Produktionsprozesse: Augmented Reality im Nutz- und Sonderfahrzeugbau

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Die Variantenvielfalt meistern

Bei der Herstellung von Nutz- und Sonderfahrzeugen müssen Hersteller hohe individuelle Kundenansprüche bewältigen. Automatisierung ist aufgrund der ausgeprägten Variantenvielfalt jedoch nur schwer umzusetzen. Stattdessen sollten Unternehmen ihre Herstellprozesse mit Augmented Reality (AR) optimieren.

Nutz- und Sonderfahrzeuge sind für hoch spezialisierte Aufgaben bestimmt. Zu diesen Fahrzeugtypen zählen etwa Baufahrzeuge, LKWs, Rettungsfahrzeuge oder Wohnmobile. Da diese Vehikel für ihre jeweiligen Einsatzbereiche besondere Funktionen aufweisen müssen, werden viele Varianten in Kleinserie produziert. Trotzdem gibt es Möglichkeiten, die Produktion zu optimieren und Werkern manuelle Arbeiten zu erleichtern.

Herausforderungen im Nutz- und Sonderfahrzeugbau

Die hohe Variantenvielfalt bedeutet unter anderem, dass ein Mitarbeiter nur schwer den Überblick behält. Er muss regelmäßig zwischen vielen verschiedenen Modellvarianten hin- und her wechseln, die alle ihre Eigenheiten besitzen. So hat heute beispielsweise ein Längsträger Hunderte von Löchern, damit er allen Produktvarianten und den damit einhergehenden Positionen für Kabelhalter entspricht. In einer solchen Umgebung passieren leicht Fehler – Qualitätsmängel häufen sich, was zu unzufriedenen Kunden führen kann.

Komplexe Bauformen stellen ebenfalls eine große Herausforderung für die Monteure dar. Gepanzerte Limousinen, Landmaschinen oder Rennfahrzeuge verfügen beispielsweise oftmals über gewölbte Flächen. Solche komplexen Formen erschweren es den Werkern, Anbauteile korrekt zu positionieren. Mit einem Zollstock lassen sich hier keine präzisen Bemaßungen vornehmen. Alternativ wäre der Einsatz von taktilen Messmitteln wie Messarm oder Ständermessmaschine vorstellbar. Das kostet jedoch viel Zeit. Positionierschablonen kommen aufgrund der geringen Losgröße ebenfalls häufig eher nicht in Betracht.

Gewölbte Flächen erschweren die korrekte Positionierung von Anbauteilen

Eine hohe Variantenvielfalt und ungewöhnliche Bauformen erschweren also die Qualitätssicherung. Doch gerade im Nutz- und Sonderfahrzeugbau können sich Hersteller keine Kompromisse bei der Qualität leisten. Kunden zeigen wenig Verständnis für Mängel – wer will schon ein teures, aber fehlerhaftes Unikat? Kunden, die viel Geld für die Umrüstung eines Serienfahrzeugs zu einem Rennfahrzeug ausgeben, erwarten deshalb mit Recht absolute Perfektion. Immerhin gelten hier auch höhere Sicherheitsstandards als bei gewöhnlichen Vehikeln. Unter anderem muss beispielsweise ein Überrollkäfig richtig montiert werden, was aufwändig bemaßte Beschnitte an komplex geformten Blechteilen erfordert.

Wie Augmented Reality Werker unterstützt

Im Nutz- und Sonderfahrzeugbau müssen Unternehmen demnach viel manuelle Arbeit, wachsende Komplexität und hohe Qualitätsanforderungen gleichzeitig stemmen – alles andere als eine triviale Aufgabe. Hier kommt die dynamische Laser- und Videoprojektion ins Spiel. Die innovative Technologie ermöglicht es, manuelle Arbeitsschritte zu vereinfachen und präzise zu arbeiten. Zudem ist sie flexibler, effizienter und sicherer als Zollstock oder taktile Messmittel wie Ständermessmaschinen. Als digitale Schablone ersetzt die Technologie auch klassische Positionier- oder Prüfschablonen.

Ein Laser- oder Videoprojektor kann CAD-Daten selbst auf bewegte Werkstücke exakt in 3D projizieren. Damit erkennt der Monteur direkt, wo er welches Bauteil anbringen muss. Neue Varianten können auf Basis des 3D-Modells einfach im System hinterlegt werden. Bei Anbindung über Datenschnittstellen ans PLM-System sowie zur Fördertechnik lassen sich die Inhalte für beliebige Varianten auch vollautomatisiert aufbereiten und anzeigen.

Integrierte Montageprüfung

Ein weiterer Vorteil ist die integrierte Montageprüfung: Mithilfe digitaler Bildverarbeitung können die AR-Kameras genau feststellen, ob der aktuelle Arbeitsschritt korrekt und vollständig ausgeführt wurde und wo der nächste beginnt. Zudem lassen sich so auch Projektionsinhalte unmittelbar dynamisch steuern, indem einen Schritt weiter geschaltet wird. So werden beispielsweise die Stopfen-Positionen zunächst alle in Blau angezeigt, nach korrekter Montage grün und im Fehlerfall rot. Dank dieser umfassenden Workflow Awareness durch das AR-System ist Qualitätsmanagement kein Problem mehr – selbst bei einer hohen Variantenvielfalt.

Zudem amortisiert sich eine AR-Lösung bei Kleinserien bis hin zu Losgröße 1 weitaus schneller, als die Herstellungsprozesse aufwändig und kostspielig mit Robotern zu automatisieren. Ein zusätzlicher Pluspunkt ist, dass man keine physischen Schablonen anfertigen und lagern muss.

AR-Technologie lässt sich wahlweise fest in die Fertigungsinfrastruktur implementieren oder mobil an verschiedenen Montageplätzen nutzen. Dabei hängt es vom Kontext des Herstellungsprozesses ab, welche Variante besser geeignet ist.

Mit AR-Technologie gelingt der Aufbruch in die Zukunft

Die Variantenvielfalt wird in der Fahrzeugherstellung weiterhin zunehmen. Hersteller sind dabei in der Pflicht, die hohen Kundenerwartungen zu erfüllen – ansonsten ist die Wettbewerbsfähigkeit bedroht. Um diese Herausforderungen zu meistern, bietet sich die AR-Technologie als ein wertvolles Hilfsmittel an. Sie erlaubt es, komplexe manuelle Prozesse effizienter zu gestalten und erleichtert Werkern ihre Arbeit immens. Gerade bei Unikaten und Kleinserien im Nutz- und Sonderfahrzeugbau zahlt sich der Einsatz von Augmented Reality aus. So lassen sich Montagezeiten verkürzen, die Qualität steigern und die Wettbewerbsfähigkeit sichern.

Bild oben: Gewölbte Bauteile können mit AR flexibel und ohne Zollstock oder Ständermessmaschine bearbeitet werden (Bild: EXTEND3D)

Weitere Informationen: https://www.extend3d.com/

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