{"id":6021,"date":"2022-08-18T18:57:32","date_gmt":"2022-08-18T16:57:32","guid":{"rendered":"https:\/\/www.tts-freunde.de\/blog\/?p=6021"},"modified":"2022-08-18T18:57:32","modified_gmt":"2022-08-18T16:57:32","slug":"smart-production-wie-audi-die-produktion-der-zukunft-gestaltet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.tts-freunde.de\/blog\/2022\/08\/18\/smart-production-wie-audi-die-produktion-der-zukunft-gestaltet\/","title":{"rendered":"Smart Production: Wie Audi die Produktion der Zukunft gestaltet"},"content":{"rendered":"<ul>\n<li>Taktungebundene Modulare Montage vereinfacht Umgang mit hoher Produktvarianz<\/li>\n<li>Virtuelle Pr\u00fcfung der Oberfl\u00e4chen dient als digitale Schnittstelle zwischen Design, Technischer Entwicklung und Fertigung<\/li>\n<li>Roboterhund \u201eSpot\u201c unterst\u00fctzt beim 3D-Scannen der Produktionshallen<\/li>\n<li>Virtual Reality erm\u00f6glicht weltweit vernetzte, virtuelle Fertigungsplanung<\/li>\n<\/ul>\n<div class=\"page-row\">\n<div id=\"item-8df4d40d-2677-47ea-8344-bcd82520a469\" class=\"page-item--intro\">\n<div class=\"intro-text\">\n<p>Audi baut eine voll vernetzte, hocheffiziente und nachhaltige Produktion auf. Das Ziel: eine Wertsch\u00f6pfungskette gestalten, die resilient, agil und flexibel ist, um den Anforderungen der Zukunft erfolgreich zu begegnen. Dazu geh\u00f6ren die wachsende Variantenvielfalt, der Weg zur E-Mobilit\u00e4t, eine zunehmend volatile Versorgungssituation und politische Unw\u00e4gbarkeiten. \u201eWir nutzen Synergien und betrachten die Produktion als Ganzes \u2013 vom Mitarbeitenden bis zum vollautomatisierten Takt\u201c, sagt Gerd Walker, Vorstand f\u00fcr Produktion und Logistik. \u201eWir digitalisieren gezielt im Rahmen einer offenen Innovationskultur f\u00fcr das gesamte Audi Produktionsnetzwerk. Damit sorgen wir f\u00fcr eine effiziente Wertsch\u00f6pfung und erm\u00f6glichen eine flexible und effiziente Nutzung von Ressourcen und Kapazit\u00e4ten.\u201c<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"page-row-spacer -intro\">\n<div id=\"attachment_6022\" style=\"width: 310px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-6022\" data-attachment-id=\"6022\" data-permalink=\"https:\/\/www.tts-freunde.de\/blog\/2022\/08\/18\/smart-production-wie-audi-die-produktion-der-zukunft-gestaltet\/smart-production\/\" data-orig-file=\"https:\/\/www.tts-freunde.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/08\/A223815_small.jpg\" data-orig-size=\"595,397\" data-comments-opened=\"0\" data-image-meta=\"{&quot;aperture&quot;:&quot;2.8&quot;,&quot;credit&quot;:&quot;Hendryk Meyer&quot;,&quot;camera&quot;:&quot;Canon EOS R5&quot;,&quot;caption&quot;:&quot;Smart Production: Audi uses artificial intelligence and machine learning. 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At the Ingolstadt press shop, an AI algorithm helps detect cracks in components.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<div class=\"page-row\">\n<div id=\"item-d5b19a11-fb70-4d15-a173-fbd03d3077b5\" class=\"page-item--text\">\n<div class=\"text-block style-links-for-body-text\">\n<h2>Welche Vorteile hat die Modulare Montage gegen\u00fcber der Fertigung am Flie\u00dfband?<\/h2>\n<p>Das Flie\u00dfband gibt seit mehr als einem Jahrhundert den Takt in der Automobilproduktion vor. Nun st\u00f6\u00dft es zunehmend an seine Grenzen. Zahlreiche Derivate und Individualisierungsm\u00f6glichkeiten steigern die Differenzierung der Produkte. In einem starren, sequenziellen Prozess l\u00e4sst sich diese Komplexit\u00e4t immer schwerer beherrschen. \u201eDie <a href=\"https:\/\/www.audi-mediacenter.com\/de\/pressemitteilungen\/modulare-montage-neuartiges-montage-und-logistikkonzept-steht-vor-der-serienreife-14780\">Modulare Montage<\/a>ist eine unserer Antworten auf die zuk\u00fcnftigen Anforderungen\u201c, sagt Gerd Walker. \u201eWir nutzen digitale Technologien gezielt zum Vorteil der Mitarbeitenden und erhalten gleichzeitig eine flexiblere und effizientere Montage.\u201c<\/p>\n<p>Im Production Lab von Audi bereitet das Team um Projektleiter Wolfgang Kern den Einsatz der Modularen Montage in der Serienfertigung vor. Daf\u00fcr setzt das Team das Konzept zun\u00e4chst in der Vormontage von T\u00fcrinnenverkleidungen im Werk Ingolstadt um. Die Auftr\u00e4ge im Testbetrieb folgen nicht mehr einer einheitlichen Reihenfolge, sondern dem jeweiligen Bedarf. Fahrerlose Transportsysteme (FTS) bef\u00f6rdern die T\u00fcrverkleidungen genau an die Station, an der die Komponente montiert werden muss. \u201eIndem wir die Fertigungszeit dank der Wertsch\u00f6pfungsorientierung und Selbststeuerung reduzieren, k\u00f6nnen wir die Produktivit\u00e4t fallbezogen um bis zu 20 Prozent steigern\u201c, rechnet Kern vor. Dar\u00fcber hinaus lassen sich mit der Modularen Montage bestimmte Fertigungsschritte b\u00fcndeln. Zum Beispiel k\u00f6nnen komplette Sonnenrollos nun von nur einem Mitarbeitenden verbaut werden. Am Band m\u00fcssten zwei oder drei Mitarbeitende diesen Umfang aufgrund der vorgegebenen Taktzeiten \u00fcbernehmen. Ein weiterer gro\u00dfer Vorteil des flexiblen Systems: Audi kann Mitarbeitende besch\u00e4ftigen, die in der Linie aufgrund von k\u00f6rperlichen Einschr\u00e4nkungen nicht mehr eingesetzt werden k\u00f6nnen. Durch dieses Pilotprojekt sammeln die Expert_innen wertvolle Erkenntnisse und treffen Ableitungen f\u00fcr den Serieneinsatz. Im n\u00e4chsten Schritt wollen Projektleiter Kern und sein Team die Modulare Montage in eine gr\u00f6\u00dfere Vormontage integrieren.<\/p>\n<h2>Wie nutzt Audi virtuelle Techniken, um den Design- und Entwicklungsprozess aus Produktionssicht zu beeinflussen?<\/h2>\n<p>Verschiedene Bauformen und Ausstattungsvarianten eines Modells werden mittels einer virtuellen Darstellung schnell und effizient in unterschiedlichen Umgebungen und Lichtverh\u00e4ltnissen begutachtet. Vordringliches Ziel: das Design zu m\u00f6glichst 100 Prozent in die Produktion zu \u00fcbertragen und f\u00fcr die Kund_innen auf die Stra\u00dfe zu bringen. Zu diesem Zweck bewerten die Expert_innen ab einer fr\u00fchen Entwicklungsphase eines Modells bis zur Freigabe der Werkzeuge die Designentw\u00fcrfe daraufhin, ob sie sich tats\u00e4chlich auch so in Serie fertigen lassen. Die finale Abnahme der Fahrzeugoberfl\u00e4chen erfolgt dann im sogenannten Daten-Kontroll-Meilenstein.<\/p>\n<p>Das daf\u00fcr wichtigste Hilfsmittel sind Gro\u00dfleinw\u00e4nde, sogenannte Powerwalls, die es erlauben, das Fahrzeug in seiner Originalgr\u00f6\u00dfe darzustellen. In Kombination mit dem Visualisierungscluster \u2013 einem Rechnerverbund mit insgesamt 26.000 CPUs \u2013 lassen sich die Fahrzeuge realistisch und mittels physikalisch basierter Licht-, Schatten- und Reflexionsberechnung darstellen. Dieses Verfahren bildet die Grundlage f\u00fcr den Entscheidungsprozess in puncto Design. Neben der Visualisierung an der Powerwall setzt Audi zunehmend auch Head-Mounted Displays ein. Bei dieser Methode liegt der gro\u00dfe Vorteil darin, dass die Expert_innen die virtuellen Modelle aus Sicht der Kund_innen erleben k\u00f6nnen. Indem sich dieses spezielle Virtual-Reality-System mit Standard-Hard- und -Software umsetzen l\u00e4sst, ist es schnell und flexibel einsetzbar. Viele Personen k\u00f6nnen die Methode nutzen und es kann leicht an anderen Standorten weltweit nachgebaut werden.<\/p>\n<p>Virtual-Reality-Technologie kommt auch im Toleranzmanagement zum Einsatz. Auf diese Weise stellt Audi sowohl aus konstruktiver als auch aus qualitativer Sicht sicher, dass ein bestimmtes Modell nach den Vorgaben gebaut wird. Mithilfe einer 3D-Simulation des Fahrzeugaufbaus lassen sich die Auswirkungen von Bauteil- und Montagetoleranzen auf das Erscheinungsbild des Fahrzeugs exakt voraussagen. Die Simulationsergebnisse werden dann ebenfalls mittels Virtual Reality realistisch visualisiert. So k\u00f6nnen die Experten der Audi Produktion zeitlich und \u00f6rtlich unabh\u00e4ngig von physischen Modellen den Design- und Entwicklungsprozess ann\u00e4hernd kostenneutral und erstmals auch aus den produzierenden Werken heraus beeinflussen.<\/p>\n<h2>Was sind die wesentlichen Vorteile einer virtuellen Montageplanung in der Smart Production?<\/h2>\n<p>Die virtuelle Montageplanung schont nicht nur materielle Ressourcen. Sie erm\u00f6glicht auch eine neuartige, flexible und standort\u00fcbergreifende Zusammenarbeit. Der bislang notwendige Bau von Modellen im Planungsprozess entf\u00e4llt. Mittels eines Scan-Prozesses werden dreidimensionale Punktewolken erzeugt, die sich f\u00fcr die virtuelle Nachkonstruktion von Maschinen und Infrastrukturen nutzen lassen. Die Software basiert auf K\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning. Sie erm\u00f6glicht es den Mitarbeitenden bei Audi, virtuell durch Fertigungslinien zu navigieren. Dank der Volkswagen Industrial Cloud steht ihnen ein leistungsf\u00e4higes Instrument zur Verf\u00fcgung, um beispielsweise Standorte miteinander zu vergleichen und geeignete L\u00f6sungen von anderen Produktionslinien f\u00fcr ihre eigenen Planungsaufgaben zu nutzen.<\/p>\n<p>Um die 3D-Scans so effizient wie m\u00f6glich durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen, erprobt Audi aktuell gemeinsam mit dem M\u00fcnchner Softwareunternehmen NavVis den Roboterhund namens Spot. Seit dem Start der Standortdigitalisierung im Jahr 2017 wurden rund vier Millionen Quadratmeter und 13 Werke erfasst. 100.000 Quadratmeter zu scannen \u2013 beispielsweise in der Produktion des Audi A6 in Neckarsulm \u2013 dauert im Einschichtbetrieb normalerweise rund zwei Wochen. Denn die Scans k\u00f6nnen dort nur nachts oder am Wochenende erfolgen. Zudem erschweren bauliche Hindernisse wie Treppen oder T\u00fcren die Scanarbeiten. Der Roboterhund Spot kann dagegen bis zu 48 Stunden scannen und findet seine Route autonom. Seit Dezember 2021 wird Spot bei Audi intensiv getestet. \u201eDie Ergebnisse der Tests sind vielversprechend und lassen sich regelm\u00e4\u00dfig aktualisieren\u201c, sagt Projektleiter Andr\u00e9 Bongartz. \u201eSo entstehen st\u00e4ndig Eingangsdaten, die sich f\u00fcr den Planungsprozess neuer Fahrzeugmodelle nutzen lassen.\u201c Beliebige Umf\u00e4nge der 3D-Scans lassen sich dazu in die virtuellen Abbilder einbetten, f\u00fcr die das Team der Virtuellen Montageplanung unter der Leitung von Andr\u00e9s Kohler zust\u00e4ndig ist. \u201eDie Zusammenf\u00fchrung aller Planungsdaten in unserem digitalen Zwilling erm\u00f6glicht uns bereits Jahre im Voraus, einen ganzheitlichen Blick auf unsere geplante Produktion der Zukunft zu werfen\u201c, erkl\u00e4rt Kohler. Wie in der realen Fabrik sind dort neben dem neuen Audi Modell auch die Fabrikhalle, die F\u00f6rdertechnik, die Werkzeuge, Regale und Beh\u00e4lter zu sehen.<\/p>\n<p>Die Gestaltung und Optimierung der Montageabl\u00e4ufe und bestimmter Logistikaspekte erfolgt ma\u00dfgeblich in sogenannten 3P-Prozessworkshops durch interdisziplin\u00e4re Teams. Audi nutzt dank des digitalen Zwillings und einer eigens entwickelten VR-L\u00f6sung die Vorteile der Digitalisierung und Visualisierung. Dazu z\u00e4hlen tagesaktuelle Bauteildaten oder die Betrachtung von verschiedenen Fahrzeugvarianten. \u201eVor allem sehen und erleben wir die Fertigung so, wie sie als Ganzes sp\u00e4ter aussehen wird\u201c, erl\u00e4utert Kohler. Er hebt hervor, dass dabei der zentrale Aspekt der Zusammenarbeit bestehen bleibt: \u201eDer Moment fasziniert immer wieder aufs Neue, wenn wir uns die VR-Brillen aufsetzen und unsere Kolleg_innen in Form von Avataren in der virtuellen Welt treffen. Wir bauen dort erstmals unseren neuen Audi oder schauen einem computergenerierten Avatar zu, wie er dies als Echtzeitsimulation \u00fcbernimmt. Und wenn n\u00f6tig, diskutieren und optimieren wir in der Szene miteinander die Abl\u00e4ufe und das Umfeld des Arbeitsplatzes, etwa die Materialanstellung oder ben\u00f6tigte Werkzeuge. Dies erm\u00f6glicht Audi in seinen gewachsenen Strukturen f\u00fcr optimale Fertigungsabl\u00e4ufe zu sorgen.\u201c<\/p>\n<h2>Wie gelingt es Audi, energieschonender zu produzieren?<\/h2>\n<p>Der j\u00e4hrliche Energiebedarf des Audi Standorts in Ingolstadt entspricht dem der gesamten Stadt. Ein wichtiger Hebel, um Energie einzusparen, sind Daten und deren Auswertung. Das von Audi selbst entwickelte Tool \u201eEnergy Analytics\u201c tr\u00e4gt zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Fertigung bei. Das Tool erm\u00f6glicht es, einen auff\u00e4lligen Energieverbrauch \u2013 sowohl in der Produktion als auch in produktionsfreien Zeiten \u2013 aufzuzeigen. Expert_innen f\u00fchren zun\u00e4chst Daten aus verschiedenen Quellen in einem einheitlichen Datenformat zusammen, zum Beispiel Daten der gefertigten Fahrzeuge und Komponenten, Energiedaten aus Lackierkabinen oder Schwei\u00dfzangen sowie Daten aus Verbr\u00e4uchen durch Beleuchtung oder Bel\u00fcftung in den Geb\u00e4uden. Im n\u00e4chsten Schritt bereiten sie die Daten transparent f\u00fcr die Energiebeauftragten auf, die damit die Energieverl\u00e4ufe analysieren k\u00f6nnen. Wenn der Energiebedarf den zuvor definierten Toleranzbereich \u00fcberschreitet, k\u00f6nnen sie die Ursachen ermitteln und Ma\u00dfnahmen ergreifen, um den Verbrauch w\u00e4hrend der Produktion oder auch die Grundlast in den Produktionsbereichen gezielt zu reduzieren. Durch Energy Analytics und Prozessverbesserungen konnte der Standort Ingolstadt bereits im Jahr 2021 rund 37.000 Megawattstunden Energie einsparen.<\/p>\n<h2>Wie und wo setzt Audi K\u00fcnstliche Intelligenz in der Produktion ein?<\/h2>\n<p>K\u00fcnstliche Intelligenz und Machine Learning sind f\u00fcr Audi zentrale Technologien in der digitalen Transformation und modernen Produktion. So hilft im Ingolst\u00e4dter Presswerk ein KI\u2011Algorithmus, Risse in Bauteilen zu erkennen. Im Hintergrund dieses Verfahrens arbeitet eine Software auf Basis eines k\u00fcnstlichen neuronalen Netzes. Die Software erkennt selbst feinste Risse und markiert sie zuverl\u00e4ssig. Die L\u00f6sung basiert auf Deep Learning, einer Sonderform des Machine Learning, die mit unstrukturierten und hochdimensionalen Datenmengen arbeiten kann. Mit mehreren Millionen Pr\u00fcfbildern hat das Team \u00fcber Monate das k\u00fcnstliche neuronale Netz trainiert. Mehrere Terabyte dieser Bilder aus den Pressen der Audi-Standorte und von mehreren Volkswagen-Standorten bilden die Datenbasis.<\/p>\n<p>In einem weiteren Pilotprojekt kontrolliert Audi am Standort Neckarsulm mithilfe von K\u00fcnstlicher Intelligenz die Qualit\u00e4t von Schwei\u00dfpunkten in der Serienproduktion. Rund 5.300 Schwei\u00dfpunkte sind n\u00f6tig, um die Karosserieteile eines Audi A6 miteinander zu verbinden. Bislang \u00fcberwachen Mitarbeitende in der Fertigung die Qualit\u00e4t beim Widerstandspunktschwei\u00dfen (WPS) stichprobenartig mithilfe von Ultraschall. Im Rahmen des Pilotprojekts \u201eWPS Analytics\u201c nutzen die Expert_innen K\u00fcnstliche Intelligenz, um Qualit\u00e4tsauff\u00e4lligkeiten automatisiert und in Echtzeit zu erkennen. Der Algorithmus, das Dashboard und eine Anwendung f\u00fcr tiefergehende Qualit\u00e4tsanalysen werden aktuell im Karosseriebau des Audi A6 und des Audi A7 eingesetzt. Er dient als Blaupause f\u00fcr weitere Anwendungen in der vernetzten Fertigung.<\/p>\n<h2>Was steckt hinter dem Konzept Edge Cloud 4 Production?<\/h2>\n<p>Mit der lokalen Serverl\u00f6sung <a href=\"https:\/\/www.audi-mediacenter.com\/de\/pressemitteilungen\/edge-cloud-4-production-wie-audi-die-fabrikautomation-revolutioniert-14783\">Edge Cloud 4 Production<\/a> leitet Audi einen Paradigmenwechsel in der Fabrikautomation ein. Nach erfolgreicher Erprobung im Audi Production Lab (P-Lab) steuern von dort aus k\u00fcnftig drei lokale Server die Werkerf\u00fchrung in den B\u00f6llinger H\u00f6fen. Dort teilen sich der Audi <span class=\"nowrap\">e-tron<\/span> GT quattro<sup class=\"inline-consumption-data ng-scope\" style=\"box-sizing: border-box; font-size: 10.5px; line-height: 0; position: relative; vertical-align: baseline; top: -0.5em; -webkit-user-select: none;\">1<\/sup>\u00a0und der Audi R8 eine Montagelinie. Die gefertigten Kleinserien eignen sich besonders, um Projekte aus dem P-Lab zu testen und f\u00fcr die Gro\u00dfserie zu erproben. Als weltweit erster Hersteller will Audi in der taktgebundenen Fertigung auf eine solche zentrale Serverl\u00f6sung setzen. Bew\u00e4hrt sich die Serverinfrastruktur weiter zuverl\u00e4ssig, will Audi die bislang weltweit einzigartige Automatisierungstechnik auf die Serienfertigung bei Audi und im Konzern ausrollen.<\/p>\n<p>Bei der Edge Cloud 4 Production \u00fcbernehmen wenige zentrale und lokale Server die Arbeit von unz\u00e4hligen dezentralen Industrie-PCs. Die Serverl\u00f6sung erm\u00f6glicht, Auslastungsspitzen \u00fcber die Gesamtzahl der virtualisierten Clients zu nivellieren \u2013 eine deutlich effizientere Nutzung von Ressourcen. Die Produktion spart vor allem bei Software-Rollouts, Betriebssystemwechseln und IT-relevanten Aufw\u00e4nden. \u201eWas wir hier machen, ist eine Revolution der Shopfloor-IT\u201c, sagt Gerd Walker, Vorstand Produktion und Logistik der AUDI AG. \u201eBislang mussten wir Hardware kaufen, wenn wir neue Funktionen einsetzen wollten. Mit der Edge Cloud 4 Production kaufen wir Applikationen nur noch als Software. Das ist der entscheidende Schritt zu einer IT-Plattformbasierten Produktion.\u201c<\/p>\n<h2>Wo und wie entstehen neue Ideen f\u00fcr die digitale Produktion der Zukunft?<\/h2>\n<p>Am Bildungscampus in Heilbronn arbeitet Audi eng mit der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen und dem Fraunhofer-Institut f\u00fcr Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) im Bereich Digitalisierung zusammen. Die von Audi initiierte \u201e<a href=\"https:\/\/www.audi-mediacenter.com\/de\/pressemitteilungen\/audi-startet-initiative-fuer-digitale-fabriktransformation-in-heilbronn-13945\">Automotive Initiative 2025<\/a>\u201c (AI25) hat das Ziel, ein weltweit f\u00fchrendes Kompetenznetzwerk f\u00fcr digitale Fabriktransformation und -innovation aufzubauen. Dabei versteht sich die AI25 als Ideengeberin und wichtiger Baustein f\u00fcr den digitalen Wandel. Der Audi-Standort Neckarsulm wird als ein Leitwerk f\u00fcr den digitalen Wandel im Volkswagen-Konzern eine zentrale Rolle einnehmen. Hier spielt das Reallabor B\u00f6llinger H\u00f6fe eine entscheidende Rolle. Um neue und innovative Technologien zu identifizieren und zuverl\u00e4ssig in den Produktionsablauf zu integrieren, nutzt Audi au\u00dferdem das <a href=\"https:\/\/www.audi-mediacenter.com\/de\/pressemitteilungen\/audi-production-lab-das-bindeglied-zwischen-idee-und-grossserienfertigung-14782\">Production Lab<\/a> in Gaimersheim. Dort \u00fcberpr\u00fcfen die Expert_innen im engen Austausch mit den Anwender_innen neue L\u00f6sungen auf ihre Tauglichkeit f\u00fcr die Serienfertigung.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Taktungebundene Modulare Montage vereinfacht Umgang mit hoher Produktvarianz Virtuelle Pr\u00fcfung der Oberfl\u00e4chen dient als digitale Schnittstelle zwischen Design, Technischer Entwicklung und Fertigung Roboterhund \u201eSpot\u201c unterst\u00fctzt beim 3D-Scannen der Produktionshallen Virtual Reality erm\u00f6glicht weltweit vernetzte, virtuelle Fertigungsplanung Audi baut eine voll vernetzte, hocheffiziente und nachhaltige Produktion auf. 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