entscheidung für die Magnetnavigation


Von Anfang an stand für Deutz fest, bei der neuen Anlage im Prüffeld eine leitdrahtlose Spurführung der Fahrzeuge einzusetzen, allein schon wegen ihrer Flexibilität bei Fahrkursänderungen. Sie ist heute als Magnetnavigation und auch als Lasernavigation ausgereift verfügbar und hat die größte Bedeutung am Markt. Dazu Daniel Wittayer: „Für die Anlage in der Motorenmontage in der Nachbarhalle hat uns MLR die Lasernavigation mit umlaufendem Laserstrahl und im Umfeld angebrachten Reflektoren geliefert. Da wir es aber im Prüffeld mit einem höheren Verschmutzungsgrad zu tun haben, beispielsweise durch Öldämpfe, haben wir uns in diesem Fall für die Magnetnavigation entschieden. Sie ist unempfindlicher gegen Licht, Wärme, Erschütterungen und Verschmutzungen.“ Bei der Magnetnavigation werden zum einen der tatsächlich zurückgelegte Weg mit Hilfe spezieller Messräder (Odometrie) und zum anderen die Richtungsänderungen des Fahrzeugs mit einem hochpräzisen Faserkreiselkompass erfasst. Aus den Messergebnissen errechnet die Software des Fahrzeugrechners die relative Position des Fahrzeugs und speichert sie. Als Bezugspunkte sind kleine Magnete im Boden eingelassen. Ein am Fahrzeug angebrachter Magnetsensor misst beim Überfahren eines Magneten die relative Position des Fahrzeugs zum Magneten. Der gespeicherte und der gemessene Positionswert werden verglichen und führen gegebenenfalls zu einer Kurskorrektur.


Seit den Tagen nach Pfingsten 2015 arbeitet das neue FTS unter Volllast und zur Zufriedenheit von Deutz, wie Alfred Jaeger, der Leiter des Prüffelds, bestätigt. „MLR war die richtige Wahl und überzeugte uns durch die Technik und den Preis.“ Dass es bei einem solch komplexen System und nach dieser kurzen Zeit noch gelegentlich Nachbesserungen gäbe, sei völlig normal, betont Daniel Wittayer. „Besonders möchte ich herausstellen, dass es gelungen ist, durch die gute Kommunikation aller Beteiligten den engen Zeitplan für die Realisierung des neuen FTS einzuhalten. Das hätte nicht jeder Lieferant geschafft.“

www.mlr.de

 

Beitrag aus dhf 7-8.2016

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