Wie die Automobilindustrie zukunftssicher wird

Schwierige Zeiten für die Automobilindustrie: Die Herausforderung, traditionelle und alternative Antriebe parallel zu entwickeln und beide Technologien möglichst flexibel zu fertigen, setzt OEMs und Zulieferer gleichermaßen unter Druck, operativ wie finanziell. Zusätzlich erfordern Digitalisierung und steigende Kundenerwartungen in Sachen Nachhaltigkeit ein radikales Umdenken. Wollen die bisherigen Platzhirsche auch in künftig den Ton angeben, müssen sie ihre Produktion radikal transformieren.

Megatrends wie neue Mobilitätskonzepte, autonomes Fahren, Digitalisierung und Elektrifizierung – kurz MADE – prägen die Automobilindustrie. Aber auch Verschiebungen im Technologiemix, Individualisierung und wachsender Variantenreichtum haben massiven Einfluss auf Produktionsstrukturen und -prozesse von Herstellern und Zulieferern.

Auch wenn die Fertigung von Fahrzeugen und Fahrzeugkomponenten an sich immer weniger einen differenzierenden Faktor darstellt, müssen Hersteller und Zulieferer die Wettbewerbsfähigkeit ihrer Fertigung konsequent hinterfragen. Klassische operative Produktionsziele wie hohe Effizienz, erstklassige Qualität und sichere Anläufe bleiben unverändert relevant. Gleichzeitig gewinnen neue Zieldimensionen an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund hat Roland Berger im Jahr 2018 gemeinsam mit der Fachzeitschrift AUTOMOBIL PRODUKTION den Production Transformation Award ins Leben gerufen. Der Preis wird jährlich an Unternehmen aus der Automobilindustrie vergeben, die ihre Produktionseinheiten entschlossen und mutig auf die Anforderungen der Zukunft vorbereiten.

Sechs Zieldimensionen einer erfolgreichen Transformation

Wie unsere Erfahrung aus der Begleitung von Transformationsprozessen zeigt, muss die Produktion entlang von sechs Zieldimensionen ausgerichtet werden: Fertigungselastizität, wirtschaftliche Nachhaltigkeit, ökologische Nachhaltigkeit, Kooperationsmodelle, Digitalisierung sowie Kompetenzabsicherung. Diese sechs Dimensionen sind der Schlüssel für eine erfolgreiche Zukunft der Produktion in der Automobilindustrie. Im Folgenden stellen wir die einzelnen Dimensionen sowie ausgewählte Konzepte von Bewerbern des Production Transformation Award vor.

Fertigungselastizität

Die Volatilität der globalen Märkte und Unsicherheiten in Bezug auf künftige Volumina für E-Fahrzeuge und Verbrenner erfordern Produktionsnetzwerke, die parallel globale und baureihenseitige Flexibilität sicherstellen. Hersteller und Zulieferer müssen ihre Werke und das gesamte Produktionsnetzwerk möglichst variabel transformieren, um schneller auf Markt- und Volumenveränderungen sowie spezifische Kundenwünsche reagieren zu können.

Unter dem Stichwort "Variable Transformation" verfolgen bereits einige OEM die schrittweise Implementierung von Konzepten, die die Transformation der Produktionsanlagen von Verbrennern zu E-Fahrzeugen über möglichst flexible Volumina erleichtern sollen. Eine effiziente und bedarfsorientierte Steuerung von Fertigungs- und Montageinhalten sowie der eingebundenen Mitarbeiter zwischen den verschiedenen Antriebstechnologien ("Mix-Werke") gewinnt zukünftig stark an Bedeutung. Diese variable Transformation ist nicht nur für Mix-Werke zwingend; sie ermöglicht auch Werken auf dem Weg vom reinen Verbrennerwerk hin zum reinen E-Fahrzeugwerk die erforderliche Flexibilität in der Transformation.

Unterstützt wird dies durch eine intelligente Automatisierung der Produktion, insbesondere bei Aktivitäten, die einen hohen Einsatz von Kraft (z.B. Türen- und Klappenmontage) oder Konzentration über einen längeren Zeitraum erfordern (z.B. Behebung von Lackierfehlern). Maßnahmen zur Automatisierung sind daher immer im Einzelfall auf Effizienzgewinn und Kostenvorteile zu prüfen, um einer pauschalen und womöglich ineffizienten Automatisierung vorzubeugen.

Einige Unternehmen haben bei der technischen Auslegung der Fertigung bereits Fortschritte erzielt, können diese jedoch nur teilweise nutzen, weil die heutigen Arbeitsmodelle diese Flexibilität nicht unterstützen. Systematische Qualifikationstransparenz und Kompetenzerweiterung sowie eine standortübergreifende Mitarbeitereinsatzsteuerung kann die Fertigungsflexibilität neben dem Einsatz von Leiharbeitern deutlich erhöhen. Dies hilft nicht nur, Auslastungsspitzen auszugleichen und zu überbrücken, sondern fördert zugleich auch die Zufriedenheit dieser Mitarbeitergruppe durch einen vielseitigeren Einsatz. Von den Vorzügen dieses Konzepts konnten wir uns beim Besuch eines der Teilnehmer selbst überzeugen.

Wirtschaftliche Nachhaltigkeit

Wirtschaftliche Nachhaltigkeit heißt kosteneffiziente und wettbewerbsfähige Fahrzeug- oder Komponenten-Produktion. Bisher standen neue Technologien zur Stabilisierung von Fertigungsprozessen hoch im Kurs – häufig ungeachtet ihrer Wirtschaftlichkeit.

In Verbindung mit KI gibt es inzwischen jedoch eine Vielzahl intelligenter Lösungen, die einen signifikanten Beitrag zur Kostenreduzierung leisten. So kann etwa automatisiertes Scannen von Werkstücken und Bauteilen in Kombination mit KI-Unterstützung schneller Mängel erkennen, klassifizieren und Oberflächenmängel automatisiert beheben. Dabei werden Fehler vollständig erfasst und ausgewertet. Bei repetitiven Prüfungen lassen sich Abstellmaßnahmen schneller nachhaltig umsetzen. Das reduziert den Nacharbeitsaufwand erheblich. Insbesondere in der Fahrzeugherstellung in der Prozesskette "Lackierte Karosse" steigert dies Effektivität und Effizienz bei der Begutachtung und Überarbeitung der Lackoberflächen deutlich.

Da die Mittel begrenzt sind, steigt der Wettbewerb der verschiedenen Innovationen um entsprechende Budgets. Hier gilt es, die vielversprechendsten Konzepte frühzeitig zu erkennen und die Investitionsmittel entsprechend zu allokieren. Bei der Einbindung von Entscheidern in der frühen Phase beweisen viele Unternehmen großen Einfallsreichtum. Wettbewerbs-Pitches zur Bewertung von Innovationen und damit verbundener Investitionen sind mittlerweile weitverbreitet. Neben einer überzeugenden Innovationsidee und einem durchdachten Umsetzungsplan ist ein positiver Business Case obligatorisch. Zudem erlauben solche Verfahren eine direkte Vergleichbarkeit und Interaktion mit den Konzeptverantwortlichen.

Ökologische Nachhaltigkeit

Ökologische Nachhaltigkeit ist längst ein zentraler Wettbewerbsfaktor. Die Hebel dafür sind vielfältig und oft von den lokalen Standortbedingungen abhängig.

Für das Ziel einer "Zero Impact" Factory sind Investitionen und werksübergreifende Initiativen zur Reduktion von Energie, CO2, Wasser und Abfall notwendig. Neben dem großflächigen Einsatz regenerativer Energien aus Solar, Wind, Wasser und Geothermie tragen aber auch kleinere werksinterne Initiativen wie z. B. ein Angebot von Bike-Sharing auf den Firmengeländen zur Reduzierung der Umweltbelastung bei.

In der werksinternen Logistik helfen elektrisch betriebene Transportmittel, signifikante Mengen an CO2 zu vermeiden. Einige Unternehmen haben dies bereits erfolgreich aufgegriffen. Darüber hinaus spielt auch der Einsatz von nachhaltigen Lösungen in der Inbound- und Outbound-Logistik eine Rolle. Die Bündelung von Zulieferumfängen und der Ersatz von LKW-Verkehr durch Bahntransport findet in der Industrie mehr und mehr Anklang. Hier gilt es allerdings, die Produktionsstabilität zu berücksichtigen, da ein Umtakten u.U. nicht mehr direkt bedient werden kann.

Die vergangenen Jahre waren stark von Global Sourcing geprägt. Dadurch ist die Supply Chain der meisten Unternehmen immer komplexer geworden. Mit steigenden Logistikkosten gewinnen Überlegungen, Zulieferumfänge wieder dichter an den Produktionsstandort des OEMs anzusiedeln, an Plausibilität. Das reduziert nicht nur die Transportkosten, sondern entfeinert auch die Logistik und schützt die Umwelt. Local Sourcing feiert damit Renaissance.

Viele Unternehmen, die wir besucht haben, machen ihr ökologisches Handeln sichtbar, um so auch ihre Verbundenheit mit der Region und der Gesellschaft zu unterstreichen. Außerdem binden sie ihre Mitarbeiter beispielsweise mittels über ein ökologisches Jahresmotto stärker ein. Ziel ist es, das Bewusstsein für den Schutz der Umwelt zu schärfen und einen persönlichen Bezug für die Mitarbeiter zu schaffen.

Kooperationsmodelle

Viele Aufgaben entlang der Wertschöpfungskette können Unternehmen zukünftig nicht mehr aus eigener Kraft leisten. Kooperationen mit anderen Unternehmen und Instituten sind daher das Gebot der Stunde.

Eine besonders wichtige Rolle in der Automobilindustrie kommt der Supply Chain zu. Einer der Kandidaten des Production Transformation Awards hat sich beispielsweise zum Ziel gesetzt, die die Prozessstabilität gemeinsam mit seinen Lieferanten und Logistikdienstleistern zu optimieren. Dazu werden Real-time-Tracking, Analyse und Logistikdaten wie Anlieferungszeiten, Risiken usw. in einem 'Supply Chain Control Tower' vereint und über ein Dashboard veranschaulicht. Diese Informationen stehen nicht nur dem OEM, sondern auch den Lieferanten und Logistikdienstleistern zur Verfügung, um ihre eigenen Prozesse zu steuern – alle Beteiligten sind damit näher am Prozess und können so mehr Verantwortung für die gemeinsame Prozessqualität übernehmen.

Ein weiteres wichtiges Thema ist die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit bei Innovationsthemen. Große Unternehmen haben oft die notwendigen Mittel, ihnen fehlt jedoch die zündende Idee. Bei kleineren Unternehmen fehlen oft Mittel und Möglichkeiten. Einige unserer Bewerber haben sich dieses Themas angenommen und Netzwerke mit Start-ups, Lehre und Forschung, aber auch mit anderen Unternehmen mit ähnlichen Interessen ins Leben gerufen. Solche Netzwerke sind ein probates Mittel, Innovationen schneller in konkrete Anwendungen zu überführen, aber auch Kompetenzaufbau zu leisten, Mitarbeiter zu qualifizieren und erforderliche Investitionskosten zu teilen. Die unmittelbare Zusammenarbeit mit digitalen Playern dient u.a. der schnellen Validierung von Prototypen und dem zielgerichteten Einsatz innovativer Technologien in der Fertigung.

Digitalisierung

Die Digitalisierung unterstützt alle Zieldimensionen einer Produktionstransformation und trägt so u.a. zur wirtschaftlichen und ökologischen Nachhaltigkeit der Fertigung bei. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielseitig.

In der Logistik ist der Einsatz fahrerloser Transportsysteme (FTS) aktuell einer der wesentlichen Hebel zur Effizienzsteigerung, der technisch durch die Vernetzung von Infrastruktur und Transportmitteln ermöglicht wird.

Bei einem der besuchten Unternehmen erfolgt die Komplettvermessung von Werkstücken und Komponenten mittels eines digitalen (Multi-)Mess-Systems mit einem robotergesteuerten Scanner, das in den Fertigungsprozess direkt integriert ist. Diese Messysteme sind wesentlich schneller, da sie einen Datenabgleich und eine Auswertung in Echtzeit zu lassen. Solche modernen Systeme erlauben eine höhere Produktivität und einen Messbetrieb rund um die Uhr bei gleichzeitiger Reduktion des Personalbedarfs.

Gerade wenn es gelingt, Produkt- und Prozessdaten in Echtzeit verfügbar zu machen, lassen sich erhebliche Effizienz- und Qualitätsfortschritte erzielen. Zur Qualitätsprüfung werden beispielsweise Handhelds oder Tablets eingesetzt, um das über die integrierte Kamera aufgenommene Produkt mit Produktdaten aus der Fertigungsplanung abzugleichen. Dies ermöglicht neben Effizienzverbesserungen auch eine qualifizierte Datenaufnahme und Auswertung für Trendanalysen.

Durch den Einsatz von Augmented und Virtual Reality-Brillen und moderner virtueller Umgebungen wie dem "Cave Automatic Virtual Environment" (CAVE) werden zudem neue Wege der Interaktion selbstverständlich: Virtuelle Untersuchungen komplexer Montageabläufe und damit Ergonomie- und Taktungsoptimierungen, Produktvisualisierung sowie Schulungen und Arbeitsplatzgestaltung. Auf diese Weise können Kosten gesenkt, die Zufriedenheit der Mitarbeiter erhöht und Prozesse digital abgesichert werden.

Kompetenzabsicherung

Die Sicherstellung entsprechender Kompetenzen stellt für viele Unternehmen eine der größten Herausforderungen dar. Es gilt nicht nur, Mitarbeitern gezielte Weiterbildung anzubieten, sondern sie zugleich für neue Themen zu gewinnen und zu begeistern.

Einige Unternehmen haben hier bereits neue, vielversprechende Wege beschritten. Als Grundlage für die Kompetenzsicherung in der Produktion haben Unternehmen eine Vollerhebung der Qualifizierungsbedarfe (on-the-job, near-the-job) durchgeführt. Dies war dann die Basis für die Erarbeitung und Gestaltung von zukünftigen Kompetenzprofilen und Zukunftsarbeitsplätzen. Mit Hochschulen und Systempartnern wurden Kooperationen etabliert, aus denen heraus verschiedenste Lernbausteine über Lernplattformen angeboten werden Die Lernplattformen ermöglichen den Mitarbeitern über App-Anwendungen auf ihrem betrieblichen oder privaten Device, während bzw. außerhalb der Arbeitszeit von Schulungen und Weiterbildungen zu profitieren.

Konsequente Umsetzung

Die Transformation der Produktion ist keine einfache Aufgabe. Nachdem sich Unternehmen auf eine deutlich höhere Volumenflexibilität in der Produktion, eine schnellere Anpassung an neue bzw. sich ständig verändernde Technologien, Produkte, Produktvarianten und Produktionskapazitäten einstellen müssen, genügt es nicht mehr, bestehende Prozesse zu optimieren. Die gesamte Produktion muss entlang der vorgestellten sechs Dimensionen für die Zukunft fit gemacht werden.

In diesem Jahr haben sich wieder viele Fahrzeughersteller und Zulieferer um den Production Transformation Award beworben. Im Rahmen von Standortbesuchen konnten die Bewerber ihre Konzepte live vorstellen. Insgesamt ist der bei den besuchten Kandidaten präsentierte Entwicklungsstand vielversprechend und mit Volkswagen Emden, der BMW Group und SEAT Martorell sind drei sehr überzeugende Finalisten aus dem Verfahren hervorgegangen. Alle drei haben sehr unterschiedliche Schwerpunkte in ihrem Vorgehen, die konsistent zur jeweiligen Strategie sind. Mit SEAT Martorell hat schließlich der Kandidat gewonnen, dem es gelungen ist, eine breite Mobilisierung in der Belegschaft zu erreichen und damit eine echte Transformation in Gang zu setzen.

Für weitere Informationen zur Transformation der Produktion Ihres Unternehmens oder zum Production Transformation Award stehen Ihnen unsere Experten gerne zur Verfügung.