Der Audi e-tron GT ist das erste Modell der Vier Ringe, dessen Fertigung komplett ohne physische Prototypen geplant wurde. Möglich machten dies mehrere technische Innovationen wie dreidimensionale Gebäudescans, Prozesse des Machine Learnings sowie der Einsatz von Virtual Reality.
So wurden sämtliche Montageprozesse wie Abläufe und Handgriffe der Mitarbeiter in virtuellen Räumen, welche die realen Vorbilder bis ins kleinste Detail abbilden, erprobt und optimiert. Diese virtuelle Planung kommt inzwischen standortübergreifend zum Einsatz und sorgt so – nicht nur in Zeiten der Corona-Pandemie – für ein digitales, vernetztes Arbeiten ohne Dienstreisen oder Auslandseinsätze. 3D-Scans und die Planung im virtuellen Raum gestalten Prozesse effizienter und nachhaltiger.
Im herkömmlichen Planungsprozess zur Fertigung eines neuen Audi-Modells kommen unterschiedliche Prototypen zum Einsatz. Die Fahrzeug-Prototypen werden während der frühen Planungsphase als Unikate mit in Handarbeit hergestellten Bauteilen gefertigt. Dies ist zeit- und kostenintensiv. Mithilfe dieser Prototypen legt die Montageplanung die späteren Fertigungsprozesse fest und optimiert diese.
Mithilfe von Virtual Reality wird jeder Schritt und jeder Handgriff im digitalen Raum erprobt. Ziel der virtuellen Planung ist, dass bei der späteren Fertigung des Autos alle Prozesse perfekt ineinandergreifen und die Takte entlang der Linie nahtlos aufeinander abgestimmt sind.
Hierfür müssen die Begebenheiten in der Produktionshalle präzise und maßstabsgetreu nachgebildet werden. An dieser Stelle kommen 3D-Scans ins Spiel. Mit spezieller Hard- und Software kreieren sie ein virtuelles Abbild der realen Produktionsstätte samt Anlagen, Werkzeugen und Regalen. Die Audi Böllinger Höfe am Standort Neckarsulm, wo der Audi e-tron GT gefertigt wird, gibt es nun also auch in der digitalen Welt. Und dank neuer, digitaler Planungsmethoden lässt sich auf dieser Grundlage bereits Jahre im Voraus die Fertigung von morgen virtuell planen.
Das digitale Abbild bildet die Grundlage für weitere Innovationen, wie Andrés Kohler, zuständig für die virtuelle Montageplanung bei Audi, erläutert: „Dank einer von uns bei Audi entwickelten VR-Lösung und des digitalen Abbildes treffen sich nun Kollegen aus aller Welt in virtuellen Räumen und finden sich mitten in der Fertigung von morgen wieder.
Dort können sie computergenerierten Werkern bei der Verrichtung der geplanten Abläufe über die Schulter schauen und die geplanten Prozesse für beliebige Bauteilvarianten in unserer Anwendung selbst erleben und optimieren.“ Die Ergebnisse lassen sich anschließend für die Qualifizierung von Mitarbeitern nutzen – ebenfalls auf Basis der VR-Anwendung.
Diese neuen Möglichkeiten finden nun sukzessive bei weiteren Projekten und an mehreren Standorten Einsatz. So fand am Audi Standort in San José Chiapa in Mexiko ein entsprechender 3P-Workshop (3P = Production Preparation Process) statt, an dem auch Projektbeteiligte aus Ingolstadt teilnahmen. Ganz virtuell – in Form von digitalen Avataren – besprachen und planten die Experten die Fertigung des Facelifts des Audi Q5 und neuen Q5 Sportbacks mit VR.
Die Erprobung aller Montageabläufe wird dabei in Echtzeit ebenso gemeinsam erarbeitet und erprobt, wie die exakte Anordnung von Maschinen, Regalen und Bauteilen entlang der Montagelinie oder ergonomische Aspekte. Audi ist bei der Entwicklung der umfassenden VR-Lösung samt digitalem Abbild im Konzern führend. Das Projekt wird aktuell unter dem Lead der Vier Ringe als Konzernprojekt markenübergreifend weitergeführt und auf immer mehr Standorte ausgerollt.
Mehr als Gebäude und Prozesse: Wie funktioniert die virtuelle Behälterplanung?
Kombiniert man die Möglichkeiten der virtuellen Planung samt digitalem Abbild, 3D-Scans und der Virtual Reality-Anwendung mit denen des 3D-Drucks, könnten 3P-Workshops zukünftig auch in einer Mixed Reality abgehalten werden. Einzelne Bauteile würden dann unmittelbar über einen 3D-Drucker mit geringem Ressourceneinsatz erstellt werden. So lassen sich einzelne Elemente auch physisch im virtuellen Raum erproben, um beispielsweise die Haptik und das Gewicht der Bauteile beurteilen zu können.
Ein wichtiger Schritt, um die Vorteile beider Welten zu vereinen. Auslandseinsätze und größere Dienstreisen könnten in Zukunft häufiger durch virtuelle Treffen und die Zusammenarbeit via Avataren in der virtuellen Welt ersetzt werden. Schon heute besteht die Möglichkeit, die vom 3D-Scanner kreierten Räume zur digitalen Indoor-Navigation zu nutzen. Und mittels Augmented Reality lässt sich dabei die Positionierung von Maschinen und Anlagen im Raum zentimetergenau planen.