Big in Japan: Wett­be­werbs­fähige Pro­duktion durch Auto­matisierung

Eines der Kernprodukte wurde in Thailand hergestellt. Doch beschloss das Unternehmen aus strategischen Überlegungen heraus die Produktion wichtiger Komponenten zurück nach Japan zu verlagern. Die zentralen Gründe für die Rückverlagerung waren die Qualität zu verbessern, die Lieferzeiten zu verkürzen und die Produktionstechnologie vor Ort weiterzuentwickeln. Die lokale Produktion sollte dem Unternehmen auch helfen, besser mit Nachfrageschwankungen und verschiedenen Risiken im Zusammenhang mit der Auslandsproduktion umzugehen. 

Auf dem Papier klang die Strategie hervorragend. In der Praxis gab es jedoch ein Problem: Die passenden Mitarbeiter zu finden. Für jede Montagemaschine war ein Arbeiter erforderlich. Und um das anvisierte monatliche Produktionsvolumen von 800.000 Stück zu erreichen, waren elf Montagemaschinen mit elf Vollzeitbeschäftigten notwendig. Aufgrund der monotonen und repetitiven Natur des Be- und Entladens der Maschinen fiel es schwer, Arbeitskräfte zu rekrutieren, zu schulen und zu halten. Zudem gab es auch erhebliche Schwankungen im Produktionsvolumen aufgrund der unterschiedlichen Fähigkeiten der Arbeiter. 

Die Lösung für das Problem lautet Automatisierung. Doch war den Verantwortlichen klar, dass es dabei einige Herausforderungen zu meistern galt. So erfordert die Handhabung der Teile eine subtile Drehbewegung beim Vormontieren, ehe die Teile in die Montagemaschine eingespeist werden. Eine weitere Herausforderung war die Notwendigkeit, verschiedene Produkttypen in der Zukunft zu berücksichtigen. 

Für eine genaue Vorabschätzung suchte SUS einen versierten Partner. Dieser sollte helfen, eine fundierte Investitionsentscheidung für die Entwicklung einer robotergestützten Automatisierungslösung zu treffen. Die Wahl fiel auf ABB.  

Das Projekt begann mit einem einfachen Montagetest des kollaborativen ABB-Roboters YuMi im Local Application Center von ABB in Ostjapan. Eine einfache Arbeitsumgebung und Vorrichtungen wurden erstellt, um YuMi zu kalibrieren. Aufgrund der  der Flexibilität der sieben Achsen pro Arm war schnell offensichtlich, dass YuMi die Teile mit der notwendigen Drehbewegung ohne Probleme kombinieren konnte. 

Um das Programm exakt anzupassen und genaue Produktionsvolumenprognosen im virtuellen Raum zu erhalten, ist es wesentlich, eine hohe Übereinstimmung zwischen dem tatsächlichen Roboter und seinem digitalen Zwilling zu erreichen, einschließlich Änderungen im Verhalten unter Belastung. Dies wurde durch RobotStudios einzigartige Virtual-Controller-Technologie erreicht, die den virtuellen Roboter mit denselben Berechnungen wie den tatsächlichen Roboter betreibt. 

Basierend auf den ROI-Schätzungen aus der vorläufigen Validierung entschied sich SUS, in fünf Automatisierungszellen zu investieren, von denen jede einen YuMi-Cobot enthält. 

„Die Automatisierung hat die 11 Mitarbeiter, die mit den Zufuhrarbeiten beschäftigt waren, von monotonen repetitiven Aufgaben entlastet. Sie können sich jetzt lohnenderen Aufgaben wie dem Betriebsmanagement widmen. Die neue Lösung hat es auch ermöglicht, nachts weniger Arbeiter einzusetzen, und die Anzahl spezieller Montagemaschinen von elf auf fünf zu reduzieren“, sagt Akihiro Taki, Teamleiter, Druckgussteam, Shizuoka Fertigungsgruppe. 

„Die zum Befüllen einer Montagemaschine erforderliche Zeit wurde von 5 Sekunden auf 4,5 Sekunden reduziert. Ebenso hat sich das Produktionsvolumen einer Montagemaschine in acht Stunden von 5.000 Sätzen auf 6.000 Sätze erhöht – eine Produktivitätssteigerung von 20 Prozent, die es uns ermöglicht, flexibel auf Schwankungen im Produktionsvolumen zu reagieren“, betont Masahiro Kawasumi vom ECS-Anlagen-Team. „Die Amortisationszeit für diese Investition schätzen wir auf etwa zwei Jahre.“ 

In den aktuellen Produktionsanlagen erreichte YuMi die Produktionsziele der SUS Corporation mit nur 50 bis 60 Prozent seiner maximalen Kapazität, was zusätzlichen Spielraum für eine Produktionssteigerung bietet, falls erforderlich. Nobuyuki Osada fügt hinzu: „Unsere Ingenieure haben die abschließenden Anpassungen auf der Grundlage des Programms vorgenommen, das in RobotStudio entwickelt wurde. Seine Benutzerfreundlichkeit wird für flexible Anpassungen und zukünftige Erweiterungen während des langfristigen Betriebs wichtig sein.“ 

Durch die Implementierung von YuMi hat SUS seinen Produktionsprozess erfolgreich automatisiert und eine Rentabilität erzielt, die die Erwartungen übertraf. Das Unternehmen erwägt, weitere Zellen für andere Produkttypen hinzuzufügen und zusätzliche Prozesse zu automatisieren. 

„Wir planen, diese Erfolgsgeschichte als Blaupause für verschiedene Produktionsoptimierungen in unseren Fabriken zu nutzen“, resümiert Nobuyuki Osada.