Hoe produceer je drie soorten aandrijflijnen in één assemblagelijn?

Er vindt een ‘huwelijk’ plaats, maar er klinkt geen walsmuziek. In plaats daarvan hoor je gesis, gebrom en geklop: dat is de achtergrondmuziek van de moderne autoproductie in de Porsche-fabriek in Leipzig. Aan een hanginrichting zakt langzaam de in Oak Green Metallic gespoten carrosserie van een Porsche Macan naar beneden. Haar wederhelft, het chassis met de volledig elektrische aandrijflijn, werd enkele seconden eerder door een zelfrijdend transportsysteem aangeleverd. Als in slow-motion worden beide componenten geheel automatisch samengevoegd en aan elkaar vastgeschroefd, voordat later het interieur wordt ingebouwd.

Dat is het zogenaamde ‘huwelijk’. Overal waar auto’s worden geproduceerd, vormt die samenvoeging het hart van de productie. Tot zover wat gebruikelijk is. Maar het huwelijk in de Porsche-fabriek in Leipzig is buitengewoon. Buitengewoon complex, veelzijdig en efficiënt. In één assemblagelijn worden afwisselend drie verschillende aandrijfconcepten geproduceerd: benzine-, hybride en elektrische auto’s. Per dag worden er momenteel circa 600 kwalitatief hoogwaardige Macans en Panamera’s voor klanten van over de hele wereld gebouwd.

Een fabriek als een uurwerk

Ceremoniemeester van de ‘huwelijken’ is Sebastian Böttcher. De ingenieur draagt de titel ‘planner bedrijfsmiddelen’ en heeft de assemblagelijn samen met een tiental andere Porsche-collega’s uitgedacht. Böttcher is 40 jaar, geboren in Dresden en draagt aan zijn pols iets dat aansluit bij zijn werk: een luxe horloge dat hij zichzelf cadeau deed voor zijn 30e verjaardag. “Kijk eens”, zegt hij terwijl hij de achterkant van speciaal glas laat zien, waardoorheen je de fijne, bewegende onderdelen van het uurwerk ziet. “Onze fabriek is ook een soort uurwerk. Maar dan wel een van een andere dimensie.”

In 2018 werd het sein gegeven om dit uurwerk compleet te herzien. Het bestuur besloot toen om de 100% elektrische Macan de openbare weg op te sturen.

Hij moest in Leipzig worden geproduceerd, en weliswaar in de bestaande assemblagelijn die tot dan toe bedoeld was voor sportwagens met een verbrandingsmotor of hybride aandrijving. Een extra lijn kon onder de gegeven randvoorwaarden niet worden gerealiseerd. “We beseften al snel dat we het bestaande huwelijk en vele andere processen in de fabriek helemaal opnieuw moesten opzetten”, herinnert Böttcher zich. “Een extra aandrijflijn is een kleine wereld op zich, met nieuwe eisen, speciale processen en werktuigen. We moesten veel bijleren.”

Een zeer complex probleem: waar bij het huwelijk van een auto met verbrandingsmotor of een hybride auto de bodemplaat van de carrosserie en het chassis op 20 plekken aan elkaar geschroefd worden, zijn het bij een 100% elektrisch model 50 plekken. Een wijziging die op het eerste gezicht niet spectaculair lijkt. Maar de grootste uitdaging was om deze extra stappen in een en dezelfde assemblagelijn te integreren.

Complex en harmonieus

Om die klus te klaren, moest het team rond Sebastian Böttcher het huwelijk opnieuw vormgeven. Waar vroeger sprake was van vier stappen in de assemblage, die zich uitstrekten over een lengte van 24 meter, waren het nu negen stappen over 60 meter. Er werden zes extra robots en 18 automatische schroefstations geintegreerd. Daarnaast bedacht Porsche, met hulp van externe partners, doelgericht nieuwe oplossingen. Bijvoorbeeld een geautomatiseerd pick-and-place-systeem voor schroeven, dat – afhankelijk van de serie en uitrusting – in een waanzinnig tempo in alle schroevenmaten en -vormen, draaimomenten en -hoeken voorziet. Plus een meetinstrument, waarvoor inmiddels octrooi is aangevraagd. Het rijdt regelmatig door de assemblage om de schroefspillen te controleren, zelfs tijdens de productie. Daardoor is er nauwelijks sprake van stilstandtijden en vertragingen.

Bovendien werd er een speciaal camerasysteem geïnstalleerd: het controleert zelfstandig de oppervlakken van de HV-accu’s van de e-voertuigen op vreemde voorwerpen. Dat kunnen bijvoorbeeld per ongeluk achtergebleven ringetjes of moeren zijn. “Uiteindelijk is er een zeer effectief systeem ontstaan dat naadloos in alle processen van de fabriek is geïntegreerd”, vat Sebastian Böttcher samen. “Natuurlijk valt er voortdurend iets te verbeteren, maar dat is voor ons bij Porsche vanzelfsprekend.”

Kralen aan een ketting

Hoe belangrijk bij de herziening van het huwelijk de blik op het geheel was, wordt duidelijk als je met collega’s van Sebastian Böttcher van andere afdelingen praat. “Bij alles wat we hier doen, speelt het kralenkettingprincipe een cruciale rol”, zegt Denny Schubert van de afdeling Voertuigcontrole. Daarmee wordt bij Porsche een concept bedoeld dat een effectieve bezettingsgraad van de medewerkers waarborgt, de voorraad zo klein mogelijk houdt en waarbij de onderdelen perfect voorgesorteerd worden en op het juiste moment in de assemblage terechtkomen.

“We streven naar een nauwkeurig aangestuurde opeenvolging van de auto’s, net zoals de kralen aan een kralenketting aaneengeregen zijn”, benadrukt Schubert. De Porsche-fabriek in Leipzig plant daarbij doorgaans tien dagen vooruit. Hierdoor kunnen leveranciers hun productie nauwkeurig afstemmen op de vraag van de assemblage en alle onderdelen precies op het juiste moment leveren. Dat is de basisvoorwaarde voor een efficiënte productie, want hier is geen enkele auto hetzelfde. In theorie zijn eindeloos veel combinaties van modellen, aandrijflijnen, afwerkingen en uitrustingsdetails mogelijk.

“De productie van drie soorten aandrijflijnen in één assemblagelijn vergt veel van iedereen hier in de fabriek. Ons werk is zeer gecompliceerd”, vult Martin Reinbacher van Industrial Engineering aan. Voor de 100% elektrische Macan moesten er bijvoorbeeld extra montageconcepten worden geleerd en moest de ergonomie van sommige werkplekken worden aangepast. “Alles hangt met elkaar samen”, aldus Reinbacher.

“We moeten nauw en met veel verschillende afdelingen samenwerken om efficiënte oplossingen te vinden. Maar we zien elke dag weer dat het loont.” Het kralenkettingprincipe dient daarbij als een kompas: het zorgt ervoor dat elke stap in het productieproces is afgestemd op de volgende. Daardoor verloopt de productie ondanks complexe processen uiterst nauwkeurig en nagenoeg vlekkeloos.