Fahrerlose Transportsysteme Kollisionsfreie Funkverbindungen steuern die Logistik im neuen BMW-Werk Leipzig

Kollisionsfreie Funkverbindungen steuern die Logistik und der Fertigung im neuen BMW-Werk Leipzig Martin Binz, Vertreibsleiter, GHMT AG, Bexbach Rasche und reibungslose Produktionsabläufe sind für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen essenziell. Moderne Technologien können entscheidend dazu beitragen, sofern sie richtig miteinander abgestimmt werden.

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Linde Material Handling GmbH

BLG LOGISTICS GROUP AG & Co. KG

Truck1 Sp. Z O.O.

GHMT Ges. f. Hochfrequenz- Meßtechnik AG

Unbemannt und fast geräuschlos bewegen sich über Wireless LAN (WLAN) gesteuerte fahrerlose Transportsysteme mit Zulieferteilen im Huckepack über die hellgrauen Transportrouten. Mit Hilfe leicht handhabbarer PDAs und integrierten Barcodelesern erfassen Mitarbeiter in Logistik und Fertigung produktionsrelevante Informationen über WLAN. Neu in Karossen eingebaute Teile werden über RFID-Tags erfasst, während an qualitätssichernder Stelle der Produktionskette letzte Testinformationen zur Funktionalität des fertiggestellten Fahrzeugs über Datenfunk sowie die Bluetooth-Konnektivität der Handy-Schnittstelle im Fahrzeug geprüft werden. Gleichzeitig werden bereits fertiggestellte, mit einem speziellen Fahrzeugortungssystem ausgestattete Fahrzeuge sowohl im Innen- wie im Außenbereich in Echtzeit von Mitarbeitern geortet, um weiter zum Endkunden überführt werden zu können: Sie befinden sich soeben mitten auf dem 208 ha großen Betriebsgelände des neuen sternförmig strukturierten Werks Leipzig der BMW Group, das am 1. März 2005 die Serienproduktion des neuen BMW 3er aufgenommen hat.

Die BMW Group investierte hier cirka 1,3 Mrd. Euro in nachhaltige und hochflexible Fertigungsstrukturen, bei denen Arbeits- und Kommunikationsprozesse eng miteinander verzahnt sind. Das neue Werk besteht aus modernsten Anlagen im Karosseriebau, in der Lackiererei und in der Endmontage, einem Versorgungszentrum sowie einem zentralen Kommunikationsbereich.

Die Anordnung der Produktionsgebäude folgt dem Prinzip der kurzen Wege: Der Karosseriebau, die Lackiererei und die Montage gliedern sich kreisförmig direkt um das Zentralgebäude. Die Montage zeichnet sich dabei durch eine so genannte Finger- oder auch Kammstruktur aus. Dieser Grundriss ermöglicht es, Zulieferteile auf kürzesten Wegen direkt an das Fertigungsband zu liefern. Diese Struktur bietet nach mehreren Seiten ausreichende Möglichkeiten, um künftige Erweiterungen und die Integration neuartiger Fertigungstechnologien mit nur geringem Aufwand vorzunehmen. Mittelfristig sollen in Leipzig bis zu 650 Fahrzeuge täglich produziert werden. Auf dem Werksgelände entstehen rund 5500 neue Arbeitsplätze. Ebenso beeindruckend ist die Anzahl der Applikationen, die hierbei in zahlreichen geschäftskritischen Prozessen per Funk unter hohen Verfügbarkeitsanforderungen gesteuert oder unterstützt werden: Wireless LAN, diverse RF-ID, Bluetooth, Funkfernbedienungen, Datenfunk, Sicherheitsfunk etc.

Für solche Funkanwendungen mit weniger spezifischen Einschränkungen, beispielsweise hinsichtlich Leistung oder Tastverhältnis (Auslastung des Funkkanals), sind seitens der regulierenden Bundesnetzagentur verschiedene Frequenzabschnitte lediglich freigehalten worden. Diese liegen größtenteils im lizenz- und genehmigungsfreien ISM-Frequenzband (ISM steht für Industrial, Scientific, Medical Equipment). Freizügig und unbürokratisch kann ein Unternehmen deshalb solche Funksysteme schnell und kostengünstig in Betrieb nehmen.

Dem gegenüber steht die Eigenverantwortung des Nutzers, die unterschiedlichen, teils statischen, teils dynamischen Funkanwendungen reibungslos in gemeinsam genutzten Frequenzbereichen („Shared Medium“) zu managen. Eine vermeidbare Kollision oder Störung der Funkanwendungen untereinander, gerade im professionellen Umfeld einer produktions- oder logistikrelevanten Anlage, können zu folgeträchtigen Einschränkungen oder Beeinträchtigungen sowie längeren Ausfallzeiten durch eine langwierige Störungssuche führen.

Um diese Gefahr von vornhinein ausschließen zu können, wurde bereits in der Planungsphase eine ausführliche und umfassende Detailanalyse der potenziellen Problemschnittstellen vorangestellt. In einer professionellen Studie „ISM-Frequenzmanagement“ untersuchte deshalb das Bexbacher Expertenberatungsunternehmen GHMT AG die Kollisionsgefahr für die diversen geplanten Applikationen. Damit wurde eine signifikante Steigerung der Verfügbarkeit aller drahtlosen Netze erreicht, und das bei einer um 20% reduzierten Anzahl von access points.

Erfahrungsgemäß liegt die erste Herausforderung eines solchen Projekts in der lückenlosen Erfassung der Funksysteme. Um wesentliche Kollisionspotenziale zu lokalisieren, wurde dann in einem zweiten Schritt die Kompatibilität der einzelnen Funkanwendungen untereinander bewertet sowie erste technische und organisatorische Abhilfemaßnahmen erarbeitet. „Die Ergebnisse solcher Studien zeigen deutlich, dass für einen koordinierten und reibungslosen Einsatz hochverfügbarer Funkanwendungen eine solide Riskoanalyse und fachkundige Weichenstellung erforderlich ist. Gerade das ISM-Frequenzspektrum ist eine kostbare und limitierte Ressource, die bei unkontrollierter Nutzung sehr schnell erschöpft ist“ erläutert Viachaslau Shyfryn als langjährig erfahrener Experte bei GHMT. Gleichzeitig setzte mit dem Aufbau und Einrichten der Produktionsstätten des neuen Werks ein weiterführendes Projekt „Funkbebauungsplan“ auf. Höchste Verfügbarkeit, spezifische Redundanzen sowie eine zügige, treffsichere Bewertung neuer bzw. zusätzlicher Funksysteme wurden seitens der Verantwortlichen der BMW AG gemeinsam mit GHMT in enger Zusammenarbeit umgesetzt. Umfassende Analysen verbunden mit präzisen messtechnischen Untersuchungen der Funkverträglichkeit mündeten in technisch und wirtschaftlich ausgewogenen Abhilfemaßnahmen. Dadurch wurde bei gleichzeitiger Einhaltung der Termine zum Aufbau des Werks die gewerkeübergreifende reibungslose Funkverträglichkeit der unterschiedlichsten Anlagen dauerhaft sichergestellt.

Speziell Wireless LAN wird im BMW Werk Leipzig für eine Vielzahl unterschiedlicher, zum Teil produktions- bzw. logistikrelevanter Anwendungen eingesetzt. Zur Sicherstellung der daraus resultierenden spezifischen Anforderungen an die redundante WLAN-Versorgung, wurde seitens GHMT eine besondere simulations- und messtechnisch unterstützte Konzeption erstellt. Hierbei wurden die hohen Anforderungen und Besonderheiten jeder einzelnen Anwendung (Aufbau, zu erwartender Datenverkehr etc.) sowie funktechnisch relevante Eigenschaften der mit WLAN auszuleuchtenden Bereiche (Einhaltung definierter Bandbreiten, starke Reflexionen durch komplexe metallene Oberflächen, mobile WLAN-Anwendungen) besonders berücksichtigt.

Eine wesentliche Herausforderung stellten die veränderlichen Ausbreitungsbedingungen (z.B. Hochregallager mit verschiedenen Füllgraden, Containerstellflächen, etc.) dar. Selbst wenn LKWs zum Be- und Entladen zwischen den im Innen- und Außenbereich befindlichen LKW-Ladeflächen abgestellt wurden, darf die WLAN-Datenübertragung zu Staplern nicht beeinflusst werden. Die mit dieser genauen und zuverlässigen Methode erreichte hohe WLAN-Performance wurde schließlich durch abschließende Abnahmemessungen erfolgreich dokumentiert. Mittlerweile ist das BMW Werk Leipzig mit einer Erfolgsbilanz durchgestartet. Seit Beginn der Serienproduktion im März 2005 haben bereits ca. 90000 BMW 3er Limousinen das Leipziger Band verlassen. Das Werk ist damit bestens angelaufen. Die Stückzahlen konnten schneller als geplant gesteigert werden. Auf dem Leipziger Werksgelände arbeiten inzwischen rund 4100 Beschäftigte. Mit Erreichen der vollen Produktionskapazität von insgesamt 650 Fahrzeugen pro Tag soll die Zahl der Beschäftigten auf dem Gelände auf insgesamt 5500 steigen. Die volle Produktionskapazität wird voraussichtlich Anfang 2007 erreicht sein. Im weltweiten Verbund der 22 BMW Group Produktionswerke ist das neue Werk in Leipzig inzwischen ein voll integrierter Partner. Mit dem neuen Werk setzt die BMW Group ein wichtiges Signal für eine dauerhafte und zukunftsfähige Produktion von BMW-Automobilen in Deutschland.

Portrait: GHMT AGDie herstellerunabhängig und neutral agierende GHMT AG berät und untersucht seit ihrer Gründung 1992 auf dem anspruchsvollen Gebiet der physikalischen Übertragungssicherheit in Netzwerken, Rechenzentren und Industrieanlagen. Unter Anwendung praxisbewährter Verfahren, modernster Messtechnologie sowie interdisziplinärer Kooperation mit Wissenschaft und Normungsfachkreisen steht der Name GHMT fürHöchste Zuverlässigkeit in geschäftskritischen Prozessen und UmgebungenInvestitionsschützende Anlagenkonzeption in großflächigen, komplexen BereichenDabei wird die Reproduzierbarkeit und Revisionssicherheit der den Ausarbeitungen zugrundeliegenden Ergebnisse selbst in anspruchsvollen und umfangreichen Projekten durch besonders strukturierte und wissenschaftlich fundierte Verfahren abgesichert. Zum internationalen Kundenkreis der GHMT AG zählen neben den bekannten Herstellern von Kabeln und Komponenten namhafte Großkunden aus den Branchen Banken und Versicherungen, Luftfahrt, Automobilindustrie, Chemie/Pharma, Logistik sowie Gesundheitswesen und Unternehmen der Kerntechnik aus mehr als 30 Ländern.

GHMT AG, In der Kolling 13D-66450 Bexbach, Postfach 11 16D-66442 Bexbach, Tel.: +49 (0) 6826 / 9228 – 0, Fax: +49 (0) 6826 / 9228 – 99, info@ghmt.de

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