Smart Production

So gestaltet Audi die Produktion der Zukunft

26. Juli 2022, 10:46 Uhr | Kathrin Veigel

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Vorteile der Digitalisierung und Visualisierung nutzen

Die Gestaltung und Optimierung der Montageabläufe und bestimmter Logistikaspekte erfolgt maßgeblich in sogenannten 3P-Prozessworkshops durch interdisziplinäre Teams. Audi nutzt dank des digitalen Zwillings und einer eigens entwickelten VR-Lösung die Vorteile der Digitalisierung und Visualisierung. Dazu zählen tagesaktuelle Bauteildaten oder die Betrachtung von verschiedenen Fahrzeugvarianten.

»Vor allem sehen und erleben wir die Fertigung so, wie sie als Ganzes später aussehen wird«, erläutert Kohler. Er hebt hervor, dass dabei der zentrale Aspekt der Zusammenarbeit bestehen bleibt: »Der Moment fasziniert immer wieder aufs Neue, wenn wir uns die VR-Brillen aufsetzen und unsere Kollegen in Form von Avataren in der virtuellen Welt treffen. Wir bauen dort erstmals unseren neuen Audi oder schauen einem computergenerierten Avatar zu, wie er dies als Echtzeitsimulation übernimmt. Und wenn nötig, diskutieren und optimieren wir in der Szene miteinander die Abläufe und das Umfeld des Arbeitsplatzes, etwa die Materialanstellung oder benötigte Werkzeuge. Dies ermöglicht Audi in seinen gewachsenen Strukturen für optimale Fertigungsabläufe zu sorgen.«

So produziert Audi energieschonender

Der jährliche Energiebedarf des Audi-Standorts in Ingolstadt entspricht dem der gesamten Stadt. Ein wichtiger Hebel, um Energie einzusparen, sind Daten und deren Auswertung. Das von Audi selbst entwickelte Tool »Energy Analytics« trägt zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Fertigung bei. Das Tool ermöglicht es, einen auffälligen Energieverbrauch – sowohl in der Produktion als auch in produktionsfreien Zeiten – aufzuzeigen.

Mitarbeiter führen zunächst Daten aus verschiedenen Quellen in einem einheitlichen Datenformat zusammen, zum Beispiel Daten der gefertigten Fahrzeuge und Komponenten, Energiedaten aus Lackierkabinen oder Schweißzangen sowie Daten aus Verbräuchen durch Beleuchtung oder Belüftung in den Gebäuden. Im nächsten Schritt bereiten sie die Daten transparent für die Energiebeauftragten auf, die damit die Energieverläufe analysieren können.

Wenn der Energiebedarf den zuvor definierten Toleranzbereich überschreitet, können sie die Ursachen ermitteln und Maßnahmen ergreifen, um den Verbrauch während der Produktion oder auch die Grundlast in den Produktionsbereichen gezielt zu reduzieren. Durch Energy Analytics und Prozessverbesserungen konnte der Standort Ingolstadt bereits im Jahr 2021 rund 37.000 Megawattstunden Energie einsparen.

Künstliche Intelligenz kommt in der Produktion zum Einsatz

Künstliche Intelligenz und Machine Learning sind für Audi zentrale Technologien in der digitalen Transformation und modernen Produktion. So hilft im Ingolstädter Presswerk ein KI‑Algorithmus, Risse in Bauteilen zu erkennen. Im Hintergrund dieses Verfahrens arbeitet eine Software auf Basis eines künstlichen neuronalen Netzes. Die Software erkennt selbst feinste Risse und markiert sie zuverlässig.

Die Lösung basiert auf Deep Learning, einer Sonderform des Machine Learning, die mit unstrukturierten und hochdimensionalen Datenmengen arbeiten kann. Mit mehreren Millionen Prüfbildern hat das Team über Monate das künstliche neuronale Netz trainiert. Mehrere Terabyte dieser Bilder aus den Pressen der Audi-Standorte und von mehreren Volkswagen-Standorten bilden die Datenbasis.

Audi Smart Production KI
Audi setzt auf Künstliche Intelligenz und Machine Learning: Im Ingolstädter Presswerk hilft ein KI-Algorithmus, Risse in Bauteilen zu erkennen.
© Audi

In einem weiteren Pilotprojekt kontrolliert Audi am Standort Neckarsulm mithilfe von Künstlicher Intelligenz die Qualität von Schweißpunkten in der Serienproduktion. Rund 5.300 Schweißpunkte sind nötig, um die Karosserieteile eines Audi A6 miteinander zu verbinden. Bislang überwachen Mitarbeiter in der Fertigung die Qualität beim Widerstandspunktschweißen (WPS) stichprobenartig mithilfe von Ultraschall.

Im Rahmen des Pilotprojekts »WPS Analytics« nutzen die Mitarbeiter Künstliche Intelligenz, um Qualitätsauffälligkeiten automatisiert und in Echtzeit zu erkennen. Der Algorithmus, das Dashboard und eine Anwendung für tiefergehende Qualitätsanalysen werden aktuell im Karosseriebau des Audi A6 und des Audi A7 eingesetzt. Er dient als Blaupause für weitere Anwendungen in der vernetzten Fertigung.

Das Konzept Edge Cloud 4 Production

Mit der lokalen Serverlösung Edge Cloud 4 Production leitet Audi einen Paradigmenwechsel in der Fabrikautomation ein. Nach erfolgreicher Erprobung im Audi Production Lab (P-Lab) steuern von dort aus künftig drei lokale Server die Werkerführung in den Böllinger Höfen. Dort teilen sich der Audi e-tron GT quattro1 und der Audi R8 eine Montagelinie.

Die gefertigten Kleinserien eignen sich besonders, um Projekte aus dem P-Lab zu testen und für die Großserie zu erproben. Als weltweit erster Hersteller will Audi in der taktgebundenen Fertigung auf eine solche zentrale Serverlösung setzen. Bewährt sich die Serverinfrastruktur weiter zuverlässig, wollen die Ingolstädter die Automatisierungstechnik auf die Serienfertigung bei Audi und im Konzern ausrollen.

Bei der Edge Cloud 4 Production übernehmen wenige zentrale und lokale Server die Arbeit von unzähligen dezentralen Industrie-PCs. Die Serverlösung ermöglicht, Auslastungsspitzen über die Gesamtzahl der virtualisierten Clients zu nivellieren – eine deutlich effizientere Nutzung von Ressourcen. Die Produktion spart vor allem bei Software-Rollouts, Betriebssystemwechseln und IT-relevanten Aufwänden.

»Bislang mussten wir Hardware kaufen, wenn wir neue Funktionen einsetzen wollten. Mit der Edge Cloud 4 Production kaufen wir Applikationen nur noch als Software. Das ist der entscheidende Schritt zu einer IT-Plattformbasierten Produktion«, erläutert Gerd Walker, Vorstand Produktion und Logistik bei Audi.

Hier entstehen neue Ideen für die digitale Produktion der Zukunft

Am Bildungscampus in Heilbronn arbeitet Audi eng mit der Technischen Universität München und dem Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) im Bereich Digitalisierung zusammen. Die von Audi initiierte »Automotive Initiative 2025« (AI25) hat das Ziel, ein weltweit führendes Kompetenznetzwerk für digitale Fabriktransformation und -innovation aufzubauen. Dabei versteht sich die AI25 als Ideengeberin und wichtiger Baustein für den digitalen Wandel.

Der Audi-Standort Neckarsulm wird als ein Leitwerk für den digitalen Wandel im Volkswagen-Konzern eine zentrale Rolle einnehmen. Hier spielt das Reallabor Böllinger Höfe eine entscheidende Rolle. Um neue und innovative Technologien zu identifizieren und zuverlässig in den Produktionsablauf zu integrieren, nutzt Audi außerdem das Production Lab in Gaimersheim. Dort überprüfen die Experten im engen Austausch mit den Anwendern neue Lösungen auf ihre Tauglichkeit für die Serienfertigung.


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  2. Vorteile der Digitalisierung und Visualisierung nutzen

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