Montagearbeitsplätze ergonomisch gestalten: Die Zukunft der Fertigung

Lange Zeit wurden personalintensive Produktionen nach Asien verlagert, um die Fertigungskosten (unter anderem verursacht durch ergonomische Montagearbeitsplätze) möglichst gering zu halten. Dies bewährt sich auch heute noch für Massenware, allerdings nicht bei anspruchsvollen Produkten.

Montagearbeitsplätze als Kostentreiber

Insbesondere bei der Herstellung medizinischer Produkte deckte die aktuelle Corona-Pandemie die Folgen einer Produktionsverlagerung nach China oder Indien auf. Immer mehr europäische Unternehmen holen daher wenigstens Teile ihrer Produktion zurück. Damit die Produkte bezahlbar bleiben, ist die weitgehende Automatisierung der Prozesse eine wichtige Voraussetzung. Doch nicht jede Fertigung lässt sich sinnvoll automatisieren. Dies gilt vor allem für die Herstellung komplexer Produkte in kleinen Stückzahlen mit einer hohen Variabilität sowie für nicht automatisierbare Arbeitsabläufe und Sonderlösungen.

Um solche Produkte und Vorgänge auch in europäischen Ländern wirtschaftlich fertigen beziehungsweise darstellen zu können, bedarf es spezieller Montagearbeitsplätze, die sich in die digitale Arbeitswelt integrieren lassen. Diese müssen nicht nur den Mitarbeiter von körperlich anstrengenden oder monotonen Tätigkeiten entlasten, sondern auch dazu beitragen, dass die fraglichen Arbeitsprozesse sicher und fehlerfrei umgesetzt werden. Darüber hinaus ist die Montagesicherheit auch bei einem Mitarbeiterwechsel zu garantieren – ein im Hinblick auf die Qualitätssicherung entscheidender Faktor.

Vorteile moderner Montagearbeitsplätze

Zeitgemäße Handarbeitsplätze lassen sich in der Höhe und hinsichtlich der Griffweiten an den jeweiligen Werker anpassen. Sie gewährleisten damit ergonomisches und sogar behindertengerechtes Arbeiten. Da sie sich variabel an die jeweilige Tätigkeit anpassen und unkompliziert auf neue Aufgaben umrüsten lassen, amortisieren sich die Anschaffungskosten schnell. Zudem sichern die Arbeitsplätze durch die Kombination mit (teil)automatisierten Entnahme- und Beladevorrichtungen, wie dem Setago-Pick-to-Light-System oder Poka-Yoke-System von Mitsubishi, eine prozesssichere Fertigung. Selbstverständlich können solche Montagearbeitsplätze auch ESD- oder reinraumgerecht gestaltet sowie mit kollaborativen Robotern kombiniert werden.

Die Konfiguration digitalisierbarer, prozess- und maschinensicheren Montagearbeitsplätze, die zudem ergonomisch sind, erfordert umfassende Kenntnisse auf den Gebieten von Mechanik, Elektronik und Softwarelösungen. Es kann daher zeit- und kosteneffizienter sein, sich bei der Konzeption durch einen erfahrenen Anbieter wie RK Rose+Krieger unterstützen zu lassen, der nicht nur den anforderungsspezifisch gestalteten Arbeitsplatz, sondern dazu auch die Dokumentation liefert und eine gesicherte Qualität gewährleistet.

Anforderungen an den Handarbeitsplatz

Alles beginnt mit der Definition der Anforderungen gemeinsam mit dem Kunden und der Festlegung aller qualitätskritischen Arbeitsschritte. In vielen Fällen hilft es dem Kunden, sich in einem Workshop über die Möglichkeiten des Systems klar zu werden.

„Bei uns im Haus kann der Kunde mit seinem Bauteil die verschiedenen Arbeitsplätze austesten. Dabei kommt es nicht selten zu einem Aha-Erlebnis“, berichtet Hartmut Hoffmann, Geschäftsführer von RK Rose+Krieger. Die Mindener bieten neben den reinen Komponenten auch die Konstruktion und Produktion sowie die „schlüsselfertige“ Umsetzung der jeweiligen Arbeitsplatzlösung inklusive Inbetriebnahme und Schulung der Mitarbeiter des Kunden an.

Vom einfachen Arbeitstisch bis zum Montagearbeitsplatz

Das Angebot an Montagearbeitsplätzen von RK Rose+Krieger reicht von einem einfachen Arbeitstisch mit oder ohne Wechselmöglichkeiten bis hin zu einem teilautomatisierten, ergonomisch angepassten Montagearbeitsplatz mit Cobot- und ERP-Einbindung. Dabei sind die Konstrukteure aus Minden auf rein mechanische, höhenverstellbare Arbeitsplätze spezialisiert, während die Kollegen von RK-AHT die komplexeren Montagearbeitsplätze konzipieren und realisieren, bei denen entsprechende Steuerungs- und Softwarekompetenzen gefragt sind. Diese gebündelte mechanische und elektronische Kompetenz bei Montagearbeitsplätzen ist derzeit einzigartig auf dem Markt.

„Durch RK-AHT mit seinen erfahrenen Spezialisten aus Robotik, Verfahrenstechnik und Hardware- sowie Software-Entwicklung verfügen wir jetzt auch über Kompetenzen in den Bereichen Steuerungstechnik, Elektrik und Software“, so Hartmut Hoffmann, der auch die Geschäftsleitung von RK-AHT innehat.

Große Bandbreite an unterstützenden Systemen

Zur Sicherung der Produktqualität können die Arbeitsplätze mit verschiedenen Assistenzmodulen ausgerüstet werden. Bei der Ausstattung der Montagearbeitsplätze beispielsweise mit Cobots oder Poka-Yoke-Systemen kooperiert RK Rose+Krieger seit kurzem mit Mitsubishi Electric, die Motoren, Steuerungen, Roboter und Visualisierungen für die digitalisierten Montagearbeitsplätze liefert

Weitere Assistenzsysteme sind das Setago-Pick-to-Light-System oder der „Schlaue Klaus“ von Optimum Datamanagement Solutions. Die Pick-to-Light-Entnahme gewährleistet beispielsweise, dass der Werker immer die korrekten Bauteile in der richtigen Reihenfolge montiert. Die Sensorlösung zeigt über ein Lichtsignal das zu entnehmende Bauteil an und meldet die Entnahme automatisch zurück. Das Poka-Yoke-System, das typischerweise in Behindertenwerkstätten genutzt wird, setzt zur Fehlervermeidung zusätzlich auf Klappensteuerung. Damit kann der Werker nur das zur Montageaufgabe und -reihenfolge passende Teil greifen. Die Rückmeldung erfolgt automatisch oder manuell.

Kognitives Assistenzsystem im Einsatz

Das kognitive Assistenzsystem „Schlauer Klaus“ führt den Werker mithilfe intelligenter Bilderkennung und -verarbeitung durch die einzelnen Montageschritte, prüft die Lage der Teile und die korrekte Montage, zeigt Fehler an und sichert damit aktiv die Qualität der gefertigten Baugruppen. Zur Entlastung des Werkers von monotonen, körperlich belastenden oder gefährlichen Aufgaben können Montagearbeitsplätze mit kollaborativen Robotern, sogenannten Cobots ausgerüstet werden. Sie arbeiten mit dem Werker zusammen, reichen ihm Material an oder legen fertige Teile ab.

Die Rückholung großer Teile personalintensiver Produktion nach Europa gelingt mit Hilfe digitalisierbarer Montage­arbeitsplätze. Dabei verursacht die Anschaffung eines individuellen, anforderungsspezifischen Arbeitsplatzes zwar zunächst höhere Kosten als ein aus Standardbausteinen in Eigenregie zusammengestellter Handarbeitsplatz. Im alltäglichen Gebrauch amortisiert sich diese Investition jedoch in kürzester Zeit durch eine höhere Produktivität und eine bessere Mitarbeitergesundheit und -zufriedenheit.

Der Autor Bernd Klöpper ist Marketingleiter bei der RK Rose+Krieger GmbH.

Lesen Sie auch: KI in der Fertigung: So klappt die Implementierung