Die Produktion eines Fahrzeugs folgt einer klaren Logik,
auch im Zusammenspiel von Automatisierung und menschlicher Arbeit. Im Presswerk
und im Karosseriebau dominieren hochautomatisierte Prozesse, in denen
Mitarbeitende vor allem überwachende, steuernde und instandhaltende Aufgaben
übernehmen. Auch die Lackiererei ist heute weitgehend robotisiert. Menschen
sind dort meist in Randprozesse wie der Vorbereitung, Qualitätssicherung oder
bei Sonderfällen eingebunden.
Mit dem Übergang in die Montage verändert sich dieses
Bild grundlegend. Je näher das Fahrzeug seiner finalen Konfiguration kommt,
desto stärker steigt der menschliche Anteil an den Prozessen.
Variantenvielfalt, manuelle Fügeaufgaben, Qualitätsentscheidungen und
ergonomisch anspruchsvolle Tätigkeiten machen die Montage bis heute zum
personalintensivsten Bereich der Fahrzeugproduktion.
Automatisierungsgrad liegt zwischen 20 und 35 Prozent
Gleichzeitig ist die Montage jener Bereich, in dem
Automatisierung lange Zeit am wenigsten schnell vorankam. Nicht fehlende
Technik war dafür ausschlaggebend, sondern die Rahmenbedingungen: häufige
Produktänderungen, komplexe Lagebezüge, eine enge Abhängigkeit von
Materialbereitstellung und Qualitätssicherung sowie die unmittelbaren
Auswirkungen von Abweichungen auf Takt, Durchlaufzeit und Ausbringung.
Diese strukturelle Zurückhaltung spiegelt sich auch im
Automatisierungsgrad wider. „Der Automatisierungsgrad in der Endmontage liegt
in Westeuropa heute je nach Werk und Produkt zwischen 20 und 35 Prozent und
damit deutlich unter dem Niveau von Karosseriebau und Lackiererei“, ordnet Werner
Geiger, Geschäftsführer der Agamus Consult, ein. Innerhalb der Endmontage seien
vor allem Bereiche mit schweren oder stark standardisierten Tätigkeiten
automatisiert, etwa die sogenannte Hochzeit des Antriebsstrangs, Prüfstände und
Tests sowie die Verglasung.
Diese Ausgangslage hat sich in den vergangenen Jahren
weiter zugespitzt. Der Kostendruck steigt, während Volumina und Modellmix immer
schwerer planbar werden. Gleichzeitig verschärft sich der Fachkräftemangel.
Schichtbetrieb und körperlich belastende Tätigkeiten sind von Natur aus nicht
jedermanns Sache. Hinzu kommt die Parallelfertigung unterschiedlicher Antriebskonzepte.
Verbrenner-, Hybrid- und Elektrofahrzeuge laufen zunehmend über dieselben
Montagelinien, allerdings mit unterschiedlichen Bauraumkonzepten, Prozessfolgen
und Qualitätsanforderungen.
Der Kostendruck bremst die Automatisierung
Aus strategischer Sicht bremst in Westeuropa vor allem
der Kostendruck den weiteren Ausbau der Montageautomatisierung, ergänzt Pedro
Pacheco, Vice President Analyst bei Gartner. Ihm zufolge arbeiten Werke bereits
mit Überkapazitäten und sehen deshalb kurzfristig keinen wirtschaftlichen
Zwang, zusätzliche Automatisierung zu installieren. Deutlich dynamischer
entwickle sich die Lage hingegen in China sowie bei neuen Marktteilnehmern und
einzelnen Greenfield-Projekten etablierter OEMs. Dort werde Automatisierung als
strategisches Zukunftsthema verstanden und entsprechend konsequent
vorangetrieben.
Automatisierung wird in diesem Umfeld weniger als Mittel
zur maximalen Effizienz verstanden, sondern als Instrument zur Stabilisierung
und Beherrschung der Montage. OEMs und Zulieferer setzen auf Lösungen, die sich
in bestehende Linien integrieren lassen, Variantenwechsel softwareseitig
abbilden und schrittweise ausbauen lassen. Dabei bleibt der tatsächliche
Automatisierungsgrad in der Endmontage vergleichsweise niedrig und steigt
bislang eher inkrementell als sprunghaft, insbesondere im Vergleich zu Karosseriebau
und Lackiererei. Montageautomatisierung entwickelt sich damit von einer
punktuellen Maßnahme zu einem strukturellen Gestaltungsprinzip.
Flexible Montagelinien ohne Festlegung als Ziel
Ein zentrales Ziel moderner Montageautomatisierung ist
es, Produktionslinien von einer festen Produktlogik zu entkoppeln. Statt Linien
für einzelne Modelle oder Antriebsarten auszulegen, werden Prozesse so
gestaltet, dass sie innerhalb eines definierten Variantenraums flexibel
bleiben. In der Praxis stößt dieser Ansatz jedoch dort an Grenzen, wo das
klassische Fließbandprinzip die stabile Beherrschung der OEE erschwert und
Störungen automatisierter Stationen unmittelbare Auswirkungen auf große Teile
der Linie haben. Automatisierung kann gezielt dort eingesetzt werden, wo sie
Wiederholgenauigkeit, Prozessstabilität und Ergonomie verbessert. Wo Varianz
unnötig verkompliziert, bringt sie keinen Mehrwert.
Ein prägnantes Beispiel ist die automatisierte Hochzeit
im VW-Werk Emden. Der Fügevorgang zwischen Karosserie und Antriebsstrang ist
dort vollständig automatisiert und elektronisch gesteuert. Das System erkennt
das ankommende Fahrzeug und passt Greifpunkte, Bewegungsprofile und
Fügestrategien automatisch an. Unterschiedliche Fahrwerks- und
Batterievarianten lassen sich so ohne manuelle Umrüstung auf derselben Linie
verarbeiten.
Modularität schafft Investitionssicherheit
Solche Anwendungen stehen für einen grundlegenden Wandel.
Statt durchgehender Vollautomatisierung entstehen modulare
Automatisierungsstationen mit klar abgegrenzten Aufgaben. Diese Inseln lassen
sich in bestehende Linien integrieren, pilotieren und bei Bedarf erweitern oder
neu konfigurieren. Für OEMs bedeutet das mehr Investitionssicherheit in einem
Umfeld unsicherer Absatzprognosen.
„Treiber dieser Entwicklung sind vor allem flexible,
modulare Automatisierungskonzepte, die sich durch digitale Inbetriebnahme,
Simulation und digitale Zwillinge besser absichern lassen und damit das
Investitionsrisiko senken“, erklärt Marktexperte Geiger. Gleichzeitig spiele
die Anlagenverfügbarkeit eine zentrale Rolle. „Fällt eine vollautomatisierte
Station aus, stehen im Zweifel nicht nur ein Prozess, sondern große Teile der
Linie inklusive der Mitarbeitenden.“
Entscheidend ist dabei auch die Prozessgestaltung.
Automatisierungsfreundliche Montage erfordert klare Lagebezüge, definierte
Fügepunkte und eine bewusste Bündelung von Varianten. Je früher Produkt- und
Prozessdesign auf Automatisierung ausgelegt werden, desto geringer ist der
spätere Integrationsaufwand. Grenzen sieht Geiger dort, wo
Kosten-Nutzen-Verhältnisse nicht aufgehen, die Variantenvielfalt zu hoch ist
oder feinfühlige Tätigkeiten gefragt sind. Auch das klassische Fließbandprinzip
erschwere in vielen Fällen die Beherrschung der OEE.
KI-gestützte Sequenzierung und Entscheidungslogik an der
Station
Mit wachsender Variantenvielfalt steigt die Komplexität
an den einzelnen Montagearbeitsplätzen. Welche Teile werden wann benötigt? In
welcher Reihenfolge sollten Arbeitsschritte erfolgen, um Taktzeit, Qualität und
Ergonomie zu optimieren? Klassische, statisch geplante Sequenzen stoßen hier an
ihre Grenzen. Künstliche Intelligenz gewinnt deshalb in der Montage an
Bedeutung, weniger als autonomes System, sondern als datenbasierte
Entscheidungslogik. KI-gestützte Anwendungen analysieren Prozess-, Qualitäts-
und Werkzeugdaten in Echtzeit und unterstützen die Ablaufsteuerung direkt an
der Station. Entscheidungen über Reihenfolgen, Nacharbeit oder das Überspringen
einzelner Schritte lassen sich so situativ treffen.
Ein Anwendungsfeld ist die KI-gestützte Qualitätsprüfung
in der Montage. BMW setzt in mehreren Werken KI ein, um Abweichungen frühzeitig
zu erkennen und automatisiert zu bewerten. Die Entscheidung, ob ein Fahrzeug
weiterläuft oder in eine Nacharbeit geht, beeinflusst unmittelbar die weitere
Prozessfolge. „KI hilft in der Montage heute vor allem dort, wo Prozesse stabil
sind und qualitativ hochwertige Daten vorliegen, etwa in der kamerabasierten
Qualitätsprüfung oder bei der Auswertung von Schraubdaten“, sagt Geiger. In der
Praxis gehe es dabei überwiegend um Unterstützung, etwa um Anomalien schneller
zu erkennen und zu priorisieren, nicht darum, dass KI die Montage eigenständig
steuert.
Marktkenner Pacheco warnt vor überzogenen Erwartungen.
Autonome Maschinen, Roboter oder AGVs, die in Echtzeit durch ein
vorausschauendes System gesteuert werden, seien zwar ein mögliches
Zukunftsbild, würden heute jedoch häufig überschätzt. Ohne standardisierte
Prozesse und saubere Daten werde von KI oft ein Wunder erwartet, „obwohl man
erst das Gehen lernen muss, bevor man rennt.“ Voraussetzung für den sinnvollen
KI-Einsatz bleibt daher eine belastbare Datenbasis. Werkzeugkurven, Bild- und
Sensordaten, Prozesszeiten und Material-IDs müssen sauber erfasst und
rückverfolgbar sein. Ebenso wichtig ist Governance. Welche Entscheidungen darf
das System autonom treffen, welche erfordern menschliche Freigabe? In der
Montage entscheidet nicht die Komplexität des Modells, sondern die Stabilität
des Ergebnisses.
Kosteneffiziente Automatisierung statt Großinvestition
Neben der technologischen Entwicklung verändert sich auch
der wirtschaftliche Ansatz der Montageautomatisierung. Großprojekte mit hohen
Investitionsvolumina und langen Amortisationszeiten passen immer seltener zu
volatilen Märkten. Viele OEMs und Zulieferer setzen daher auf inkrementelle
Automatisierung. Dieser Ansatz prägt vor allem etablierte Werke in Europa und
Nordamerika, während neue Marktteilnehmer und mehrere chinesische OEMs bewusst
deutlich stärker auf umfassende Automatisierung setzen.
Einzelne Prozesse werden automatisiert, im laufenden
Betrieb erprobt und bei Erfolg skaliert. Kollaborative Roboter, autonome mobile
Roboter und standardisierte Automatisierungsmodule ermöglichen einen
vergleichsweise niedrigen Einstieg. Automatisierung wird damit zu einem
kontinuierlichen Entwicklungsprozess statt zu einem einmaligen Umbau.
„Wir beobachten klar einen Wandel weg von großen, stark
spezialisierten Automatisierungsprojekten hin zu modularen und inkrementellen
Lösungen“, bestätigt Geiger. Treiber seien unter anderem die steigende
Volatilität der Märkte, das Risiko von Sunk Costs und die bessere Möglichkeit,
Anlagenkonzepte über Modellgenerationen hinweg weiterzuverwenden. Auch
Flächenproduktivität und Risikominimierung spielten eine zunehmende Rolle, da
sich Störungen in hochautomatisierten Linien schnell fortpflanzen können.
Brownfield-Ansatz mit schrittweiser Automatisierung
Ford verfolgt in der Montage beispielsweise konsequent
einen Brownfield-Ansatz und integriert Automatisierung schrittweise in
bestehende Linien, etwa durch mobile Robotik und modulare Assistenzsysteme.
Auch bei Zulieferern zeigt sich dieser pragmatische Ansatz. ContiTech hat im
Werk Hannover-Vahrenwald eine automatisierte Fertigungszelle aufgebaut, die
mehrere Prozessschritte kombiniert, während eine manuelle Sicht- und
Maßkontrolle bewusst erhalten bleibt.
Pacheco weist allerdings darauf hin, dass dieser Trend
nicht global einheitlich verläuft. Während finanzielle Engpässe und Überkapazitäten
bei vielen etablierten OEMs in Europa und Nordamerika zu Zurückhaltung führten,
setzten neue Marktteilnehmer und zahlreiche chinesische Hersteller weiterhin
konsequent auf Automatisierung. Gartner rechnet damit, dass mindestens ein OEM
noch vor Ende dieses Jahrzehnts eine vollständig automatisierte Montagelinie
realisieren wird.
Smart Tooling als Enabler für Variantenvielfalt
Neben Robotik und IT rückt das Werkzeug selbst stärker in
den Fokus. Intelligentes Tooling erkennt automatisch, welches Fahrzeug oder
welche Variante bearbeitet wird, und passt Parameter wie Drehmoment, Programme
oder Positionen selbstständig an. Das reduziert Fehler und verkürzt
Changeovers. Im Volkswagen-Werk Emden kommen höhenverstellbare Gehänge zum
Einsatz, die ihre Arbeitshöhe automatisch an das jeweilige Fahrzeug anpassen
und über Transponder mit der Liniensteuerung kommunizieren. Auch bei Forvia
Hella ist Smart Tooling Teil eines übergreifenden Produktionssystems.
Werkzeug-, Prozess- und Qualitätsdaten fließen zusammen und ermöglichen
schnelle, datenbasierte Entscheidungen in der Montage.
„Besonders gut für Automatisierung eignen sich heute
Bereiche wie Powertrain-Montage, Hochzeit, Qualitätsprüfung und
Fahrzeug-Inbetriebnahmen sowie Tätigkeiten mit gleicher Take Rate, etwa das
Montieren von Rädern, Sitzen oder Verglasung“, sagt Geiger. Auch ergonomisch
belastende Tätigkeiten seien prädestiniert für Automatisierung. Gleichzeitig
würden bislang schwach automatisierte Bereiche wie der Kabelbaum prozentual
stärker zulegen, nicht zuletzt durch veränderte Produktarchitekturen wie
Distributed Assembly.
Der Mensch als Mittelpunkt der Automatisierung
Auch wenn die Phrase kaum abgedroschener sein könnte,
steht der Mensch in der Montage trotz zunehmender Automatisierung tatsächlich
im Mittelpunkt. Allerdings verschiebt sich seine Rolle. Statt repetitiver,
ergonomisch belastender Tätigkeiten übernehmen die Werker zunehmend
Überwachungs-, Steuerungs- und Problemlösungsaufgaben. Automatisierung kann
entlasten und stabilisieren, nicht verdrängen. Von elementarer Bedeutung ist
dabei die Akzeptanz auf dem Shopfloor. Systeme müssen transparent sein, klaren
Nutzen stiften und sich nahtlos in bestehende Abläufe integrieren. Gerade bei
KI-gestützten Entscheidungen ist Nachvollziehbarkeit zentral. Verantwortung
darf nicht verschwimmen.
Aus strategischer Sicht kommen weitere Faktoren hinzu,
betont Pacheco. Unternehmen müssten kulturell bereit sein, radikale
Veränderungen in der Fertigung zuzulassen, gleichzeitig aber mit gewachsenen
IT- und OT-Strukturen umgehen. Zudem sei Fahrzeugdesign ein zentraler Hebel.
Wer sich der 100-Prozent-Automatisierung annähern wolle, müsse Produkte so
auslegen, dass sie robotisch montierbar sind. Gerade in Europa spiele darüber
hinaus die gesellschaftliche und politische Dimension eine Rolle. „Unternehmen
brauchen überzeugende Konzepte, wie steigende Automatisierung nicht automatisch
mit Arbeitsplatzverlust gleichgesetzt wird.“
Viele Werke reagieren darauf mit neuen
Organisationsmodellen. Interdisziplinäre Teams aus Produktion, Instandhaltung,
IT und Engineering entwickeln Automatisierungslösungen iterativ weiter. „Neue
Automatisierung erfordert neue Rollenbilder“, sagt Geiger. Als Beispiel nennt
er Mitarbeitende aus Montage oder Spritzguss, die zu mobilen Anlagenführern
qualifiziert werden und heute ganze Flotten von AGVs betreuen.
Montageautomatisierung als Systemdesign
Die Automatisierung der Fahrzeugmontage entwickelt sich
von einer punktuellen Maßnahme zu einem ganzheitlichen Systemdesign. Flexible
Automatisierungsstationen, KI-gestützte Entscheidungslogik, kosteneffiziente
Robotik und smartes Tooling ermöglichen es, Montageprozesse schrittweise zu
stabilisieren und an neue Varianten anzupassen. „So wie ein Auto vier Räder
braucht, benötigt erfolgreiche Montageautomatisierung alle zentralen Stellhebel
gleichzeitig“, fasst Geiger zusammen. Technologie, Prozessdesign, Qualifikation
und Organisation müssten zusammengedacht werden. In allen Phasen von Plan,
Build und Run sei eine ganzheitliche Sicht notwendig, denn die Summe von
Einzeloptima war noch nie das Gesamtoptimum.
Entscheidend bleibt die Balance: Standardisierung dort,
wo sie Qualität und Taktstabilität bringt, und Flexibilität dort, wo Varianz
unvermeidbar ist. Assembly Automation wird damit zu einem zentralen Hebel für
Wettbewerbsfähigkeit, nicht weil sie maximal automatisiert, sondern weil sie
Montage in einem volatilen Umfeld beherrschbar macht.
