Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Der Transport von Gütern in Produktionsanlagen wird heutzutage üblicherweise durch fest installierte, starre Transporteinrichtungen wie beispielsweise Förderbänder,

Hängebahnen oder dergleichen bewerkstelligt. Solche Transporteinrichtungen haben festgelegte Transportpfade und üblicherweise auch eine festgelegte

Transportgeschwindigkeit, die durch die Taktzeiten der einzelnen Arbeitsstationen der Produktionsanlage bestimmt wird. Zur Taktzeitanpassung sind oftmals Pufferzonen in der Transporteinrichtung notwendig, die viel Raum beanspruchen.

Neben solchen starren Transporteinrichtungen sind auch autonom navigierende

Flurförderzeuge als Transporteinrichtungen für Produktionsanlagen bekannt. Ein derartiges Flurförderzeug ist beispielsweise in der DE 20 2009 005 644 U1 offenbart. Solche Transporteinrichtungen zeichnen sich durch einen geringeren Platzbedarf aus als starr installierte Bänder und bieten eine bessere Zugänglichkeit für die Bearbeitung von darauf transportierten Gütern. In heutzutage üblichen Produktionsanlagen werden solche Flurförderzeuge teilweise als Ersatz für fest installierte Bänder verwendet, wobei die Flurförderzeuge im Wesentlichen auf die gleiche Art betrieben werden wie ein fest installiertes Band oder eine fest installierte Hängebahn und daher unter den gleichen Problemen insbesondere bezüglich der mangelnden Flexibilität leiden wie diese.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum

Betreiben einer Produktionsanlage nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, welches eine flexible Anpassung des Betriebs der Produktionsanlage an jeweils aktuelle Produktionsanforderungen ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei einem derartigen Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage mit einer

Mehrzahl von Arbeitsstationen sowie einer Transporteinrichtung zum Transportieren von Gütern zwischen den Arbeitsstationen, welche eine Mehrzahl fahrerloser Flurförderzeuge umfasst, die sich auf jeweils vorgegebenen Pfaden zwischen zugeordneten

Arbeitsstationen bewegen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die jeweils vorgegebenen Pfade der Flurförderzeuge in Abhängigkeit von wenigstens einem eine Produktionsanforderung betreffenden Kriterium festgelegt und bei Änderung des wenigstens einen Kriteriums geändert werden. Mit anderen Worten werden die

Flurförderzeuge nicht in Analogie zu einer fest installierten Förderanlage eingesetzt, die eine Anzahl von Arbeitsstationen in einer fest vorgegebenen, immer gleichen Reihenfolge verbindet. Die Flurförderzeuge werden vielmehr bedarfsgerecht zwischen jeweiligen Arbeitsstationen geleitet, die in diesem Moment ein Transportbedürfnis haben. Die Arbeitsstationen einer solchen Produktionsanlage sind somit nicht mehr linear verknüpft, sondern können durch die Transporteinrichtung in beliebigen, schnell änderbaren

Topologien verbunden werden. Hierdurch kann der Betrieb der Produktionsanlage ständig an sich ändernde Anforderungen, wie beispielsweise zu produzierende Stückzahlen, zu produzierende Varianten, Taktprobleme durch Ausfall einzelner Stationen oder

dergleichen angepasst werden. Pufferzonen können entfallen, alle Arbeitsstationen können durch das Transportsystem zu jedem Zeitpunkt optimal mit Gütern versorgt werden, so dass die Produktionsanlage unter allen Anforderungen optimal betrieben wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zum Erzielen einer vorgegebenen Taktzeit Produkte einer ersten Arbeitsstation mittels der

Transporteinrichtung zu einer Mehrzahl von zweiten Arbeitsstationen transportiert, wo sie parallel weiterverarbeitet werden und anschließend durch die Transporteinrichtung zu einer dritten Arbeitsstation transportiert werden. Diese Parallelisierung eines

Arbeitsschrittes - die sich insbesondere für zeitaufwendige Arbeitsschritte eignet - ermöglicht es, Taktzeiten zu realisieren, die bei einer komplett linearen Fördertechnik nicht realisierbar wären. Der Gesamtdurchsatz der Produktionsanlage wird durch diese Verfahrensvariante daher beträchtlich erhöht.

Neben der einfachen Taktzeiterhöhung durch paralleles Durchführen des gleichen Arbeitsschrittes in der Mehrzahl von zweiten Arbeitsstationen kann diese

Ausführungsform auch zur Herstellung von Varianten dienen. Hierbei wird in der Mehrzahl von zweiten Arbeitsstationen der Güterfluss in mehrere Zweige, den jeweiligen Varianten entsprechend, aufgeteilt. Dann werden in den zweiten Arbeitsstationen die jeweils variantenspezifischen Arbeitsschritte durchgeführt. Nachdem diese variantenspezifischen Arbeitsschritte erledigt sind, werden die Güter wieder zusammengeführt und in der dritten Arbeitsstation weiteren, allen Varianten gemeinsamen Arbeitsschritten unterzogen.

Das Verfahren kann auch genutzt werden, um derartige Produktvarianten gemäß den Produktionsanforderungen zu ordnen. Hierbei transportieren die Flurförderzeuge

Produktvarianten in Reihenfolge einer Variantenanforderung zu einer Arbeitsstation, wobei die Reihenfolge der Flurförderzeuge in Abhängigkeit der Variantenanforderung geändert wird. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, variantenspezifische Arbeitsschritte exakt auf den Takt einer weiteren Arbeitsstation, die diese unterschiedlichen Varianten gemäß einer Variantenanforderung weiter verarbeitet, abzustimmen. Mittels der selbstfahrenden Flurförderzeuge können die genannten Produktvarianten in ihrer Reihenfolge„umsortiert" werden, so dass sie immer in der korrekten Reihenfolge an der nächsten Arbeitsstation eintreffen.

Neben dem Gütertransport können die Flurförderzeuge bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens auch zum Transport von Robotern, Werkzeugen oder dergleichen dienen. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn sich die Arbeitsaufgabe einer Arbeitsstation ändert. In diesem Fall werden mittels der Transporteinrichtung Roboter und/oder Werkzeuge von und/oder zu der Arbeitsstation transportiert. Dies ermöglicht eine flexible Umkonfigurierung der gesamten Produktionsanlage gemäß aktueller Anforderungen, beispielsweise bei Änderung einer zu produzierenden Stückzahl oder bei Änderung eines zu produzierenden Variantenspektrums. Die Produktionsanlage kann daher in ihrer Gesamtheit immer optimal an die Anforderungen angepasst werden.

Vorzugsweise wird hierbei ein neu zu einer Arbeitsstation transportierter Roboter mittels eines der Arbeitsstation zugeordneten Datenübertragungssystems neu programmiert, um eine der Arbeitsstation zugeordnete Aufgabe durchzuführen. Dies kann beispielsweise über RFID-Chips, lokale drahtlose Netzwerke oder dergleichen realisiert werden. Die gesamte Umkonfigurierung der Produktionsanlage kann daher autonom geschehen, ohne dass Roboter, die zu neuen Arbeitsstationen transportiert werden, manuell

umprogrammiert werden müssen.

Auch räumliche Umkonfigurationen der gesamten Produktionsanlage sind mittels der Transporteinrichtung zu realisieren. Hierbei können mittels der Transporteinrichtung bei Änderung einer Produktionsanforderung vollständige Arbeitsstationen in jeweils zugewiesene Arbeitsbereiche transportiert werden, um ein verbessertes räumliches Layout zu erzeugen. Lediglich schwere Maschinerie, wie beispielsweise Pressen oder dergleichen, bleiben fest installiert, während die restliche Produktionsanlage vollständig mobil ist.

Es ist hierbei besonders zweckmäßig, wenn an jeder Arbeitsstation nur diejenigen Werkzeuge und Materialien vorgehalten werden, welche für eine an dieser Arbeitsstation durchzuführende Aufgabe benötigt werden. Auch dies kann durch die

Transporteinrichtung flexibel realisiert werden. Hierbei werden bei Änderung einer Arbeitsaufgabe überschüssige Werkzeuge und Materialien mittels der

Transporteinrichtung abtransportiert und fehlende Werkzeuge und Materialien mittels der Transporteinrichtung angeliefert. Das Vorhalten nur der notwendigsten Werkzeuge und Materialen an den Arbeitsstationen erleichtert beispielsweise die Programmierung von Robotern, die diese Arbeitsstationen bedienen sollen, und ermöglicht zudem eine schnellere Umkonfigurierung der gesamten Produktionsanlage, sollte dies notwendig werden.

Vorzugsweise navigieren die Flurförderzeuge mittels eines drahtlosen

Navigationssystems, insbesondere mittels GPS, entlang der jeweils zugewiesenen Pfade. Die Navigationsinformationen können den Flurförderzeugen dabei ebenfalls drahtlos übermittelt werden. Um möglichen Empfangsstörungen solcher drahtlosen Systeme vorzubeugen, ist es jedoch auch möglich, zur Navigation der Flurförderzeuge auf einem Boden der Produktionsanlage aufgebrachte Markierungen heranzuziehen. Dies kann als Alternativlösung Anwendung finden oder als Fallback-Lösung für die GPS-Navigation im Falle eines Signalausfalls dienen. In beiden Fällen kann die Bahnführung für die

Flurförderzeuge schnell geändert oder angepasst werden.

Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von Transportpfaden für unterschiedliche

Bauteilvarianten in einer Produktionsanlage bei Anwendung eines

Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 2 eine schematische Darstellung der logistischen Vorgänge bezogen auf einzelne Arbeitsstation in einer Produktionsanlage bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Kommunikation zwischen einem aus einem autonomen Flurförderzeug angeordneten Roboter und einer Arbeitsstation bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Vorgänge bei einem Aufgabenwechsel einer Arbeitsstation in einer Produktionsanlage bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Transportvorgänge bei einer Änderung der Anordnung von Arbeitsstationen in einer Produktionsanlage bei Verwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen

Verfahrens.

Um eine möglichst große Flexibilität und ständige Anpassbarkeit einer Produktionsanlage an aktuelle Produktionsbedürfnisse zu erreichen, werden in der Produktionsanlage keine fest installierten Fördermittel wie beispielsweise Förderbänder, Rollenbahnen,

Hängebahnen oder dergleichen verwendet. Stattdessen finden zum Transport von Gütern zwischen einzelnen Arbeitsstationen der Förderanlage fahrerlose, autonom navigierende Flurförderzeuge Anwendung. Bei Verwendung derartiger fahrerloser Transportsysteme können die Transportwege innerhalb der Produktionsanlage sehr schnell an sich ändernde Produktionsbedürfnisse angepasst werden. Solche autonomen Flurförderzeuge können beispielsweise mittels am Boden der Halle verlegter Metallbänder geleitet werden oder auch anhand von GPS-Daten navigieren. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Flurförderzeuge über eine Kollisionserkennung verfügen, die Beschädigungen der Flurförderzeuge oder transportierter Güter bei Kollisionen vermeidet bzw. die Sicherheit von im gleichen Bereich agierenden menschlichen Arbeiten gewährleistet. Derartige Kollisionserkennungssysteme können beispielsweise durch Radar, Ultraschall oder Laserscanner sowie durch Beschleunigungssensoren in flexiblen Stoßfängern der Flurförderzeuge realisiert werden. Fig. 1 zeigt ein erstes Beispiel für den Einsatz solcher Flurförderzeuge 10. In einem schematisch dargestellten ersten Bereich 12 der Produktionsanlage werden zu bearbeitende Güter in mehreren Bauteilvarianten sequentiell durch die Flurförderzeuge 10 von Arbeitsstation zu Arbeitsstation transportiert. Die Arbeitsstationen selbst sind in Fig. 1 nicht gezeigt. Die im Bereich 12 der Produktionsanlage durchgeführten

Arbeitsschritte sind dabei variantenunabhängig, so dass jede Bauteilvariante in der gleichen Arbeitsstation bearbeitet werden kann. In einem folgenden Bereich 14 der Produktionsanlage müssen dagegen variantenspezifische Arbeitsschritte durchgeführt werden. Die autonomen Flurförderzeuge 10 bringen nun die Bauteile variantenabhängig zu unterschiedlichen Arbeitsstationen, wo die unterschiedlichen Bauteilvarianten parallel zueinander bearbeitet werden. Nach Durchlaufen der bauteilvariantenspezifischen Arbeitsstätte im Bereich 1 der Produktionsanlage werden die Güter dann durch die Flurförderzeuge 10 in einen weiteren Bereich 16 der Produktionsanlage verbracht, wo die transportierten Güter wieder sequentiell und variantenunabhängig bearbeitet werden. Durch eine derartige Aufspaltung des Transportweges wird zunächst die Taktzeit erhöht, da unterschiedliche Varianten parallel bearbeitet werden können. Somit können die Produktionsprozesse effektiver genutzt werden, da Ein- und Auslaufzeiten für die einzelnen Bauteile nur einmal anfallen und mehr Zeit für die eigentliche Montageaufgabe bleibt. Gleichzeitig kann die Produktionsanlage in Echtzeit an unterschiedliche

Variantenbedürfnisse angepasst werden. In Abhängigkeit von eventuell

variantenspezifischen Weiterbearbeitungsschritten kann im Bereich 16 zudem eine Sortierung der Bauteile nach ihren Varianten folgen, so dass diese in der notwendigen Reihenfolge bei späteren Weiterbearbeitungsstationen angeliefert werden.

Neben dem Transport von Bauteilen 18 zu den Arbeitsstationen 20, wie in Fig. 2 dargestellt, können durch die Flurförderzeuge 10 auch Werkzeuge 22 sowie

Ausgangsmaterialen 24 zu den mit Robotern 26 bestückten Arbeitsstationen 20 transportiert werden. Durch den Transport unterschiedlicher Werkzeuge 22 und unterschiedlicher Ausgangsmaterialen 24 zu den Arbeitsstationen 20 bzw. durch den Abtransport von nicht mehr benötigten Werkzeugen 22 oder Ausgangsmaterialien 24 können die Arbeitsstationen 20 umkonfiguriert werden, so dass eine Arbeitsstation unterschiedliche Arbeitsschritte durchführen kann. Dies erhöht die Flexibilität der Produktionsanlage weiter. Auch die Roboter 26 können durch die autonomen

Flurförderzeuge 10 zu und von den Arbeitsstationen 20 transportiert werden. Damit kann beispielsweise bedarfsgerecht die Anzahl der an einer einzelnen Arbeitsstation 20 tätigen Roboter 26 variiert werden. Bei den Robotern 26 handelt es sich um flexible,

transportable Leichtbauroboter, die ohne Schutzzäune oder dergleichen auch in Umgebungen arbeiten können, in welchen Menschen tätig sind. Um die Roboter 26 an die jeweiligen Arbeitsstationen 20 anzupassen, ist, wie in Fig. 3 dargestellt, den

Arbeitsstationen 20 eine jeweilige Datenübertragungsvorrichtung 28, beispielsweise ein RFID-Chip zugeordnet, die mit einem Empfänger 30 an dem die Roboter 26

transportierenden Flurförderzeug 10 angeordneten Empfänger kommunizieren kann. Durch die Datenübertragung können die Roboter 26 bedarfsgerecht umprogrammiert werden.

Fig. 4 zeigt nochmals, wie neue Werkzeuge 22 zu einer Arbeitsstation 20 transportiert werden und alte, nicht mehr benötigte Werkzeuge 22 von der Arbeitsstation 20 wieder abgeführt werden, so dass die Bestückung der Arbeitsstation 20 immer nur dem aktuellen Bedarf entspricht.

Die autonomen Flurförderzeuge 10 können darüber hinaus nicht nur dem Transport von zu bearbeitenden Bauteilen 18, Ausgangsmaterialen 24, Werkzeugen 22 und Robotern 26 dienen, sie können vielmehr auch Anwendung finden, um komplette Arbeitsstationen 20 zu transportieren. Dies ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. In einer derartigen Produktionsanlage sind die Arbeitsstationen frei in zugeordneten Arbeitsbereichen anordenbar, so dass die gesamte räumliche Anordnung der Produktionsanlage frei konfigurierbar und an aktuelle Bedürfnisse anpassbar ist. Lediglich schwere Geräte wie Pressen 32 oder dergleichen sind ortsfest in der Produktionsanlage angeordnet. Soll eine Presse 32, die bislang nicht benutzt wurde, im Produktionsvorgang Verwendung finden, so wird mittels der autonomen Flurförderzeuge die gesamte Arbeitsstation 20 zur Presse 32 gebracht und dort mit weiteren Flurförderzeugen 10 mit Werkzeugen 22,

Ausgangsmaterialen 24 und zu bearbeitenden Bauteilen 18 versorgt. Insgesamt wird so eine hochflexible Produktionsanlage geschaffen, die sowohl in ihrem Layout als auch in ihrer logistischen Vernetzung jederzeit an sich ändernde Produktionsbedürfnisse angepasst werden kann.