Fahrerlos zum Prüfstand

Der unabhängige Motorenhersteller Deutz mit Hauptsitz in Köln ist spezialisiert auf Dieselmotoren in ganz unterschiedlichen Leistungsklassen. Eingebaut werden die Antriebe vor allem in mobile Arbeitsmaschinen, Landmaschinen, Nutzfahrzeuge und Schiffe. Der Deutz-Konzern ist stolz darauf, bei der Technologie für Emissionsreduzierung führend zu sein. Um diesen Qualitätsanspruch aufrecht zu erhalten, wird bei 100 Prozent der Motoren ein Heißtest durchgeführt. Sollte ein Motor nicht in Ordnung sein, verlässt er das Prüffeld nicht. Im Prüffeld Werk Porz gibt es drei Prüffeldbereiche, von denen zwei Prüffelder von FTF versorgt werden. Innerhalb des in sich geschlossenen Systems werden die Motoren mit Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) mit aufgesetzter Rollenbahn bewegt. Dabei stehen die fertigen Motoren auf speziell ausgestatteten Prüfpaletten.

„Es ist gelungen, durch die gute Kommunikation aller Beteiligten den engen Zeitplan für die Realisierung des neuen FTS einzuhalten. Das hätte nicht jeder Lieferant geschafft.“

Daniel Wittayer, Projektleiter FTS, Deutz AG

Schon ab 1992 arbeitete in diesem Bereich ein Fahrerloses Transportsystem (FTS). „Dieses System mit seinen neun Fahrzeugen, die ihren Weg entlang eines im Boden eingelassenen Leitdrahts fanden, war in die Jahre gekommen. Das führte zu vermehrten Verfügbarkeitsengpässen“, schildert der heutige Projektleiter FTS bei der Deutz AG, Daniel Wittayer, die ehemalige Situation.

Denkbar kleines Zeitfenster

Die Installation der Neuanlage mit neun fahrerlosen Phoenix R-2,0 Mr war für die Mitarbeiter der Ludwigsburger MLR System GmbH eine gewaltige Herausforderung, weil für die Arbeiten vor Ort nur sehr kleine Zeitfenster zur Verfügung standen. Die ersten vier Fahrzeuge für die Prüffeldhälfte 2 wurden vor Ostern 2015 zum Testbetrieb geliefert. Die Inbetriebnahme geschah am Dienstag nach Ostern, dann erfolgte die Übergabe an Deutz. Die restlichen fünf Fahrzeuge lieferte MLR vor Pfingsten. Es folgten die Testwochenenden. Am Dienstag nach Pfingsten wurden die Inbetriebnahme und die Integration in die Anlage durchgeführt. In diesem Zeitraum wurde auch das neue FTS-Leitsystem LogOS von MLR an die IT-Infrastruktur von Deutz angebunden. Dies alles geschah ohne Betriebsunterbrechung bei Zwei-, respektive Dreischicht-Betrieb und gelegentlich auch während der Produktion an Wochenenden.

Entscheidung für die Magnetnavigation

Von Anfang an stand für Deutz fest, bei der neuen Anlage im Prüffeld eine leitdrahtlose Spurführung der Fahrzeuge einzusetzen, allein schon wegen ihrer Flexibilität bei Fahrkursänderungen. Sie ist heute als Magnetnavigation und auch als Lasernavigation ausgereift verfügbar. Dazu Daniel Wittayer: „Für die Anlage in der Motorenmontage in der Nachbarhalle hat uns MLR die Lasernavigation mit umlaufendem Laserstrahl und im Umfeld angebrachten Reflektoren geliefert. Da wir es aber im Prüffeld mit einem höheren Verschmutzungsgrad zu tun haben, beispielsweise durch Öldämpfe, haben wir uns in diesem Fall für die Magnetnavigation entschieden. Sie ist unempfindlicher gegen Licht, Wärme, Erschütterungen und Verschmutzungen.“ Bei der Magnetnavigation werden zum einen der tatsächlich zurückgelegte Weg mit Hilfe spezieller Messräder (Odometrie) und zum anderen die Richtungsänderungen des Fahrzeugs mit einem hochpräzisen Faserkreiselkompass erfasst. Aus den Messergebnissen errechnet die Software des Fahrzeugrechners die relative Position des Fahrzeugs und speichert sie. Als Bezugspunkte sind kleine Magnete im Boden eingelassen. Ein am Fahrzeug angebrachter Magnetsensor misst beim Überfahren eines Magneten die relative Posi­tion des Fahrzeugs zum Magneten. Der gespeicherte und der gemessene Positionswert werden verglichen und führen gegebenenfalls zu einer Kurskorrektur.

Einige Komponenten der ursprünglichen Anlage blieben beim Umbau zum neuen System erhalten, zum Beispiel die stationären Förderstrecken. Auch die in den alten FTF verwendete Nickel-Cadmium-Technologie hat man übernommen und in die neuen batterieelektrisch angetriebenen Fahrzeuge integriert.

Acht aktiv, ein FTF auf Stand-by

Das Prüfen der Motoren dauert je nach Baureihe zwischen 9,8 und 12,9 Minuten. Dank der acht aktiven fahrerlosen Fahrzeuge, die ihre Fahraufträge vom FTS-Leitsystem LogOS über das Deutz-eigene Breitbandfunksystem erhalten, ist die FTF-Transportleistung auf 30 Motoren pro Stunde je Prüffeldhälfte ausgelegt. Das neunte Fahrzeug wartet im Hot-Standby-Modus an einer Ladestation und wird verschiedentlich gegen ein anderes, in Arbeit befindliches Gerät ausgetauscht. Hierzu bedarf es lediglich eines Mausklicks.

Nach dem bestandenen Prüflauf bringen die FTF die Motoren zur Entleerstation und später zum Abrüsten. Stellt man bei einem Prüfling Mängel fest, wird er mit dem FTS zu einem der Revisionsplätze transportiert, dort bearbeitet und zurück zu einer freien Prüfstation gebracht.

Langsamer, aber effizienter

Die FTF transportieren die Prüflinge mit ihrem Rollenförderer

Obwohl die neuen automatischen Fahrzeuge mit 0,6 m/s langsamer fahren als ihre Vorgänger, erbringen die MLR-FTF eine höhere Durchsatzleistung. Daniel Wittayer verdeutlicht: „Zum einen machen sich höhere Geschwindigkeiten bei den kurzen Strecken zeitlich kaum bemerkbar. Zum anderen haben wir die Fahrstrategien intelligenter gestaltet. In der Vergangenheit mussten die Fahrzeuge den Parcours verlassen, um sich in einer Ladestation ihre Nickel-Cadmium-Akkus aufladen zu lassen. Heute erfolgt das Laden über Ladekontakte im Boden, die im Zuge des Umbaus von uns entlang der Fahrstrecke installiert wurden. Das spart enorm Zeit und erhöht die Verfügbarkeit.“ Außerdem, so berichtet der Projektleiter weiter, fahren die FTF wegstreckenoptimiert, und sie sparen zudem Fahrzeit ein, indem sie kurz vor einem Engpassfahrziel in Wartestellung gehen, um schneller an der vorgegebenen Stelle zu sein. „Schließlich fahren wir so oft es geht Doppelspiele, um Leerfahrten zu vermeiden“, so Daniel Wittayer. „Ein Motor wird nur zum Prüfstand gebracht, wenn ein anderer abgeholt werden kann.“ Diese Strategien hatte MLR während der Planungsphase zusammen mit den Fachleuten von Deutz im Vorfeld über Simulationen ermittelt.

Dass die neuen MLR-Fahrzeuge nicht mit optischen oder lasergestützten Sicherheitssystemen, sondern mit einem taktilen System, nämlich vorn, hinten und seitlich mit Softbumpern ausgestattet sind, hat einen einfachen Grund: „Dieses räumlich dichte Fahrverhalten auf Flächen, die auch von den Mitarbeitern genutzt werden, würde bei optischen Sicherheitssystemen häufiger zu ungewollten Fahrzeugstopps führen“, beschreibt Daniel Wittayer die Situation. „Hinzu kommt als Vorteil die geringe Verschmutzungssensibilität der taktilen Sicherheitssysteme. Durch die geringe Geschwindigkeit der FTF sind die Mitarbeiter ausreichend geschützt.“

Seit den Tagen nach Pfingsten 2015 arbeitet das neue FTS unter Volllast und zur Zufriedenheit von Deutz, wie Alfred Jaeger, der Leiter des Prüffelds, bestätigt. „MLR war die richtige Wahl und überzeugte uns durch die Technik und den Preis.“

Wolfgang Degenhard