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Text
Johannes Köbler

Fotos
Stefan Warter

Audi arbeitet intensiv an den fahrerlosen
Transportsystemen der Zukunft. Die sogenannten FTS bilden
künftig das Rückgrat der Modularen Montage.

Die sogenannte Vorsteuerstrecke ist ein sehr belebter Bereich in der A3-/Q2-Montage im Werk Ingolstadt. Hier erhalten die kompakten Audi-Modelle ihre Kraft-stoffleitungen und Getriebelager; zahlreiche Trailer und Behälter stehen am Fahrweg, auf dem immer wieder Elektro-Zugmaschinen entlangrollen. Und regelmäßig quert ihn ein Mitarbeiter, der ein Panoramadach zu seinem Einbauort bringt; dafür benutzt er ein unter der Hallendecke laufendes Handlinggerät.

Viel herausfordernder könnte eine Verkehrssituation im Stammwerk nicht sein – deshalb hat Thomas Pauleser die Vorsteuerstrecke als Testfeld für die neuen Fahrerlosen Transportsysteme (FTS) ausgewählt. Pauleser arbeitet in der Technologieentwicklung Fertigungsassistenzsysteme, einem kleinen, aber schlagkräftigen Team, das außerhalb des Werksgeländes ein Technikum betreibt.

Die FTS-Prototypen, die in der A3-/Q2-Montage verkehren, tragen das Kürzel Audi AGV (automated guided vehicle) und bringen die benötigten Teile autonom aus den Lagerbereichen ans Band. „Wir haben die Fahrzeuge und ihre Navigationssoftware zu 100 Prozent selbst konzipiert“, erklärt Pauleser. „Das Projekt hat zwei Jahre gedauert und war als Gemeinschaftsaufgabe mit Kollegen aus dem Werkzeugbau, dem Design, dem Modellbau und der Materialflussplanung angelegt. Bei der Entwicklung haben wir Software und Software-Entwicklungsprozesse aus dem Automotive-Bereich genutzt. Unsere Audi AGV besitzen eine Eigensensorik, mit der sie komplizierte Verkehrssituationen erkennen und flexibel lösen können.“

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Ergänzung:
Neben „Paula“ hat Paulesers Team ein zweites Fahrzeug entwickelt. Seine Steuerungstechnologie ist völlig neu konzipiert, sie basiert auf Laser-Tracking.

Die Audi AGV, im Entwickler-Jargon kurz „Paula“ genannt, bewegen sich auf einem definierten Streckenabschnitt, der am Rechner konzipiert worden ist; alternativ können sie die Route auf einer manuell geführten Fahrt lernen und abspeichern. Auf Basis einer Karte bewegen sie sich dann innerhalb ihres Fahrschlauchs frei und suchen sich stets den günstigsten Pfad.

„Paula“ hat drei Laserscanner an Bord, zwei vorn und einen hinten. Zwei von ihnen sind speziell für den Personenschutz zertifiziert; ihr Öffnungswinkel beträgt 190 Grad, die Reichweite 49 Meter. In 17,5 Zentimeter Höhe montiert, scannen sie die Halle ab, dabei erkennen sie feste Objekte wie Regale und bewegliche wie Menschen oder Stapler. Der dritte Scanner misst im 17-Grad-Winkel nach oben, er beobachtet den Raum bis zur Hallendecke. Ein Touch-Display sowie eine Signal- und Sprachausgabe, Letztere nach dem Text-to-Speech-Prinzip, ermöglichen die Kommunikation mit der Umwelt.

Die Laserscanner senden ultrakurze, für Menschen unsichtbare Lichtblitze aus; anhand der Reflexionen ermitteln sie die Daten der Umgebung, die der Rechner dann mit den hinterlegten Kartendaten abgleicht. Parallel dazu erfolgt ein Abgleich mit den Umdrehungen der Räder, er macht die Lokalisierung noch genauer. Wenn das Audi AGV einen Werkstück-Trailer huckepack nehmen und ans Band ziehen soll, fährt es ihn in zwei Schritten – einer Grob- und einer Fein-Ausrichtung – auf Millimeter genau an, selbst wenn er nicht exakt auf seiner Position steht. Das Einparken über der Ladeplatte geschieht mit der gleichen Präzision.

„Wir lassen die Audi AGV generell vorsichtig fahren“, erklärt Thomas Pauleser. „Das Tempo ist derzeit auf gut vier Stundenkilometer beschränkt. Falls ein Mitarbeiter oder eine Zugmaschine den gleichen Weg benutzen, gewähren wir ihnen immer Vorrang. Die Verzögerung erfolgt weich und energieeffizient. Bei ihrer Berechnung haben wir ähnliche Algorithmen benutzt wie die Kollegen aus der Technischen Entwicklung bei der adaptive cruise control (ACC) im Auto.“

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FAHRERLOSE TRANSPORTSYSTEME BILDEN FÜR UNS EINE KERNTECHNOLOGIE DER SMART FACTORY. IHRE FLEXIBLE NAVIGATION IST EIN ENTSCHEIDENDER BAUSTEIN FÜR DIE FLEXIBLE PRODUKTION DER ZUKUNFT.

Thomas Pauleser
Technologieentwicklung
Fertigungsassistenzsysteme

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Paula on Tour:
Das AGV hat einen Werkstückträger huckepack genommen
und fährt ihn zur Montagestation.

Die Entwicklung der Audi AGV ist mittlerweile beim dritten, schon sehr seriennahen Prototyp angelangt. Die Technologie bietet große Potenziale, wie Thomas Pauleser sagt: „Wenn wir die Navigationsdaten und die Umfeld-Informationen mehrerer Einzelfahrzeuge mit einem übergreifenden Flottenmanager vernetzen, entsteht ein intelligentes Gesamtsystem, ein selbststeuernder Organismus. Das ist Schwarmintelligenz in der smarten Produktion von Audi.“

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UNSERE AUDI AGV BESITZEN EINE EIGENSENSORIK, MIT DER SIE KOMPLIZIERTE VERKEHRSSITUATIONEN ERKENNEN UND FLEXIBEL LÖSEN KÖNNEN.


Thomas Pauleser
Technologieentwicklung
Fertigungsassistenzsysteme

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A
Vorderer Not-Aus-Taster,
das Gegenstück sitzt am Heck

B
Nach oben gerichteter Laserscanner,
erkennt von der Decke hängende Objekte

C
Touch-Display, steuert Funktionen wie Starten,
Pausieren und Stoppen und zeigt den Fahrzeugstatus an

D
Front-Laserscanner, für Personenschutz
zertifiziert, Reichweite 49 Meter

 

E
Fußtaster, ermöglicht die Eingabe von
Befehlen durch Mitarbeiter

F
Ausfahrbare Mitnahmezylinder zur Aufnahme
eines Werkstückträgers  

G
Hupe und Lautsprecher für Sprachausgabe

H
Steuergerät für autonome
Navigationssoftware

 

I
Umlaufender Boden-LED-Streifen,
266 separat ansteuerbare LEDs für Anzeigen wie
Blinken und Batteriestatus

J
Batterie, Stromabnehmer / Schleifkontakte für
automatisches Laden

K
Heck-Laserscanner

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