"Neue Technologie muss auch in der Produktion sauber umgesetzt werden können"

Immer noch spielen allzu oft Aspekte der Produktionsfähigkeit bei der Entwicklung von Neufahrzeugen in den Augen der Hersteller eine nur untergeordnete Rolle. all4engineers sprach in diesem Zusammenhang mit Dr. Thomas Tentrup, Leiter Produktmanagement und Entwicklung bei Schenck Final Assembly Products, über Besonderheiten und vor allem die Bedeutung einer modernen Fahrzeugproduktion innerhalb der Entwicklungsphasen neuer Modelle.

Herr Dr. Tentrup, Sie haben als erster Entwickler die Prüfung des Fahrwerks bei der Fahrzeugproduktion am Bandende abgeschafft. Wie sind Sie auf die Idee gekommen, den klassischen Fahrwerkstand in die Endmontage vorzuverlegen?
Bei verschiedenen Projekten und Anfragen unserer Kunden haben wir gesehen, dass die Umfänge, die in einem Fahrwerkstand am Bandende anfallen, schlichtweg explodieren und in der zur Verfügung stehenden Taktzeit von zwei bis drei Minuten nicht zu realisieren sind. Bei vielen Fahrzeugen ist beispielsweise die Kalibrierung aktiver Fahrwerke hinzugekommen, und das verschärft diese Situation zusätzlich. Dadurch sind wir auf die Idee gekommen, die Spureinstellung aus dem Fahrwerkstand am Bandende herauszuholen und in den Montagebereich vorzuverlegen. So haben wir gemeinsam mit einem Kunden eine Anlage zur Fahrwerkeinstellung entwickelt, bei dem das Auto über ein Gehänge einfährt und noch ohne Räder eingestellt wird. Damit ist die Spureinstellung in die Montagelinie vorverlegt worden, so dass also die Anlage zur Fahrwerkeinstellung am Bandende andere Aufgaben, etwa die Kalibrierung von Höhenstandssteuergeräten, innerhalb der zur Verfügung stehenden Taktzeit übernehmen kann.

Wie ist es dabei möglich, die Spur eines Autos einzustellen, ohne dass seine Räder montiert sind?
Hierzu benötigt man eine spezielle Greifvorrichtung. Sie greift an der Radnabe des Fahrzeugs an und ist in der Lage, diese Radnabe zu halten, auch wenn wir die Gewichtskraft des Autos auf die Straße durch eine Kraft von unten simulieren. Das Rad wird mit dieser Greifvorrichtung gedreht und bei der Drehung des Rades – genauso wie bei dem Fahrwerkstand am Bandende – werden dann Spur und Sturz gemessen und durch Roboter voll automatisch eingestellt.

Bitte skizzieren Sie uns kurz die übrigen Geschäftsfelder, in denen die Schenck Final Assembly Products GmbH darüber hinaus aktiv ist.
Von den Produkten her gesehen haben wir zwei Geschäftsbereiche. Das eine ist das Bandende. Da haben wir die Produkte Fahrwerkstand, das nennen wir x-wheel, und den kombinierten Roll-Brems-ABS-Prüfstand, das nennen wir x-road. Dann haben wir die Scheinwerfereinstellung x-light und x-tronic, das Equipment, mit dem wir Elektrik-, Elektronik- und Infotainment-Prüfungen durchführen. Damit sind wir in der Lage, ein komplettes integriertes Bandende für den Kunden anzubieten. Als Ergänzung zum x-road gibt es noch ein Kalibriergerät mit der Bezeichnung x-cal, um Kräfte und Geschwindigkeiten für den x-road zu kalibrieren.
Unser zweites produktseitiges Geschäftssegment ist die Montagetechnik. Hier sind wir sehr aktiv bei Hinterachseinstell- und Hinterachsschraub-Stationen; Stationen also bei denen die Schraubpunkte einer vormontierten Hinterachse mit definierten Drehmomenten festgezogen werden. Ein weiteres Betätigungsfeld von Schenck FAP ist die Aggregatemontage - auch Hochzeitsstation genannt. Das ist der Bereich in der Endmontage, in dem die Aggregate für das anschließende Verschrauben auf einer Palette unter das Auto gebracht werden. Wir liefern darüber hinaus Vormontageplätze - modulare Arbeitsstationen in der Endmontage - für Achsen, Motoren und Getriebe.

Sie haben zwei Arten von Rollenprüfständen konstruiert. Welches sind die Hauptunterscheidungsmerkmale zwischen dem Doppelrollen- und dem Scheitelrollenprüfstand?
Die Technik bei der Doppelrolle und der Scheitelrolle ist die gleiche. Jede Rolle ist mit Motoren angetrieben. Die Hauptunterschiede liegen in der Ausführung: Bei der Doppelrolle laufen die Reifen zwischen zwei Rollen. Das hat gegenüber der Scheitelrolle den Vorteil, dass das Fahrzeug bei größeren Bremskräften getestet werden kann. Bei der Scheitelrolle läuft der Reifen auf dem Scheitelpunkt der Rolle. Das Fahrzeug muss daher durch ein zusätzliches Haltesystem gesichert werden. Das bedeutet zunächst eine Einschränkung bei der Größe der zu übertragenden Bremskräfte, hat jedoch den großen Vorteil, dass die Straße besser simuliert wird. Wir haben große Anstrengungen unternommen, um für Straßen übliche Situationen zu simulieren. Durch diese Technologie ist Schenck FAP derzeit als einziges Unternehmen beispielsweise in der Lage, Effekte wie Driften des Fahrzeugs auf der Scheitelrolle darzustellen und zu testen. Driften des Fahrzeugs ist bei der Scheitelrolle jedoch lediglich ein Add-on neben den üblichen Funktionstests wie der ABS-Prüfung.

Wo liegen für Sie heute die Herausforderungen bei der Lichtprüfung? Welche Besonderheit hat der Mini von BMW in diesem Zusammenhang zu bieten?
Bei der Lichtprüfung gibt es einerseits die Herausforderung, dass auf Erfordernisse der Einstellung der Scheinwerfer von den Herstellern keine große Rücksicht genommen wird. Wir haben immer wieder Probleme, die Hell-/Dunkelgrenze, die wir mit einer CCD-Kamera unseres x-light erkennen, exakt zu detektieren und damit die Genauigkeiten der Höhen- und Seiteneinstellungen sicherzustellen. Hierzu muss der Knickpunkt deutlich im Kamerasystem sichtbar sein, was bei vielen Scheinwerfern nicht der Fall ist. In diesen Fällen müssen die Scheinwerfer mit Hilfe von Software-Änderungen eingestellt werden.
Zweitens streben wir natürlich an, eine voll automatische Scheinwerfereinstellung anbieten zu können. Das hängt aber davon ab, wie die Schraubpunkte angebracht sind. Bei geöffneter Motorhaube sind diese Schraubpunkte normalerweise oben auf dem Scheinwerfer, so dass sie für den Werker, der sie dann halb automatisch einstellt, leicht zugänglich sind. Wären die Schrauben jedoch von der Front aus zugänglich, könnte sehr leicht eine voll automatische Einstellung der Hauptscheinwerfer realisiert werden.
Ganz problematisch war eines unserer Projekte, bei dem es darum ging, eine Scheinwerfereinstellung für den Mini anzubieten. Hier sind die Scheinwerfer in die Motorhaube integriert. Das heißt, bei geschlossener Motorhaube sind die Einstellschrauben nicht zugänglich. Das Problem wurde von einem anderen Anbieter gelöst, indem funkgesteuerte Schrauber in das Auto gelegt wurden. Sie adaptieren einerseits die Schrauber an die Schrauben und erhalten über Funk den Befehl, das Licht des Mini vor dem Lichtkasten – natürlich bei geschlossener Motorhaube – einzustellen. Dieses Verfahren ist im Vergleich zu den üblichen sehr aufwändig und kostenintensiv. Dies ist ein Beispiel, bei dem das Design im Widerspruch zu einer effektiven Produzierbarkeit des Autos steht.

Wie würden Sie generell die Einbindung der Produktionsfähigkeit bei Neuentwicklungen der Hersteller beurteilen? Wo sehen Sie noch Defizite?
Wir haben in der Vergangenheit häufig festgestellt, dass wir zusammen mit unseren unmittelbaren Kunden, den Planern, von technischen Entwicklungen tatsächlich überrascht worden sind. Oftmals ist die Frage nach der Prüfbarkeit einer Neuentwicklung erst kurz vor dem Anlauf gestellt worden. Wir waren in diesen Fällen gezwungen, Konzepte recht kurzfristig zu entwickeln. Die Kommunikation zwischen den Entwicklern und der Produktionsplanung hat sich in der letzten Zeit wohl etwas verbessert. Die Konsequenz für uns als Hersteller von Produktionsmitteln ist, dass wir aktiv – und das betreibe ich als Leiter der Entwicklungsabteilung – den Kontakt zu den Entwicklern in der Automobilindustrie suchen, um darzustellen, welchen Benefit es haben kann, eine neue Technologie rechtzeitig auf ihre Produktionsfähigkeit hin zu prüfen.

Vor dem Hintergrund der zurzeit recht angespannten Konkurrenzsituation und des damit verbundenen wachsenden Preisdrucks müsste Ihr Angebot über weiteres Einsparpotenzial von den Herstellern doch dankbar aufgegriffen werden.
Hierzu möchte ich Ihnen eins meiner Erlebnisse schildern. Auf einer wissenschaftlichen Tagung, die auch von Vertretern verschiedener Fahrzeughersteller besucht wurde, habe ich erneut an die Teilnehmer appelliert, sich frühzeitig mit der Produktionsfähigkeit einer Neuentwicklung auseinanderzusetzen. Dort bin ich auf die erste Mauer gestoßen: Die Entwicklung will sich partout nicht zu einem so frühen Zeitpunkt in ihre Angelegenheiten reinreden lassen; will die gewissermaßen niederen Bedürfnisse der Produktion nicht in die Spezifikationen der Entwicklung einfließen lassen. Auf der anderen Seite hat man mir ohne Umschweife vor Augen geführt, dass die Produktion eines Autos lediglich elf Prozent der Kosten ausmache, und daher für die Entwickler irrelevant sei.
Ich jedoch weiß, dass eine neue Technologie samt Technologieträger auf dem Markt scheitern kann, wenn ein Auto nicht korrekt produziert und die entsprechende Qualität dadurch nicht erbracht werden kann. Eine neue Technologie muss einfach auch in der Produktion sauber umgesetzt werden können. Sobald der Kunde von Problemen mit einer neuen Technologie erfährt, wird er sie ablehnen.

Zu Ihren Kunden gehören auch McLaren und Ferrari. Welche besonderen Anforderungen werden speziell von dieser Klientel an Schenck FAP gestellt?
Für McLaren beispielsweise haben wir im letzten Jahr einen Rollenprüfstand gebaut. Dieser Kunde legt natürlich auch großen Wert auf das Design des Prüfstandes. Die Motoren sollten, wie der gesamte Prüfstand, in einer speziellen Farbe lackiert sein; Design wurde in jedem Detail groß geschrieben. Von der reinen Prüftechnologie lag dieser Stand selbstverständlich sehr nah an dem qualitativ hochwertigen Standard, den wir all unseren Kunden bieten.

Wie wird sich Ihre Arbeit als Hersteller von Produktionsmitteln durch die Einführung der X-by-Wire-Technologie ändern?
Die Einführung der X-by-Wire-Technologie in der Automobilindustrie bedeutet, dass alle Aktoren des Fahrzeugs nicht mehr direkt mechanisch angesteuert werden - denken Sie zum Beispiel an eine Lenkung - sondern sie werden elektrisch angesteuert. Wenn beispielsweise die Lenkung vollkommen elektrisch funktioniert, sind die Hersteller nicht mehr auf ein Steuerrad angewiesen. Die Lenkbewegung kann auch über einen Joystick realisiert werden. Bei einem Joystick entfällt die Problematik, die sich in der Produktion aus der Unterscheidung zwischen Links- und Rechtslenkern ergibt. Er kann hier beliebig etwa in der Mitte des Fahrzeugs positioniert werden und dieses Problem ist gelöst.
Aufregend ist auch, was mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs passiert. Bei kompletter elektronischer Kontrolle des Antriebsstrangs ist das Auto beispielsweise in der Lage, sollte sich ein Gang nicht schalten lassen, diesen einfach automatisch zu überspringen, ohne dass der Fahrer davon etwas merkt. Durch die X-by-Wire-Technologie entsteht ein Auto, das alles kontrolliert. Der Fahrer gibt zum Beispiel einen Richtungswechsel in Form eines Richtungsvektors vor und das Auto entscheidet dann aufgrund der internen und externen Informationen mit einer aufwändigen Sensorik, ob es dem Wunsch des Fahrers nachkommt. Das bedeutet letztendlich für die Produktion, dass viele Aktoren voll automatisch über Steuergeräte angesteuert werden können. Hierzu benötigt die Produktion lediglich eine Kommunikation zum Fahrzeug. Und das wird dazu führen, dass weniger Arbeitskräfte vonnöten sind, da der Automatisierungsgrad der Produktion von Automobilen weiter steigen wird.

Sie haben ebenfalls ein Verfahren zur Kalibrierung der Prüfstandsrollen entwickelt. Bitte sagen Sie uns ein paar Worte zu diesem Thema.
Bei den Rollprüfständen wollten wir ein Gerät haben, das uns in die Lage versetzt, die Kraft, die auf eine Rolle gebracht wird, exakt zu messen. Aus diesen Vorgaben heraus haben wir mit x-cal ein Kalibriergerät entwickelt, mit dem definierte, extern messbare Kräfte auf die Rolle aufgebracht werden können und mit dem gleichzeitig die Oberflächengeschwindigkeit der Rolle bestimmt werden kann. x-cal ist zertifiziert und an ein akkreditiertes Labor angeschlossen worden, so dass nun DKD-Kalibrierscheine für Rollenprüfstände, die damit kalibriert sind, ausgestellt werden können. Der entsprechende Betreiber erhält somit ein Zertifikat, dass seine Messungen auch tatsächlich korrekt sind.

x-cal wurde im Rahmen einer Diplomarbeit entwickelt. Wie sieht die Zusammenarbeit mit Hochschulen generell im Hause Scheck FAP aus?
Die Strategie unseres Unternehmens ist, möglichst mit all unseren Produkten Technologieführer zu sein. Konkret heißt das: Schenck Final Assembly Products leistet sich eine elf Mann starke Entwicklungsabteilung und wird jedes Jahr von mindestens sechs Diplomanden zusätzlich unterstützt. Unsere Kontakte zu Hochschulen, beispielsweise zur HTW in Saarbrücken, die wir regelmäßig besuchen, sind sehr gut. Studenten der Fachrichtungen Maschinenbau und Elektrotechnik haben bei uns die Möglichkeit, ihre Praktikums- und Diplomarbeit zu schreiben. Sie arbeiten dann an detaillierten, für uns sehr wichtigen Entwicklungsthemen und sind darüber hinaus in den Praxisphasen hier im Werk in Püttlingen beschäftigt, um so früh den betrieblichen Alltag kennenzulernen. Der Erfolg dieser Zusammenarbeit liegt zum einen darin, dass circa 80 Prozent dieser Diplomanden hier bei uns im Betrieb übernommen wurden, und zeigt sich nicht zuletzt darin, dass die abgelieferten Arbeiten sehr gut von den Professoren bewertet wurden. So haben beide Seiten je einen großen Vorteil: Wir kennen den entsprechenden Bewerber sehr gut und der weiß genau, worauf er sich möglicherweise einlässt. Seit 1995 haben wir hier zwischen 40 und 50 Diplomarbeiten aus den Disziplinen Maschinenbau, Elektrotechnik und sogar Wirtschaftswissenschaften im Zusammenhang mit Problemen in der Qualitätssicherung durchgeführt. Auf diese Ausbildungsarbeit sind wir mit Recht sehr stolz.

Das klingt nach einem recht hohen Innovationspotenzial Ihres Unternehmens. Welche Rolle spielen eigentlich Patentanmeldungen bei Ihren Neuentwicklungen?
Ich bin von dem Kriterium, dass die Anzahl der angemeldeten Patente in einer gewissen Zeiteinheit über die Effektivität einer Entwicklungsabteilung entscheidet, alles andere als begeistert. Anfangs haben wir versucht, Neuentwicklungen über Patente abzusichern, sind jedoch zu der Erkenntnis gelangt, dass der wesentliche Punkt des Erfolges darin besteht, eine Innovation möglichst schnell auf den Markt zu bringen. Und nur dadurch kommt der Wettbewerbsvorteil zum Tragen. Wir sichern unsere neuen Produkte zwar nach wie vor standardmäßig über Patente ab. Auf unserem Gebiet ist dieser Weg jedoch keine unmittelbare Garantie dafür, dass nicht auch die Konkurrenz unsere Innovationen für ihre Produkte nutzt.

Wie sehen Sie Ihre Arbeit in den nächsten fünf bis zehn Jahren in Abhängigkeit der zu erwartenden Entwicklung in der Automobilindustrie?
Wir müssen weiterhin sehr sorgfältig beobachten, wie sich die Technologie in den Autos entwickelt. Hierzu sucht die Entwicklungsabteilung von Schenck FAP stetig den Kontakt zu Entwicklern der Automobilindustrie und strebt Kooperationen an. Unser Benefit liegt darin, dass wir frühzeitig Hinweise dahingehend erhalten, wie wir unsere Produkte jetzt gestalten müssen, um die Vorgaben unserer Kunden künftig optimal erfüllen zu können.

Autor(en): Thomas Jungmann

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