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| Skalierbarer Rohbau in der automobilen Kleinserienproduktion |
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Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. G. Schuh
Der internationale Automobilmarkt ist geprägt durch eine deutliche Steigerung der Nachfrage nach individueller Mobilität. Zusätzlich schreitet die Entwicklung alternativer Antriebe deutlich voran. Neben den etablierten Verbrennungsmotoren befinden sich viele verschiedene Antriebskonzepte wie beispielweise der Brennstoffzellenantrieb oder der Elektroantrieb vor der Marktreife. Insbesondere diese beiden Faktoren führen zu einer überproportionalen Steigerung der Modellvielfalt. Das Gesamtwachstum der Automobilbranche hingegen ist geprägt durch ein moderates Wachstum. Die weltweit abgesetzte Fahrzeugmenge wächst in den letzten Jahren nur moderat. Im Jahr 2011 stieg die abgesetzte Fahrzeugmenge gegenüber dem Vorjahr beispielsweise um 6%. Daraus folgt dass die abgesetzte Gesamtmenge und damit auch die Erlöse pro Fahrzeugmodelle stark sinken. Darüber hinaus ist die abgesetzte Menge der Fahrzeuge durch die unsichere Akzeptanz der Abnehmer für individuelle Fahrzeuge mit innovativer Antriebstechnologie nur schwer prognostizierbar. Durch immer kürzer werdende Produktlebenszyklen steigt zudem die Bedeutung eines schnellen und sicheren Serienanlaufs mit einer ausgezeichneten vom Kunden wahrgenommenen Produktqualität. Da die verschiedenen Modelle insbesondere bei verschiedenen Antriebskonzepten häufig ein individuelles Package und somit ei-genständige Karosseriekonzepte benötigen haben die vorher beschriebenen Faktoren eine hohe Auswirkung auf den Karosseriebau. Es ergeben sich neue zentrale Anforderungen:
• Die Karosserie Produktion von neuen Fahrzeugmodellen muss mit minimalen Investitionen sichergestellt werden können
• Der Break-even, also der Punkt, an dem Erlös und Kosten einer Produktion (oder eines Produktes) gleich hoch sind und somit weder Verlust noch Gewinn erwirtschaftet wird muss bei deutlich geringeren Stückzahlen erreicht werden
• Die Anlaufzeit muss drastisch reduziert werden – es gibt einen fließenden Übergang zwischen Serienanlauf und Produktion
• Der Karosseriebau muss bei minimalen Investitionen und „akzeptablen“ Stückkosten wandlungsfähig – insbesondere skalierbar – gestaltet werden
Um deutliche Sprünge bei der Investkostenreduktion und der Maximierung der Skalierbarkeit machen zu können ist eine ganzheitliche Betrachtung notwendig. Es können drei verschiedene Handlungsfelder defi-niert werden: Produkt, Organisation und Technologie. Die verschiedenen Handlungsfelder sind dabei kei-neswegs unabhängig. Eine hohe Bedeutung kommt der Produktgestaltung zu, die aber häufig im Rahmen der Produktionsgestaltung nur wenig beeinflussbar ist. Mit Hilfe des Konzepts der integrierten Produkt und Produktionsplanung sollen aber die Einflüsse der Produktgestaltung auf die wirtschaftliche Produzierbarkeit gezeigt werden. Der Organisation kommt eine weitere Schlüsselrolle zu, denn beispielweise Investitionen in die innerbetriebliche Logistik haben häufig einen hohen Anteil an den Gesamtinvestitionen. Die eingesetzte Technologie besteht im Wesentlichen aus der Fügetechnologie und der Vorrichtungsgestaltung. Die eingesetzte Fügetechnologie wird i.d.R. durch die Produktgestaltung festgelegt. Bereits bei der Produktgestaltung ist der anvisierte Stückzahlkorridor zu berücksichtigen, denn die Auswahl der Fertigungstechnologien bestimmt in hohem Maß die Investitionskosten. Der Vorrichtungsgestaltung ist bei der Kleinserienproduktion von sehr hoher Bedeutung. In einem Industrieprojekt zur Gestaltung einer Greenfield-Produktion für die Kleinserie von E-Fahrzeugen haben die Vorrichtungen einen Anteil von ca. 60 % an den gesamten Investitionskosten im Karosseriebau. Hier sind Ansätze für eine wandlungsfähige Gestaltung, die eine Wiederverwendbarkeit und eine Skalierbarkeit ermöglichen, von hoher Bedeutung. Als weiterer technologischer Faktor ist der Automatisierungsgrad der Fertigung zu sehen. Aktuell gibt es noch keine praktikablen Methoden, die eine Bestimmung der Stückzahl ab der eine Automatisierung sinnvoll ist.
Im Rahmen des Promotionsprojekt werden die verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten hinsichtlich ihrer Skalierbarkeit bewertet werden und ein Entscheidungsmodell für die Gestaltung des skalierbaren Rohbaus in der Kleinserienproduktion entwickelt werden, das die Wirkbeziehungen im System Karosseriebau berücksichtigt. Dabei wird die zentrale Herausforderung „schneller und stabiler Serienanlauf“ fokussiert betrachtet.
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