Simultane Produkt- und Prozessentwicklung eines automatisierungsgerechten Ladestation-Outlet-Moduls (SUPPLy)

Abstract

Die Elektromobilität ist eine Schlüsseltechnologie der Zukunft, steckt jedoch noch in einer Vor-Marktphase. Die Herstellung von Ladestationen für Elektrofahrzeuge ist derzeit noch von manuellen Prozessen geprägt, ineffizient und teuer. Das physische Design und die eingesetzten Montagetechnologien sind dabei noch nicht für eine vollständige Automatisierung geeignet. Zudem ist die Marktnachfrage noch nicht hoch genug, um eine wirtschaftlich rentable vollautomatisierte Produktion zu ermöglichen. Daher zielt das Forschungsvorhaben SUPPLy darauf ab, die Produktionsprozesse für Ladestationen zu automatisieren, um die Herstellungskosten zu senken und die Effizienz zu steigern. Dies soll durch ein modulares, automatisierungsgerechtes Produktdesign und einen skalierbaren Fertigungsprozess erreicht werden. Das Hauptziel besteht darin, ein automatisierungsgerechtes Outletmodul zu entwickeln, dessen Herstellung skalierbar und zukunftsfähig gestaltbar ist. Das Forschungsvorhaben umfasst die Analyse bestehender manueller Produktionsprozesse, die Entwicklung eines Referenzplanungsprozesses für die digitale Produktentwicklung und Montage, die technische Spezifikationen und Entwicklung eines automatisierungsgerechtes Ladestationsmodul. Dabei werden kritische Kernprozesse der Montage prototypisch untersucht und die gesamte Produktionslinie mittels Methoden der digitalen Fabrik abgesichert und im virtuellen Raum abgebildet. Das Ergebnis des Projekts umfasst neben dem Muster eines automatisierungsrechten Outletmoduls sowohl einen Referenzplanungsprozess dokumentiert in einem VDMA-Einheitsblatt als auch mehrere Demonstratoren, die die technische Umsetzbarkeit unterschiedlicher, automatisierter Montageprozesse für Ladestationen nachweisen. Darüber hinaus erfolgte die digitale Planung einer skalierbaren Produktionslinie auf Basis einer Flexible Manpower Line in einer U-Shape-Anordnung. Die Umsetzung der Automatisierungsgerechtheit zeigte einen Trend zum Einsatz von Platinentechnologie und der Reduktion von flexiblen Kabeln. Durch die Manifestierung in Designregeln, lassen sich die Erkenntnisse auf mechatronische Produkte übertragen.