So macht Ford die E-Auto-Produktion um 40 Prozent schneller

Ford führt in seinem Werk Louisville ein vollständig neues Produktionssystem ein. Dort soll ab 2027 der elektrische Midsize-Pick-up Ford Fathom gefertigt werden. Bestandteil der rund zwei Milliarden US-Dollar schweren Modernisierung des Werks, die Ende 2025 begann, ist das sogenannte Universal EV Production System (UEVPS). Nach Angaben des Herstellers vereinfacht es den Montageprozess grundlegend. Die Vorserienfertigung soll im ersten Quartal 2026 starten, die Produktion von Kundenfahrzeugen Mitte desselben Jahres anlaufen.

Kern des neuen Ansatzes ist die Abkehr von der klassischen Fließbandmontage. Statt eines durchgehenden Förderbands organisiert Ford die Fahrzeugmontage als „Assembly Tree“ (Montagebaum). Drei Fahrzeugsegmente werden parallel aufgebaut und erst später zusammengeführt: Vorderwagen, Hinterwagen sowie ein drittes Modul mit Struktur-Batterie, Sitzen, Mittelkonsole und Teppichen. Die Baugruppen werden den Mitarbeitenden montagegerecht als vorkonfektionierte Kits bereitgestellt. Alle Komponenten befinden sich bereits in der richtigen Ausrichtung, inklusive Verbindungselementen, Scannern und Werkzeugen.

Ergonomische Vorteile für die Montage

Durch die parallele Fertigung der drei Hauptsegmente verbessert sich der Zugang zu den jeweiligen Arbeitsbereichen erheblich. Mehr Beschäftigte können gleichzeitig an einem Fahrzeug arbeiten, was die Montagezeit verkürzt. Ford verweist dabei auf typische Montagevorgänge wie den Sitzeinbau: In konventionellen Fahrzeugstrukturen müssen Mitarbeitende durch Türöffnungen greifen und innerhalb der Karosserie arbeiten. Im UEV-Produktionssystem wird der Sitz direkt am Heckmodul montiert, bevor die Fahrzeugstruktur die Zugänglichkeit einschränkt. Ähnlich verhält es sich bei der Instrumententafel. Da sie die höchste Bauteildichte eines Fahrzeugs aufweist, profitieren Mitarbeitende von einer freien Sicht und einem direkten Zugang zum Vormodul, was die Installation erleichtert.

Ford verlagert Lincoln-Produktion in die USA

Ford will die Produktion seiner Premiummarke Lincoln ab 2030 in den USA ausbauen und die Fahrzeugimporte aus China für den US-Markt schrittweise beenden. Der Konzern erwartet dadurch zusätzliche Arbeitsplätze und stärkt seine Fertigungsbasis in Nordamerika.

Die drei Karosserie-Hauptsegmente werden erst dann zusammengefügt, wenn ein Großteil der Komponenten bereits installiert ist. Möglich wird dies unter anderem durch großformatige Aluminium-Gussteile („Unicastings“), die zahlreiche zuvor einzeln gestanzte und verschweißte Bauteile ersetzen und zwei der Hauptstrukturmodule bilden. Für die neue Montagemethode wurden die Beschäftigten bereits im New Model Product Development Center (NMPDC) geschult.

40 Prozent schnellere Fathom-Montage

Im Zuge der Neuausrichtung überarbeitete Ford auch verschiedene Fahrzeugkomponenten, um die Montage weiter zu vereinfachen und Kosten zu reduzieren. Jedes Unicasting bildet eine eigenständige tragende Struktur und muss nicht erst zu einer vollständigen Rohkarosserie verschweißt werden. Auf der dritten Montagelinie werden die Interieur-Komponenten direkt auf dem Batteriepaket installiert, das zugleich als Fahrzeugboden dient. Erst danach wird die Batterie von unten in das Fahrzeug integriert.

Laut Ford ermöglicht das UEVPS eine um 40 Prozent schnellere Montage des Fathom im Vergleich zu den aktuell in Louisville produzierten Fahrzeugen. Einen Teil dieses Zeitgewinns investiert das Unternehmen erneut in Automatisierung und zusätzliche Eigenfertigung, um Qualität und Kosten weiter zu verbessern. Unter dem Strich soll die Endmontage des Fathom rund 15 Prozent schneller erfolgen als bisherige Produktionsprozesse am Standort.

Für die Endmontage wurden mehr als 5.000 Meter Fördertechnik installiert. Darüber hinaus entstand eine rund 21.500 Quadratmeter große Produktionsfläche für die neue Fertigungsausrüstung.

Software-Updates bereits während der Montage

Erstmals setzt Ford auf eine sogenannte „Module Flash Station“. Dort erhalten Steuergeräte bereits vor der Installation die aktuellste Softwareversion. Bisher erfolgte dieser Schritt erst nach der vollständigen Fahrzeugmontage. Mussten Fehler behoben werden, benötigte jedes Fahrzeug zusätzliche Bearbeitungszeit von etwa zehn Minuten. Mithilfe eines privaten 5G-Netzes können Qualitätsprüfungen bereits während der Fahrt der Fahrzeugmodule durch die drei Montageäste erfolgen.

Parallel dazu hat Ford die WLAN-Infrastruktur im Werk massiv ausgebaut. Die Zahl der Access Points stieg von 385 auf 1.080. Zum Einsatz kommt WiFi 7, das laut Unternehmen eine deutlich höhere Geschwindigkeit und Ausfallsicherheit bietet. Dadurch sollen zusätzliche Qualitätskontrollen direkt im Produktionsprozess möglich werden.

Neuer Ansatz beim Batteriepaket

Parallel zur Fertigungsoptimierung arbeitet Ford an einer effizienteren Batteriekonstruktion. Ziel ist es, mit kleineren und kostengünstigeren Batterien größere Reichweiten zu erzielen. Nach Unternehmensangaben macht die Batterie durchschnittlich rund 40 Prozent der Kosten eines Elektrofahrzeugs und mehr als ein Viertel seines Gewichts aus.

Alan Clarke, Vice President Advanced Development Projects bei Ford und Entwickler des UEV Production Systems, betont, dass Fahrzeugentwicklung und Produktion von Beginn an gemeinsam gedacht wurden. Dazu erhielten die Ingenieurteams sogenannte „Bounties“: Kennzahlen für Faktoren wie Fahrzeuggewicht oder Luftwiderstand, die direkt Einfluss auf Effizienz, Reichweite und Batteriekosten haben.

Produziert werden die Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) des Fathom im BlueOval Battery Park in Michigan auf Basis einer von CATL lizenzierten Technologie. Die Batterien kommen ohne Nickel und Kobalt aus und basieren auf einer kostengünstigeren Zellchemie. Das von Ford entwickelte prismatische Batteriepaket nutzt zudem eine Cell-to-Structure-Architektur, bei der die Batterie selbst zu einem tragenden Bestandteil der Fahrzeugstruktur wird.

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Eine mehrlagige, einteilige flexible Leiterplatte integriert sowohl Hoch- und Niedervoltverbindungen als auch Temperatursensorik. Dadurch lassen sich hunderte Kabel und Stromschienen in einem Bauteil zusammenfassen. Laut Clarke reduziert dieses Konzept Kosten, Gewicht und Bauraum des Batteriepakets.

Weniger Bauteile, höhere Qualität

Auch die Fahrzeugarchitektur wurde konsequent auf geringere Komplexität ausgelegt. Im Vergleich zu einem typischen Fahrzeugprogramm weist der Fathom laut Ford 50 Prozent weniger Verbindungen und 20 Prozent weniger Einzelteile auf. Zusätzlich ersetzen Schnellverbindungen („Quick Connects“) zahlreiche bislang verwendete Klemmsysteme. Das soll die Wahrscheinlichkeit fehlerhafter Verbindungen reduzieren. Der Kabelbaum konnte dadurch um mehr als 1.200 Meter verkürzt werden und wiegt fast zehn Kilogramm weniger als in der ersten SUV-Generation der Ford-Elektrofahrzeuge.

Zeitgewinne aus dem neuen Produktionssystem nutzt Ford zudem für eine stärkere Eigenentwicklung und Automatisierung. Die neue Elektronikarchitektur umfasst eine fünffach höhere Eigenfertigung von Modulen und verschafft dem Unternehmen damit deutlich mehr Kontrolle über kritische Halbleiterkomponenten. Die Elektronikteams von Ford haben nach Unternehmensangaben bereits 35 Millionen Steuergeräte entwickelt. Dazu zählt auch ein zentraler High-Performance-Computer, der Infotainment, Fahrerassistenzsysteme (ADAS), Audiofunktionen und Vernetzung in einer einzigen Recheneinheit bündelt. Gleichzeitig wurde die Gesamtzahl der physischen Steuergeräte im Fahrzeug reduziert. Dieser Ansatz soll die Kosten pro Modul um zehn bis 15 Prozent senken.

Mit der Kombination aus paralleler Montage, neuer Fertigungsarchitektur und überarbeitetem Batteriepaket verfolgt Ford das Ziel, den Fathom schneller, günstiger und qualitativ hochwertiger zu produzieren. Nach dem Hochlauf der Serienfertigung will das Unternehmen die Erfahrungen aus Louisville auswerten und prüfen, welche Elemente des Konzepts sich auf weitere Werke in Nordamerika und anderen Regionen übertragen lassen.