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Manufaktur 2.0

Der rein elektrisch angetriebene Audi e-tron GT quattro entsteht in den Böllinger Höfen am Audi Standort Neckarsulm. Gefertigt wird im Zusammenspiel aus Handwerkskunst und Smart Factory.

09.02.2021 Text: AUDI AG ― Foto: AUDI AG ― Film: AUDI AG Lesezeit: 6 min

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Montage des Audi e-tron GT quattro
Bei der Hochzeit des Audi e-tron GT quattro wird die Karosserie mit Batterie, E-Maschinen und Fahrwerk vereint. Ein sogenannter Werkstückträger positioniert die Komponenten millimetergenau unter der Karosserie. Verschraubt wird mithilfe von selbstpositionierenden Schraubern – und mit ebenso präzisen Handgriffen.

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Eine Mitarbeiterin streicht mit einem Handschuh vorsichtig über den Karosserielack des rein elektrischen Audi e-tron GT quattro. Ihr Blick folgt dieser Bewegung. Das Fahrzeug wird mit speziellem Licht ausgeleuchtet. Jede Unregelmäßigkeit würde den wachsamen Augen der Audi Experten bei der akribischen Qualitätskontrolle sofort auffallen. Doch es gibt nichts zu beanstanden. Es ist die letzte Station, die der Audi e-tron GT quattro in den Böllinger Höfen durchläuft: der Finish-Check. Lack, Fugen und Spalten werden final unter die Lupe genommen. Ein letztes Mal können Feineinstellungen vorgenommen werden. Bevor ein Serienmodell diesen Step erreicht, durchläuft es zahlreiche Stationen. Bei der Produktion des rein elektrisch angetriebenen Gran Turismo in den Böllinger Höfen am Audi Standort Neckarsulm kommen dabei maßgeschneiderte innovative Technologien zum Einsatz. Der letzte Schliff erfolgt immer durch Handarbeit.

 

Wolfgang Schanz, Produktionsleiter Audi Böllinger Höfe, erklärt: „Beim Audi e-tron GT quattro haben wir vor allem im Karosseriebau einen hohen Automatisierungsgrad, während in der Montage in jedem Arbeitstakt Handarbeit steckt. Denn: Ein Auto zu fertigen ist immer noch Handwerk. Unsere Mitarbeiter führen diese Arbeit mit viel Liebe zum Detail durch.“ Ein weiterer entscheidender Faktor dabei: Erfahrungswerte. „Wir bewahren hier das handwerkliche Können aus der Audi R8 Manufaktur. Und unsere Mitarbeiter übertragen ihre ganze Leidenschaft vom Audi R8 auf den Audi e-tron GT quattro.“ Denn neben dem rein elektrisch angetriebenen GT wird an diesem Standort seit 2014 der Audi R8 gefertigt. „Die Böllinger Höfe wurden bereits in der Konzeptphase als Kleinserienfertigung mit innovativen und flexiblen Produktionsprozessen angelegt“, führt der Produktionsleiter weiter aus. „Dadurch bietet der Standort beste Voraussetzungen, um den Audi e-tron GT quattro zu bauen.“

 

Um die Produktion beider Fahrzeuge an einem Standort zu realisieren, wurde die flexible Kleinserienfertigung auf- und umgerüstet. Die Stärken der Manufaktur am Audi Standort in Neckarsulm blieben bestehen und wurden im Rahmen der Integration des Audi e-tron GT quattro um neue Kompetenzen im Bereich Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung erweitert.

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Audi R8: Kraftstoffverbrauch kombiniert*: 13,6–13 l/100kmCO₂-Emissionen kombiniert*: 311–297 g/km

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Audi R8: Kraftstoffverbrauch kombiniert*: 13,6–13 l/100kmCO₂-Emissionen kombiniert*: 311–297 g/km

Ein Auto zu fertigen ist immer noch Handwerk. Unsere Mitarbeiter führen diese Arbeit mit viel Liebe zum Detail durch.

Wolfgang Schanz, Produktionsleiter Audi Böllinger Höfe

Abschließender Qualitätscheck des Audi e-tron GT
Qualitätskontrolle der Lackierung beim abschließenden Finish-Check.

Zweifach-Framer und korrelationsfreies Messen

Der Anspruch, präzise und hochwertige Fahrzeuge zu fertigen, steht in den Böllinger Höfen natürlich an oberster Stelle. Jeder Prozess, jeder Handgriff zahlt darauf ein. Wie die perfekte Symbiose aus Handwerkskunst und moderner Technologie entsteht, zeigt sich unter anderem im Karosseriebau. Dort kommen unterschiedliche Fügeverfahren zum Einsatz: beispielsweise Widerstandspunktschweißen, Schrauben, Nieten und Kleben. Das Herzstück bildet eine große Spann- und Befestigungsanlage – der sogenannte Zweifach-Framer.

„Ein Framer dient dazu, große Baugruppen an die Karosserie anzufügen und so deren Geometrie zu definieren. Im konventionellen Karosseriebau kommen solche Framing-Anlagen in zwei aufeinanderfolgenden Prozessschritten zum Einsatz. In den Böllinger Höfen haben wir es geschafft, diese Schritte in einer einzigen Anlage zu vereinen, die von jeder Karosserie zweimal durchlaufen wird. Daher Zweifach-Framer“, erläutert Christoph Steinbauer, Leiter Karosseriebau. „Im ersten Schritt werden die inneren Seitenteile angefügt, im zweiten die äußeren. Dabei führen zehn Roboter mit 32 Werkzeugen die Füge- und Verbindungsschritte an der Karosserie durch. Zwischen den beiden Durchläufen und auch während der Arbeitsschritte wechseln sie die Werkzeuge selbstständig.“ 

Zweifach-Framer im Karosseriebau
Das Herzstück des Karosseriebaus: der Zweifach-Framer.

Ebenfalls neu ist die Station für das sogenannte korrelationsfreie Messen, eine Weiterentwicklung der bisherigen Inline-Messverfahren. Zwei Messköpfe, die von Robotern geführt werden, prüfen, ob die Maße der Karosserie exakt eingehalten wurden. Sie steuern beim Check jeder Karosserie 350 Messpunkte an. An jedem dieser Punkte wird ein blaues Streifenmuster erzeugt und gleichzeitig gescannt. Anschließend fährt der Roboterarm zum nächsten Messpunkt. So arbeiten sie sich Stück für Stück vor. Raumkameras erfassen die exakte Position der Messköpfe, ein stetiger Abgleich erfolgt. Die so generierte Menge an hochpräzisen Daten wird genutzt, um auf geringste Abweichungen schnell zu reagieren. Neben den Hightech-Anlagen gibt es in der Aufbaulinie zwei manuelle Stationen. Dort wird von Maschine zu Mensch gewechselt: In Handarbeit entstehen exakte Schweißnähte. Auch bei diesem Arbeitsschritt zahlen sich die gesammelten Erfahrungswerte aus der Fertigung des Audi R8 aus. Schweißer, die jahrelang den Sportwagen mit V10-Verbrennungsmotor (Kraftstoffverbrauch kombiniert*: 13,6–13 l/100km; CO₂-Emissionen kombiniert*: 311–297 g/km) in reiner Handarbeit gefertigt haben, führen nun zum Beispiel das Schmelzschweißen beim Audi e-tron GT quattro mit höchster Präzision durch.

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Audi R8: Kraftstoffverbrauch kombiniert*: 13,6–13 l/100kmCO₂-Emissionen kombiniert*: 311–297 g/km

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Audi R8: Kraftstoffverbrauch kombiniert*: 13,6–13 l/100kmCO₂-Emissionen kombiniert*: 311–297 g/km

Korrelationsfreies Messen während der Fertigung des Audi e-tron GT
Das korrelationsfreie Messen erfolgt innerhalb der Linie in höchster Präzision.

Auf den Aufbau folgt der Anbau. Geschulte Karosseriebauer montieren Kotflügel, Türen sowie Front- und Heckklappe des Fahrzeugs. In diesem Fertigungsschritt wird besonderes Augenmerk auf präzise, gleichmäßige Spaltmaße und die Qualität der Oberflächen gelegt. Bei Außenhautteilen können bereits minimale Toleranzen zu winzigen Abweichungen führen. Daher sind höchste Sorgfalt und Aufmerksamkeit gefragt. Hier wird auf die Expertise traditioneller Handwerkskunst zurückgegriffen: So ist beispielsweise ein gelernter Schreiner Teil des Teams, der ein scharfes Auge und ein besonderes Gespür für Oberflächen mitbringt. Nach dem Anbau geht es für die Karosserie zur Lackierung.

Fertigung des Audi e-tron GT
In Handarbeit werden Spaltmaße kontrolliert.

Fahrerlose Transportfahrzeuge und neu installierte Elektro-Hängebahn

Die frisch lackierten Karosserien des Audi e-tron GT quattro werden für kurze Zeit im Untergeschoss der Böllinger Höfe in einem Hochregal gelagert. Von dort bringen sie fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) an die Montagelinie im Erdgeschoss. Sie orientieren sich mithilfe einer Navigationskarte, die ein digitales Abbild der Umgebung zeigt. Zwei Laserscanner an Front und Heck erfassen die Umgebung. So erkennt jedes FTF immer seine exakte Position. Gut 23 Kilometer Strecke legen die zwanzig smarten Transportfahrzeuge am Tag in Summe zurück. Die FTF liefern die Karosserie auf ihrem Weg nicht nur an der Montagelinie ab, sondern unterstützen als Transportmittel auch bei den ersten Takten sowie am Ende der Linie. Für ein ergonomisches Arbeitsumfeld können die fahrerlosen Transportfahrzeuge ihre Höhe entsprechend anpassen.

 

In diesem Abschnitt der Produktion gibt es eine Besonderheit: Audi e-tron GT quattro und Audi R8 werden auf derselben Montagelinie gefertigt. Um die gemeinsame Produktion der beiden Fahrzeuge abzuwickeln, wurde sie von 16 auf 36 Takte erweitert. Genauestens durchorchestriert steuern die verantwortlichen Logistiker die Abläufe, sodass die Bauteile für das jeweilige Modell in gewünschter Reihenfolge exakt im richtigen Moment an Ort und Stelle sind. Um einen reibungslosen Ablauf sicherzustellen, wurden alle Abläufe in der Montage im Vorfeld erprobt – jedoch nicht direkt vor Ort, sondern virtuell mithilfe von VR-Technologie.

 

Zentrales Element der Montage ist die Hochzeit. In diesem Schritt wird die Karosserie des Audi e-tron GT quattro mit Batterie, E-Maschinen und Fahrwerk vereint. Diese großen Technikbausteine sind auf einem sogenannten Werkstückträger platziert, der auf einer Rollenbahn millimetergenau unter der Karosserie positioniert wird. Das Verschrauben der Batterie mit den Antriebskomponenten erfolgt mit selbstpositionierenden Schraubern. Und mit ebenso gezielten Handgriffen der Mitarbeiter.

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Audi R8: Kraftstoffverbrauch kombiniert*: 13,6–13 l/100kmCO₂-Emissionen kombiniert*: 311–297 g/km

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Audi R8: Kraftstoffverbrauch kombiniert*: 13,6–13 l/100kmCO₂-Emissionen kombiniert*: 311–297 g/km

Autonome Transportfahrzeuge kommen in der Fertigung zum Einsatz
FTF im Einsatz: Bereits seit 2014 befördern in den Böllinger Höfen autonome Transportfahrzeuge die Karosserien zur Montage durch die Linie.

Virtual Reality und 3D-Scans

Der Audi e-tron GT quattro ist das erste Modell der Marke mit den Vier Ringen, dessen Fertigung komplett ohne physische Prototypen geplant wurde. Möglich war das unter anderem dank einer Kombination aus dreidimensionalen Gebäudescans und Prozessen des Machine Learnings sowie dem Einsatz von Virtual Reality. So konnten die Mitarbeiter sämtliche Montageprozesse in virtuellen Räumen erproben und optimieren.

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

Die Planung der Montageabläufe hat in weiten Bereichen virtuell stattgefunden.

Wolfgang Schanz, Produktionsleiter Audi Böllinger Höfe

Mensch-Roboter-Kooperation und Montagehilfen aus dem 3D-Drucker

Und auch wenn in der Montage vor allem präzise und geschickte Handgriffe gefragt sind, gibt es auch in diesem Bereich Support von Robotern, zum Beispiel beim Montieren der Front- und Heckscheibe. Mensch und Maschine arbeiten bei diesem Arbeitsschritt zusammen, ganz ohne den sonst üblichen Schutzzaun dazwischen. Man spricht hierbei von Mensch-Roboter-Kooperation (MRK). Zuerst legen Mitarbeiter die Scheibe auf eine Vorrichtung mit automatisch verstellbaren Aufnahmen. Dann treten sie zur Seite, und der Roboter trägt den Kleber auf. Danach übernehmen wieder die Mitarbeiter und passen die Scheibe exakt in die Karosserie ein.

 

Unterstützung gibt es zudem aus dem 3D-Drucker. An vielen Stationen sind speziell angefertigte Montagehilfen im Einsatz, die ergonomisches Arbeiten gewährleisten. Hat ein Mitarbeiter oder eine Mitarbeiterin eine Optimierungsidee, wird in den Böllinger Höfen das Prinzip der kurzen Wege gelebt. Mit dem Vorschlag können er oder sie sich einfach an das interne 3D-Druckzentrum wenden. Gemeinsam mit einem Start-up aus Berlin hat das Experten-Team von Audi eine Software entwickelt, die Konstruktionszeiten für Vormontagevorrichtungen um 80 Prozent verkürzt. Meist genügt eine Skizze, und schon ist das gewünschte Teil in nur wenigen Stunden verfügbar. Ein großer Gewinn, wie Wolfgang Schanz abschließend bestätigt: „Wir haben viele neue Methoden etabliert. Das beginnt mit der Planung der Montageabläufe, die in weiten Bereichen virtuell stattgefunden hat. Im Karosseriebau arbeiten wir mit korrelationsfreiem Messen. Und die Montagehilfen aus dem 3D-Drucker haben sich als maßgeschneiderte Lösung für unsere Mitarbeiter an der Linie bewährt.“

 

Hochflexible Hightech-Produktion mit Manufaktur-Charakter: Die Böllinger Höfe vereinen auf beeindruckende Art und Weise das Beste aus zwei Welten – Handwerkskunst und Smart Factory.

Finish-Check in den Böllinger Höfen

Audi e-tron GT quattro: Stromverbrauch kombiniert*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEFZ); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)CO₂-Emissionen kombiniert*: 0 g/km

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