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Agiles Produktionssystem: E-Motoren flexibel und wirtschaftlich fertigen

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Heute werden E-Motoren zumeist entweder teilautomatisiert in niedriger Stückzahl und mit geringer Produktivität gefertigt oder aber in hochspezialisierten und sehr unflexiblen Transferstraßen. Das Projekt AgiloDrive will hier Abhilfe schaffen.

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Mit neuer Fertigungstechnologie entstanden: Statorprototypen mit kompakter Flachdraht-Wicklung.
Mit neuer Fertigungstechnologie entstanden: Statorprototypen mit kompakter Flachdraht-Wicklung.
(Bild: Gehring)

Ziel des Forschungsprojekt AgiloDrive ist ein neuartiges, agiles Produktionssystem, das auf modularen produkt- und produktionsspezifischen Technologien basiert. „Auf diese Weise wollen wir es möglich machen, künftig Elektromotoren so zu flexibel zu produzieren, dass eine Herstellung verschiedenster Varianten, Technologien und Stückzahlen jederzeit möglich ist – bei wirtschaftlichem Betrieb. Hierdurch können kostensenkende Skaleneffekte auch über verschiedene Produktbaureihen und Fertigungstechnologien hinweg genutzt werden", so Professor Jürgen Fleischer, Leiter des wbk Institut für Produktionstechnik des KIT.

Das wandlungsfähige System, zeichnet sich durch modulare Bearbeitungsmodule, einheitliche Schnittstellen und Skalierungskonzepte aus. Somit kann es flexibel auf veränderliche Markt- und Technologieanforderungen reagieren. Dies senkt das unternehmerische Risiko, da sich Investitionen durch die modulare Struktur dynamisch an die tatsächliche Nachfrage anpassen lassen und auch über verschiedene Produktbaureihen und Fertigungstechnologien hinweg Kosten eingespart werden können. „Somit lässt sich die Elektromobilität trotz volatiler Märkte wirtschaftlich in die Energie- und Mobilitätswende integrieren“, sagt Professor Thomas Hirth, Vizepräsident des KIT für Innovation und Internationales.

Das Projektteam arbeitet zeitgleich an drei Teilprojekten: zum einen an einem integrierten Produktbaukasten, der auf modularen, zukunftsrobusten Baukastenstrukturen sowie flexiblen Entwicklungs- und Auslegungsmethoden basiert. Das zweite Teilprojekt befasst sich mit den notwendigen Strukturen und Technologien der flexiblen Systeme. Im dritten Teilprojekt wird – nach den Methoden des agilen Projektmanagements – eine Einführung des Produktionssystems angestrebt, sodass die Erkenntnisse des Forschungsvorhabens entwicklungsbegleitend im industriellen Maßstab umgesetzt werden können.

Darüber hinaus werden die Teillösungen sowie das Gesamtsystem des agilen Produktentstehungs- und Produktionsprozesses sowohl technisch als auch wirtschaftlich validiert. „Investitionen in Fertigungseinrichtungen müssen wirtschaftlich sein. Dafür muss eine langfristige hohe Auslastung sichergestellt sein, auch wenn die von den Kunden abgerufenen Volumen für einzelne Anwendungen volatil bleiben“, sagt Thomas Pfund, Leiter des Geschäftsbereichs E-Motoren und Leistungselektronik bei Schaeffler Automotive.

An den Bauraum angepasster Elektromotor für vollelektrische Fahrzeuge.
An den Bauraum angepasster Elektromotor für vollelektrische Fahrzeuge.
(Bild: Schaeffler)

Die Ergebnisse sollen der Industrie zugänglich gemacht werden, um die Lösungsansätze in weiteren, eigenfinanzierten Projekten schnell in die Anwendung zu bringen. „Insbesondere mittelständische Maschinen- und Anlagenbauer sowie Zulieferer können mit dem agilen Produktionssystem den Transformationsprozess hin zur Elektromobilität erfolgreich vollziehen und an den neuen Märkten partizipieren“, so Dr. Sebastian Schöning, CEO von Gehring Technologies.

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