Pure Passion –
HF MIXING GROUP.

Smart Factory mit vernetzter Wertschöpfungskette

Während Automobilproduzenten um die beste Antriebslösung der Zukunft wetteifern, wandeln sich die Konzerne von Herstellern zu Mobilitätsdienstleistern.

Die Zukunft hat bereits begonnen: Mit batterieelektrisch betriebenen Fahrzeugen wetteifern solche mit Wasserstoffmotoren um die beste Antriebslösung der Zukunft. Während die Übergangsphase von Hybrid-Fahrzeugen geprägt ist, verändert die fortschreitende Digitalisierung Automobilproduzenten zu Mobilitätsdienstleistern.

Mit der Entwicklung des urbanen Mobilitätskonzepts BMW i für nachhaltige und zukunftsweisende Mobilität sowie der eDrive-Architektur und der neuen Efficient-Dynamics-Motorenfamilie fühlt sich der bayerische Hersteller bestens für die Herausforderungen der Zukunft gerüstet. Von allen deutschen Herstellern hat sich BMW am deutlichsten in puncto Elektrifizierung positioniert und sogar eine eigene Produktlinie eingeführt. Derzeit ist der BMW i3 das einzige rein elektrisch betriebene Fahrzeug. An seiner Seite steht das Modell i8. Als Plug-in-Hybrid verbindet der Sportwagen Elektro- und Verbrennungsmotor miteinander. Parallel dazu setzen die Bayerischen Motorenwerke beim Antrieb der Zukunft auf eine vielversprechende Kooperation. „Zusammen mit unserem Kooperationspartner Toyota sind wir auf dem Weg, die Wasserstoff-Brennstoff-zellen-Technologie bis 2020 serienreif zu entwickeln“, macht Marcus Bollig, Leiter Efficient Dynamics bei BMW, die Marschrichtung deutlich.

Einen ähnlichen Weg wie BMW schlägt auch die Daimler AG ein. Seit über 20 Jahren investiert das Unternehmen in die Erforschung brennstoffzellenbetriebener Elektroautos. Zu einem Serienfahrzeug hat dieses Engagement bislang allerdings nicht geführt. Dafür ebnete die Tesla-Beteiligung den Weg zu zwei Serienfahrzeugen. Während ein Elektro-Smart inzwischen nicht mehr angeboten wird, ist die Mercedes B-Klasse als Elektro-Variante nach wie vor erhältlich. Weiterhin bietet Daimler zwei Erdgasfahrzeuge, sechs Elektrohybride und drei Plug-in-Hybride an.

Im Wettlauf um den Durchbruch neuer, umweltschonender Antriebstechnologien mischt auch Porsche kräftig mit. Gemäß der Unternehmensmaxime „Wo Zukunft Tradition hat“ betrachtet Matthias Müller, heutiger Vorstandsvor­sitzender von Volkswagen und früherer Porsche-Chef, den Hightech-Rennsport als Entwicklungshelfer. „Es gibt wirklich genügend Beispiele, die es von der Rennstrecke in die Serie geschafft haben. Das jüngste ist der Plug-in-Hybrid“, so Müller in Anspielung auf das Engagement des Zuffenhausener Sportwagenherstellers in der Langstrecken-WM. Im zweiten Jahr hat Porsche mit dem Modell 919 Hybrid nicht nur bei der FIA-Langstrecken-Weltmeisterschaft (FIA World Endurance Championship | WEC), sondern auch bei den traditionsreichen 24 Stunden von Le Mans „alles abgeräumt“. Müller ergänzt: „Die WEC mit ihrem weitgehend offenen Hybrid-Reglement und langen Dauerlaufdistanzen ist ein ideales Entwicklungsumfeld für die Antriebszukunft.“ Porsche ist überzeugt von der Brückentechnologie, die „langfristig vielleicht sogar mehr ist“. Im Dezember 2015 hat Porsche darüber hinaus grünes Licht für die Serienproduktion des Mission E gegeben. Mit 600 PS Systemleistung, einer Beschleunigung von 0 auf 100 km/h in 3,5 Sekunden und einer Reichweite von mehr als 500 Kilometern will Porsche dem Elektro-Giganten Tesla den Kampf ansagen. Teil der Entwicklungsarbeit ist ein Schnellladesystem, das auf einer Ladeeinheit von 800 Volt basiert. Die Planungen sehen vor, 80 Prozent der Reichweite in nur 15 Minuten aufzuladen.

In Zukunft mehrere Technologien nebeneinander

Ford offeriert seinen Kunden einen Focus electric und einen Mondeo Hybrid. Opel interpretiert die Effizienzsteigerung seiner Fahrzeuge mehr im Hier und Jetzt. Die Rüssels­heimer haben die Modellpalette mit effizienten, kleinen Fahrzeugen à la Adam oder Karl erweitert. Elektrofahrzeuge bietet Opel nicht an. Die Produktion des Plug-in-Hybrids Ampera läuft aus. Dafür sind die meisten Modelle mit Flüssiggas-Antrieb (LPG) erhältlich. Die breiteste Modellpalette bietet Volkswagen: Mit den Modellen e-up und e-Golf verfügt der Wolfsburger Konzern über zwei batterieelektrisch betriebene Fahrzeuge. Ergänzt werden die Stromer durch drei Plug-in-Hybride auf den Plattformen Golf und Passat. Mit dem Audi A3 e-tron bietet die Konzernschwester ein Plug-in-Hybrid-Modell, das technisch weitgehend mit dem Golf GTE identisch ist.

Intelligente Produktionsprozesse und effektives Energiemanagement

Veränderte Rahmenbedingungen wie das Nebeneinander verschiedener Antriebstechnologien bleiben nicht ohne Auswirkungen auf die Produktionsprozesse. So hat BMW bei den i-Baureihen 3 und 8 die Abkehr von herkömmlichen Materialien beim Karosseriebau bereits vollzogen. Das Chassis besteht aus Aluminium (Drive-Modul) und die Fahrgastzelle (Life-Modul) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK). Gepaart mit einer optimalen Teilelogistik ermöglicht eine neue Familie von Verbrennungsmotoren effiziente Produktionsbedingungen bei der Herstellung klassisch angetriebener Automobile durch die Montage von Drei-, Vier- und Sechszylindermotoren an einem Band.

Alle Anbieter von Plug-in-Hybriden suchen nach der effizientesten Betriebsstrategie für die ideale Kombination aus Verbrennungsmotor und E-Maschine. Daimler passt das Energiemanagement beim neuen Mercedes S 500 Plug-in Hybrid nicht nur dem Ladezustand der Batterie an, sondern auch dem Verkehr und der Strecke. Auf Wunsch kann der Fahrer auch selbst das Kommando über das Geschehen übernehmen. Ein haptisches Fahrpedal liefert dem Fahrer Rückmeldung über den Einschaltpunkt des Verbrennungsmotors oder signalisiert per Doppelimpuls, wann er zum Rekuperieren den Fuß vom Gaspedal nehmen sollte. BMW verfährt ähnlich. Auch bei den Bayern ist es ein übergeordnetes Ziel, die beiden Antriebsarten möglichst effizient miteinander zu kombinieren und den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. In Bereichen mit niedrigen Fahrgeschwindigkeiten wie im Stadtverkehr fährt der BMW 3er eDrive deswegen bevorzugt elektrisch und nutzt den Vorteil des emissionsfreien Antriebs voll aus. Bei höheren Geschwindigkeiten oder starken Beschleunigungsvorgängen schaltet sich der Verbrennungsmotor zu. Eine sogenannte Boost-Funktion ermöglicht dabei die Überlagerung der Drehmomente beider Antriebssysteme. Zudem nutzt ein intelligentes Energiemanagement bei laufendem Verbrennungsmotor die geladene Energie für elektrischen Assist. Je nach Fahrsituation und Ladezustand der Hochvoltbatterie entlastet diese Funktion den Verbrennungsmotor und sorgt dafür, dass er in einem effizienteren Lastbereich betrieben wird.

Veränderungsprozesse bei der Produktion

Neben der Elektrifizierung des Antriebsstrangs und dem autonomen Fahren ist vor allem die Digitalisierung Treiber des Wandels in der Automobilbranche. Mercedes-Benz versteht darunter die Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette – von der Konstruktion und Entwicklung über die Produktion bis hin zu Vertrieb und Service. Markus Schäfer, Bereichsvorstand Mercedes-Benz Cars, Produktion und Supply Chain Management, dazu: „Für uns bei Daimler steht außer Frage, dass der digitale Wandel unsere Branche grundlegend verändern wird. Das gilt für die Methoden, nach denen wir unsere Fahrzeuge entwickeln, planen und bauen. Das betrifft die Art, wie wir mit unseren Kunden in Kontakt treten. Und nicht zuletzt wird der digitale Wandel an unseren Produkten selbst erfahrbar sein.“ Das Potenzial ist groß. Die intelligente Vernetzung von Mensch, Maschine und industriellen Prozessen ermöglicht flexiblere und kostengünstigere Rahmenbedingungen im Wettbewerb. Schon heute ist es so, dass in Sindelfingen praktisch nie zwei identische Fahrzeuge der S-Klasse vom Band laufen. Hinzu kommt, dass die Innovationszyklen immer kürzer werden. Und die Veränderungen gehen weiter. Am Ende steht die Vision von Mercedes-Benz, dass sich die Automobilproduktion von der Serienherstellung zur „Losgröße 1“ wandelt. Dann wird jedes Fahrzeug ganz nach dem individuellen Kundenwunsch gebaut.

Die Arbeitswelt der Zukunft wird demnach von der Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) gekennzeichnet sein. Die Federführung verbleibt beim Menschen, um die kognitive Überlegenheit des Menschen optimal mit der Kraft, Ausdauer und Zuverlässigkeit der Roboter zu verbinden. Gleichzeitig werden Produktivitätssteigerungen, Erhöhungen der Qualität und neue Möglichkeiten in Bezug auf ein ergonomisches und altersgerechtes Arbeiten realisiert. Der Weg zu einer Smart Factory mit komplett vernetzter Wertschöpfungskette scheint vorgezeichnet. Produkte, Maschinen und die gesamte Umgebung sind dann miteinander vernetzt. Teilaspekte dieser Strategie liegen in einer effizienteren Nutzung von Ressourcen wie Energie, Gebäuden oder Vorräten als Wettbewerbsfaktor. Durchgängig digitale Prozessketten bedeuten dabei auch eine fortwährende Inventur, weil Bauteile jederzeit und überall identifizierbar sind. Anlagen können von überall gesteuert werden. Schon heute kann der Autobauer den Fertigungsprozess vom Presswerk bis zur Endmontage digital simulieren und die Komplexität moderner Automobile inklusive der Fertigung beherrschen. Bei der Montage von Mercedes-Benz-Fahrzeugen werden dafür rund 4.000 einzelne Prozesse untersucht und lange vor Serienanlauf wird deren technische Machbarkeit überprüft.

Lieferanten müssen Digitalisierung vorantreiben

Veränderungsprozesse durch den digitalen Wandel betreffen nicht nur die Produktion, sondern die gesamten Konzerne. Automobilhersteller werden zu vernetzten Mobilitätsdienstleistern und dabei gilt es, die Mitarbeiter mitzunehmen. Michael Brecht, Vorsitzender des Daimler-Gesamtbetriebsrats: „Die technischen Veränderungen werden kommen. Zu ihrer Gestaltung ist eine neue Humanisierungspolitik erforderlich. Entscheidend ist, wie das Verhältnis von Autonomie und Kontrolle in der Mensch-Maschine-Interaktion gestaltet wird. Entweder: Die Menschen sagen den Maschinen, was sie tun sollen. Oder: Die Menschen bekommen von den Maschinen gesagt, was sie tun sollen. Der Schlüssel ist, dass wir die Menschen durch Qualifizierung gut darauf vorbereiten.“ Entsprechende Veränderungsprozesse bleiben nicht ohne Auswirkungen auf die Zulieferbetriebe. Schon heute erwarten die Automobilhersteller, dass die Lieferanten den eingeschlagenen Weg mitgehen. Beispiel Audi: Auf Anfrage verweist Sascha Höpfner, Pressesprecher Technologie/Innovation bei Audi, auf die Beschaffungspolitik des Unternehmens.

Demnach ist es Ziel der Audi AG, Lieferanten auszuwählen, die die Qualitätsanforderungen des Unternehmens in allen Bereichen erfüllen und dazu beitragen, das Markenversprechen „Vorsprung durch Technik“ einzulösen. Dem Beschaffungsmanagement des gesamten Volkswagen-Konzerns liegt seit 2006 das Konzept Nachhaltigkeit in den Lieferantenbeziehungen zugrunde. Vor der Abgabe eines Angebots müssen Lieferanten einen „Code of Conduct für Geschäftspartner“ (Anforderungen des Volkswagen-Konzerns zur Nachhaltigkeit in den Beziehungen zu Geschäftspartnern) grundsätzlich aktiv bestätigen.

Nachhaltigkeitsanforderungen finden zudem Eingang in den Lieferantenvertrag. Weiterhin wird konzernweit gefordert, ein Früherkennungssystem zur Identifizierung und Minimierung von Risiken entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu installieren. Zur Überprüfung findet ein Monitoring statt, das die Entwicklung von Lieferanten festhält.

Die Ingolstädter erwarten von ihren Lieferanten eine klare Haltung und eine unmissverständliche Positionierung. Wie andere Hersteller auch fordert Audi von seinen Lieferanten, ein Umweltmanagementsystem anzuwenden, bei der Produktion Gesundheits- und Umweltschäden zu vermeiden, Mitarbeitern Vereinigungsfreiheit zu garantieren, Diskriminierung nicht zu tolerieren, Kinder- und Zwangsarbeit auszuschließen sowie bei Arbeitszeiten und Vergütung den nationalen gesetzlichen Vorgaben und Mindestnormen zu genügen. Konsequenterweise erwartet Audi, dass die so nachhaltig agierenden Lieferanten gleiche Standards auch von ihren Zulieferern einfordern, so dass über die gesamte Wertschöpfungskette einheit­liche und durchgehende Standards entstehen.

Seit 2014 beinhalten die Verträge zusätzlich zu den bis dato gültigen Umwelt- und Sozialstandards ein Auditierungsrecht sowie ein Recht auf außerordentliche Kündigung bei Verstößen. Stärker berücksichtigt werden Themen wie Korruptionsbekämpfung, Geldwäsche, Import- und Exportkontrollen sowie freies Wettbewerbsrecht.

Entsprechende Regelungen entwickeln alle Hersteller kontinuierlich weiter. Mit der vollständigen Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette dürften die Vereinbarungen im Bereich der Corporate Social Responsibility um andere umfängliche Regelungen ergänzt werden.

DKG
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Institut für Kunststoffverarbeitung
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