BMW Motorrad Fertigungsprozess: Innovation und Technologie im Fokus

Die BMW Group setzt sowohl bei Automobilen als auch bei Motorrädern auf Leichtbau und einen intelligenten Mix unterschiedlicher Materialien mit Carbon als bedeutendem Werkstoff.

Das BMW-Werk Landshut: Ein Innovationshub

Mitte Mai präsentierte das BMW-Werk Landshut beim „Smart Factory Day“ seine vernetzte und datengetriebene Produktion von Komponenten. Es ist das größte Komponentenwerk der BMW Group und kaum ein BMW, Mini, Rolls-Royce oder BMW-Motorrad rollt irgendwo auf der Welt vom Band ohne Komponenten „made in Landshut“.

Knapp 100 Kilometer nordöstlich von München werden Gelenkwellen, Leichtmetallgussteile, Kunststoff- und CFK-Teile, Cockpits und Sondermotoren gefertigt. Demnächst läuft zudem die Serienfertigung des „BMW Energy Masters“ an, der zentralen Steuereinheit der Neuen Klasse - ein Technik-Highlight auch mit Blick auf die Digitalisierung der Fertigung.

„Wir setzen technischen Fortschritt nicht nur um, sondern gestalten ihn aktiv mit, um unsere Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu sichern“, erläuterte Standortleiter Thomas Thym bei der Begrüßung der rund 120 Teilnehmerinnen und Teilnehmer des „Smart Factory Day“.

„Hinter jedem digitalen Auto muss auch eine digitale Fabrik stehen“, zeigte sich Thym überzeugt. Das Werk Landshut nutze modernste Technologien und „nimmt so eine zentrale Rolle als Innovationshub innerhalb der Automobil- und Zuliefererindustrie ein“, führte er aus. Darüber hinaus kommen digitale Prozesssteuerung und vernetzte Produktionsanlagen zum Einsatz, um die Produktivität zu erhöhen und die Qualität zu verbessern.

Ein wichtiger Baustein der Digitalisierungsstrategie ist das Transformationsprogramm „Shopfloor.Digital“. Das Ziel ist die Harmonisierung der Fertigungsprozesse und IT-Systeme weltweit über alle 30 Produktionsstandorte hinweg.

Das Unternehmen baut eine moderne, cloudbasierte IT-Architektur auf und setzt auf Prozessautomatisierung und KI-Lösungen. „Lean before digital“, lautet die Vorgabe. BMW treibt deshalb parallel die Digitalisierung der Lean-Management-Ansätze voran.

Vernetzte Liefer- und Produktionsketten

Mithilfe von Sensoren, Echtzeitdaten und KI-gesteuerten Prozessen optimiert das Werk Landshut seine Lieferketten, Materialflüsse und Produktionsprozesse. Die Vernetzung der Produktionsstandorte mit den Zulieferern wird dadurch noch enger, mit dem Ziel, Engpässe zu vermeiden und Ressourcen zu schonen.

Ein Beispiel hierfür ist die Produktion des „BMW Energy Masters“, der zentralen Steuereinheit der Hochvoltbatterie für die Fahrzeuge der Neuen Klasse. Inline-Überwachungen, unter anderem mit KI-basierten Kamerasystemen, sowie 100-prozentige End-of-Line Systemprüfungen in einer Sauberraumumgebung erfüllen die extrem hohen Qualitätsanforderungen.

Das Werk Landshut versorgt mit der hochkomplexen Steuereinheit künftig alle Batteriemontagewerke weltweit, in denen das Steuergerät in einem finalen Montageschritt auf der Hochvoltbatterie montiert wird.

Cockpit-Montage im BMW Motorrad Fertigungsprozess

Auch in der Produktion von Cockpits für die 5er- und 7er-Montage in Dingolfing setzt das Werk Landshut auf Automatisierung und Digitalisierung. Bei der letzten Qualitätskontrolle werden rund 50 Qualitätsmerkmale in nur 30 Sekunden geprüft. Danach werden die Cockpits vollautomatisch verpackt. Autonome Transportsysteme übernehmen den Weitertransport. Diese bewegen sich eigenständig, ohne auf ein externes Leitsystem angewiesen zu sein.

Leichtmetallgießerei

In der Leichtmetallgießerei werden aktuell in einer Vorserienproduktion Gehäuse aus Aluminiumguss für die Elektromotoren der Neuen Klasse produziert. Um die hohen Qualitätsstandards durchgängig zu gewährleisten, setzt BMW unter anderem Computer-Tomographie ein. Jedes Gehäuse durchläuft einen KI-gestützten, vollautomatischen CT-Scan. Innerhalb von nur 42 Sekunden werden dabei 2.400 Einzelaufnahmen erstellt und zu einem 3D-Modell des Bauteils rekonstruiert.

ZDSC Campus

Im ZDSC Campus, kurz für „Zero Defect Supply Chain“, schult BMW Zulieferer interaktiv in Themen wie Shopfloor-Management, Produktionssystem und Digitalisierung. Ziel ist, gemeinsam mit den Partnern ein stabiles Produktionssystem mit aufzubauen. Auf diesem Weg werden Partner und Zulieferer aktiv in die digitale Transformation eingebunden.

AI LAb

Das AI LAb - das große „A“ in LAb ist Absicht: „LA“ für Landshut - ist ein neuer Innovations- und Kollaborations-Space, der es allen Beschäftigten des Werks ermöglicht, neue KI-basierte Technologien anhand anwendungsorientierter Beispiele auszuprobieren und zu erlernen.

Carbon-Hinterradschwinge: JEC Innovation Award für BMW Motorrad

BMW Motorrad hat für die Entwicklung und Herstellung einer Hinterradschwinge aus Carbon den JEC Innovation Award 2018 erhalten. Die Preisverleihung fand im Rahmen der JEC World Anfang März in Paris statt.

Mit einer Hinterradschwinge aus Carbon, die ebenfalls in einem industriellen Herstellungsverfahren entsteht, geht BMW Motorrad nun einen weiteren Schritt in Richtung Leichtbau. BMW Motorrad Projektleiter Elmar Jäger sagt zur Konzeptentwicklung: "Wir haben uns für dauerbelastete Fahrwerkskomponenten entschieden, da diese besonders hohe Anforderungen stellen.

Auf diese Weise hat BMW eine kostengünstige Bauweise realisiert, die je nach Anforderungen skalierbar ist, indem mehr oder weniger "starke" Endlosfasern in das gleiche Werkzeug eingelegt werden.

Joachim Starke erläutert das neue Fertigungsverfahren und seine Vorteile: "Neben Gewichtsvorteilen und erheblicher Kostenreduzierung ist es uns gelungen, eine Technologie zu entwickeln, die es ermöglicht, durch unterschiedliche Composite- und Metall-Einleger die Bauteileigenschaften gezielt einzustellen."

„Mit diesem Projekt am Beispiel der Hinterradschwinge hat BMW Motorrad eine Vorreiterrolle in der Fahrzeugindustrie übernommen.

Additive Fertigung im Rennsport

Sowohl beim Prototyping als auch bei Endbauteilen setzt BMW Motorrad Motorsport auf den Einsatz von 3D-Druck. Das BMW Motorrad WorldSBK Team setzt bei der Verbesserung ihrer Rennmaschinen auf 3D-Druck. So können neue Komponenten und Prototypen an einem Rennwochende vor Ort 3D-gedruckt werden.

Um das Beste aus ihren Maschinen herauszuholen, arbeiten die Ingenieure und Mechaniker von Rennsportteams daher oft bis kurz vor Rennstart an den Fahrzeugen. Dabei können kleinste Bauteiländerungen oder Anpassungen an die jeweilige Rennstrecke ausschlaggebend sein.

In der Regel läuft der Konstruktionsprozess bei einem Bauteil so ab: Die Ingenieure entwickeln neue Komponenten, diese werden dann am Rechner simuliert, aus Metall oder Karbon gefertigt, am Motorrad verbaut und dann auf der Rennstrecke getestet. Mit 3D-Druck ist es dagegen möglich, neue Komponenten direkt an der Rennstrecke zu entwickeln, herzustellen und zu testen.

„Mit dieser Technologie können wir schnell und effizient Verbesserungen an den Motorrädern vornehmen. Die Weiterentwicklung eines WorldSBK-Bikes ist ein fortlaufender Prozess, und häufig sind es kleine Details, die ein Motorrad besser machen“, sagt BMW Motorrad Motorsport Direktor Marc Bongers.

Dazu nutzt das Team Daten, die während des Rennwochenendes gewonnen und direkt ausgewertet werden. Außerdem können Anregungen von Fahrern und Mechanikern in den Prozess einfließen.

Das Team profitiert außerdem davon, dass Komponenten, die nicht additiv gefertigt werden, durch 3D-gedruckte Prototypen schnell verbessert werden können. Dazu wird zunächst ein ‚Dummydruck‘ der Komponente erstellt, welcher anschließend analysiert und angepasst wird.

„Mit 3D-Druck können hingegen schnell und kostengünstig Bauteile erstellt und im laufenden Prozess optimiert werden. Sobald das Bauteil so ist, wie wir es brauchen, schicken wir die finalen Daten an die Werkstatt, die es dann aus dem geeigneten Material, meist Metall oder Karbon, für den Renneinsatz fertigt.“

Schnelle Anpassungen dank 3D-Druck

Wie schnell und effizient dieses Verfahren ist, zeigt ein Beispiel vom WorldSBK-Double-Header im spanischen Jerez und im portugiesischen Portimão. In Jerez wurde auf Basis der Fahrdaten eine Optimierung an der Umlenkung des hinteren Federbeins vorgenommen. Ein 3D-Druckteil wurde im Fahrzeug probeverbaut und getestet. Die finalen Daten wurden an den Lieferanten geschickt, welcher auf dieser Basis an den rennfreien Tagen eine neue Umlenkung anfertigte. Wenige Tage später, pünktlich zum Start des nächsten Rennwochenendes in Portimão, war sie verfügbar und konnte an der BMW S 1000 RR verbaut werden.

Und falls kleinere, leicht belastete Bau- oder Ersatzteile nachproduziert werden müssen, kann dies sogar komplett vor Ort mit dem 3D-Drucker gemacht werden.

Additive Manufacturing Campus

Sollten die Möglichkeiten des Druckers vor Ort jedoch nicht ausreichen, greift BMW auf die Möglichkeiten des hauseigenen Additive Manufacturing Campus zurück.

Über diese Schiene hat das Team Zugriff nicht nur auf die beratenden 3D-Druck-Experten, sondern auch auf eine umfassende Palette von Druckverfahren sowie verschiedenen Materialien für verschiedenen Anwendungen. Die Fertigung der Komponenten kann direkt von der Strecke über die BMW eigenen Systeme ausgelöst werden.

Touratech: Innovation und Fertigung für BMW Motorrad

Touratech setzt konsequent auf »Made in Germany«. Touratech investiert kontinuierlich in den Standort Niedereschach, um modernste Produktionsprozesse und eine reibungslose Logistik zu gewährleisten. Die von Touratech eingesetzten Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren zählen zu den besten und schnellsten auf dem Markt.

Mit herkömmlichen Kunststoffkoffern hat das Vario Gepäcksystem von BMW Motorrad bis auf den Werkstoff nur mehr wenig gemein. Die Koffer verfügen über eine Innenbeleuchtung, Funkfernbedienung für den Schließmechanismus mittels Fahrzeugschlüssel sowie - als absolute Weltneuheit - eine stufenlose Volumenregulierung.

Um die anspruchsvolle Technik in der Serie auf gleichbleibend hohem Niveau zu fertigen, implementierte Touratech einen hochgradig standardisierten und transparenten Fertigungsprozess.

Parallel zur Fertigung für das riesige Produktportfolio unter der eigenen Marke ist Touratech seit drei Jahrzehnten ein wichtiger Lieferant für die Motorradindustrie. Premiummarken wie BMW, Ducati und KTM vertrauen auf die sprichwörtliche Touratech Qualität und lassen Produkte für ihr Originalzubehörprogramm am Standort Niedereschach fertigen.

Rund 150 Kolleginnen und Kollegen fertigen im Dreischichtbetrieb in einer eigenen Montagelinie bis zu 1.650 Alukoffer pro Woche für BMW Motorrad.

Über 100 Kriterien umfasst die umfangreiche End-of-Line-Prüfung, der jeder einzelne Koffer unterzogen wird, bevor er das Werk verlässt. So ist bereits das Handling des Rohmaterials voll automatisiert, um Beschädigungen der Oberflächen zu vermeiden. Geschnitten werden die Aluminiumbleche ausschließlich per Laser.

Trotz des hohen Automatisierungsgrads werden in der Kofferfertigung zahlreiche qualifizierte Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter benötigt. Das gilt für die Bedienung und Überwachung der Bearbeitungszentren ebenso wie für den Zusammenbau der einzelnen Komponenten. Beim Zusammenbau der ausgefeilten Konstruktion ist höchste Präzision gefragt.

Zahlreiche Premiumhersteller wie BMW, Ducati oder KTM lassen bei Touratech Koffer für das eigene Original-Zubehörprogramm fertigen.

Touratech setzt für die Sitzbankwanne auf das bewährte Resin Injection Moulding, kurz RIM. Bei diesem Verfahren werden zwei Komponenten eines Kunstharzes gemischt und in eine Form gespritzt, wo sie rasch aushärten.

Essenziell für den Komfort einer Motorradsitzbank ist die Qualität des Schaumkernes. Die exakte Form des Sitzbankkerns, die eine ergonomisch korrekte und komfortable Sitzposition ermöglicht, wird für jedes Motorradmodell in einem aufwendigen Prozess festgelegt.

Das Anbringen des Bezugs ist der finale Arbeitsschritt in der Sitzbankfertigung. Erfahrung und Fingerspitzengefühl sind notwendig, um die Stoffe in bester Sattlermanier straff und faltenfrei auf den Kern aufzuziehen.

Insgesamt sind in der Touratech Fertigung jetzt 11 Schweißroboter im Einsatz.

Hier hat Touratech mit der Firma Crew68 GmbH einen langjährigen Partner an Bord, der in den ersten Jahren dieses Verfahren inhouse entwickelt und umgesetzt hat.

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