Was sind die besten Werkerassistenzsysteme für die Automobilproduktion

Ein Tier-1-Zulieferer führt an drei Vormontagelinien ein Assistenzsystem ein. Die Bewertung war sauber, die Oberfläche überzeugt, die Werker kommen zurecht. Vierzehn Monate später kündigt ein OEM ein Feldproblem an einer Baugruppe an. Gefragt wird nicht, wie gut die Anweisungen aussahen. Gefragt wird, welche Fahrzeuge betroffen sind. Das System kann jeden Montageschritt belegen, aber nur je Auftrag, nicht je Seriennummer. Die Abgrenzung misslingt, der Rückruf wird auf den gesamten Produktionszeitraum ausgeweitet, und die Kosten liegen um ein Vielfaches über dem, was eine bauteilgenaue Zuordnung verursacht hätte.

Das ist der Unterschied zwischen einem guten Werkerassistenzsystem und einem, das für die Automobilproduktion taugt. Beide führen den Werker. Nur eines hält der Nachweiskette stand, die diese Branche verlangt.

Dieser Beitrag beschreibt die sieben Anforderungen, die ausschließlich die Automobilproduktion stellt, vergleicht die Systemklassen nach ihrer Eignung im Bandtakt und zeigt, warum das Anforderungsprofil von OEM, Tier 1 und Tier 2 unterschiedlich aussieht.

Warum die Frage nach dem besten System falsch gestellt ist

Die Suche nach dem besten Werkerassistenzsystem für die Automobilproduktion führt regelmäßig zu Anbieterlisten. Diese Listen sind aus einem strukturellen Grund wenig hilfreich: Es gibt in dieser Branche keinen einheitlichen Anwendungsfall, gegen den sich Systeme ranken ließen.

Eine Hauptmontagelinie im Werk eines Fahrzeugherstellers arbeitet mit Takten von unter einer Minute, hoher Variantenvielfalt und einer Materialbereitstellung, die auf die Sekunde geplant ist. Eine Vormontage beim Tier-1-Zulieferer arbeitet mit längeren Takten, mehr Prüfschritten je Baugruppe und einer Nachweispflicht gegenüber dem Kunden, die den Umfang der Dokumentation bestimmt. Eine Nacharbeitsstation arbeitet ohne festen Takt, dafür mit maximaler Prozessvarianz. Dasselbe System kann in einem dieser drei Fälle die richtige Wahl sein und in den beiden anderen die falsche.

Sinnvoll ist deshalb die umgekehrte Reihenfolge. Zuerst wird das Anforderungsprofil bestimmt, dann werden Systemklassen ausgeschlossen, und erst am Ende werden konkrete Systeme bewertet. Vier Größen bestimmen dieses Profil.

Die Taktzeit bestimmt, wie viel Interaktion das System dem Werker abverlangen darf. Die Variantenzahl bestimmt, ob Abläufe konfiguriert oder programmiert werden. Die geforderte Nachweistiefe bestimmt, ob je Auftrag, je Los oder je Seriennummer erfasst werden muss. Und die Position in der Lieferkette bestimmt, wer die Anforderungen vorgibt und wie streng sie geprüft werden.

Die allgemeinen Auswahlkriterien für Werkerassistenzsysteme, also Integrationsfähigkeit, Konfigurierbarkeit, Werkstattfähigkeit der Hardware und Auditfähigkeit der Nachweise, gelten branchenübergreifend und sind im Beitrag dazu, woran Sie ein gutes Werkerassistenzsystem erkennen, ausführlich behandelt. Dieser Artikel setzt darauf auf und beschreibt ausschließlich die Schicht, die in der Automobilproduktion zusätzlich verlangt wird.

In der Automobilproduktion entscheidet nicht, wie gut ein System führt, sondern wie belastbar es im Feldfall Auskunft gibt.

Amadeus Lederle, Chief Technology Executive, CSP Intelligence GmbH

Die 7 Anforderungen, die nur die Automobilproduktion stellt

Die folgenden sieben Anforderungen entstehen aus dem Normen- und Vertragsgefüge der Branche. Sie sind der Grund, warum Systeme, die in anderen Industrien gut funktionieren, hier durchfallen.

Drei dieser Anforderungen verdienen eine genauere Betrachtung, weil sie in Auswahlprojekten am häufigsten unterschätzt werden.

Anforderung 1 ist das eigentliche Ausschlusskriterium. Die IATF 16949 verlangt in Abschnitt 8.5.2 eine Rückverfolgbarkeit, die im Fehlerfall die Abgrenzung des betroffenen Umfangs erlaubt. Systeme dokumentieren häufig je Fertigungsauftrag, weil das aus dem MES ohne Zusatzaufwand verfügbar ist. Für die Führung genügt das. Für die Abgrenzung nicht: Wenn ein Auftrag zweitausend Baugruppen umfasst und der Fehler zwanzig betrifft, werden zweitausend gesperrt. Wie eine belastbare Rückverfolgbarkeit in der Produktion aufgebaut wird, ist an anderer Stelle beschrieben.

Anforderung 3 wird in Präsentationen nie sichtbar. Ein System, das im Besprechungsraum flüssig wirkt, verhält sich an einer Linie mit fünfzig Sekunden Takt anders. Jeder Bestätigungsdialog, jeder Ladevorgang und jede Netzwerklatenz addiert sich. Rechnen Sie mit einer harten Grenze: Was der Werker zusätzlich zum Montagevorgang bedienen muss, darf im Takt nicht ins Gewicht fallen. Sonst wird es umgangen, und ein umgangenes System dokumentiert nichts.

Anforderung 7 kollidiert mit der Produktlebensdauer von Software. Die neue EU-Produkthaftungsrichtlinie (EU) 2024/2853, umzusetzen bis zum 9. Dezember 2026, verlängert die Haftung bei Spätschäden auf fünfundzwanzig Jahre. Kein Assistenzsystem am Markt hat eine belegte Betriebshistorie über diesen Zeitraum. Die Konsequenz für die Auswahl: Die Nachweisdaten dürfen nicht im Assistenzsystem verbleiben, sondern müssen in eine langzeitsichere Archivierung überführt werden. Was ein nicht abgegrenzter Rückruf kostet, zeigt der Beitrag zum Recall-Management und den Rückrufkosten.

Systemklassen im Vergleich: was im Bandtakt trägt

Statt Produktnamen zu vergleichen, lohnt der Vergleich der Systemklassen. Fünf Klassen kommen in der Automobilproduktion vor, und ihre Eignung unterscheidet sich je Fertigungsbereich deutlich.

Zwei Schlussfolgerungen ergeben sich daraus. Erstens: Die Grenze zwischen digitaler Arbeitsanweisung und Werkerassistenz ist der Punkt, an dem sich die Automotive-Eignung entscheidet. Eine Anweisung zeigt, was zu tun ist. Ein Assistenzsystem prüft, ob es getan wurde, und verhindert die Weitergabe, wenn nicht. Für sicherheitsrelevante Verbindungen ist nur die zweite Variante belastbar.

Zweitens: Die Wahl fällt selten für das gesamte Werk gleich aus. Sinnvoll ist eine gestufte Architektur, also MES-integrierte Assistenz an nachweispflichtigen Stationen, digitale Arbeitsanweisung an unkritischen Stationen und Pick-by-Light als Ergänzung in der Kommissionierung. Entscheidend ist, dass alle Bereiche in dieselbe Datenbasis schreiben, sonst entstehen Brüche in der Nachweiskette. Welche Rolle die MES-Anbindung dabei genau spielt, zeigt der Beitrag zu Werkerassistenzsystemen mit MES-Anbindung.

OEM, Tier 1, Tier 2: drei Anforderungsprofile

Die Position in der Lieferkette verändert das Anforderungsprofil erheblich. Wer diese Unterscheidung überspringt, bewertet Systeme gegen die falschen Kriterien.

Für den OEM ist die Systemverfügbarkeit die dominierende Größe. Ein Assistenzsystem, das die Linie anhält, kostet pro Minute mehr, als die Lizenz im Jahr kostet. Redundanz, lokale Pufferung bei Netzwerkausfall und ein definiertes Verhalten im Störfall gehören deshalb ins Lastenheft, nicht in die Betriebsphase.

Für Tier 1 ist die Reihenfolge umgekehrt. Hier bestimmt das Kundenlastenheft, was dokumentiert werden muss, und dieses Lastenheft ist verhandelt, bevor die Systemauswahl beginnt. Der häufigste Fehler in dieser Gruppe ist, das System zu wählen und danach festzustellen, dass eine geforderte Nachweistiefe nicht abbildbar ist. Lesen Sie die Dokumentationsanforderungen aller relevanten Kunden, bevor Sie ein Lastenheft schreiben.

Für Tier 2 ist die Konfigurierbarkeit entscheidend. Bei vielen Varianten und kleinen Losen wird jedes System unwirtschaftlich, das für jede Änderung einen Dienstleister braucht. Rechnen Sie hier nicht die Anschaffung, sondern die Variantenpflege über fünf Jahre.

Schraubfälle als Härtetest der Assistenz

Kaum ein Bereich zeigt die Automotive-Eignung eines Assistenzsystems so deutlich wie die Verschraubung. Die VDI/VDE 2862 Blatt 1 klassifiziert Schraubfälle nach dem Risiko, das ein Versagen der Verbindung auslöst. Klasse A umfasst Verbindungen, deren Versagen unmittelbar Personen gefährdet, Klasse B solche mit Funktionsausfall oder Folgeschaden, Klasse C die übrigen. Aus der Klasse leiten sich die Mindestanforderungen an Werkzeug, Überwachung und Dokumentation ab.

Für das Assistenzsystem bedeutet das drei konkrete Fähigkeiten.

Werkzeugfreigabe als Verriegelung

Der Schrauber wird erst freigegeben, wenn der vorhergehende Schritt korrekt abgeschlossen ist, und für die Verschraubung wird das richtige Programm gewählt. Ein Hinweis auf dem Bildschirm, welches Programm zu wählen ist, erfüllt diese Anforderung nicht. Bei Klasse-A-Verbindungen ist die physische Verriegelung der Unterschied zwischen Absicherung und Empfehlung.

Erfassung der Prozessgrößen

Drehmoment, Drehwinkel, Zeitpunkt, Werkzeugkennung und Werkerkennung gehören zum Nachweis, zugeordnet zur Seriennummer des Bauteils und zur Verschraubungsstelle. Erst diese Zuordnung erlaubt später die Analyse, ob ein Muster in den Verschraubungskurven auf ein systematisches Problem hinweist.

Reaktion auf NOK

Ein nicht bestandener Anzugsvorgang darf nicht als Hinweis enden. Das System muss die Weitergabe des Bauteils blockieren und den definierten Nacharbeitsweg auslösen, dokumentiert mit Ursache und Ergebnis. Systeme, die NOK-Fälle lediglich protokollieren, erzeugen im Audit die unangenehmste aller Situationen: einen dokumentierten Fehler ohne dokumentierte Reaktion.

Die Anforderungen im Detail und die Zuordnung der Klassen sind im Beitrag zu den Schraubfallklassen nach VDI/VDE 2862 aufgeschlüsselt.

Einführung: Pilotlinie, Rollout, internationale Standorte

Die Einführung in der Automobilproduktion unterscheidet sich von anderen Branchen vor allem durch das Risiko: Ein Fehler in der Konfiguration hält keine Werkbank an, sondern eine Linie.

Pilotlinie richtig wählen. Der verbreitete Reflex ist, mit der einfachsten Station zu beginnen. Das erzeugt schnelle Erfolge und wenig Erkenntnis. Sinnvoller ist eine Station mit mittlerer Komplexität, mindestens einer nachweispflichtigen Verschraubung und realer Variantenvielfalt. Nur dort zeigt sich, ob das System das Anforderungsprofil trägt.

Parallelbetrieb einplanen. Für die erste Phase laufen bisheriges Verfahren und Assistenzsystem parallel. Das kostet Aufwand, verhindert aber, dass ein Konfigurationsfehler zu einem Nachweisloch führt. Definieren Sie vorab, welches Verfahren im Konfliktfall gilt.

Rollout über Standorte. Sobald der zweite Standort hinzukommt, wird aus einem Konfigurationsprojekt ein Governance-Thema. Wer pflegt die Ablaufbibliothek? Welche Abläufe sind global verbindlich, welche lokal anpassbar? Ohne diese Festlegung entstehen innerhalb eines Jahres Varianten desselben Ablaufs, die sich nicht mehr vergleichen lassen.

Sprache und Verständlichkeit. In international besetzten Montageteams ist die Sprachversion kein Komfortmerkmal. Prüfen Sie, ob Abläufe mehrsprachig verwaltet werden, ohne dass je Sprache ein eigener Ablauf entsteht. Sonst vervielfacht sich der Pflegeaufwand mit jeder Sprache.

Betriebsrat und Datenschutz früh einbinden. Ein System, das Werkerkennung und Zeitstempel je Schritt erfasst, ist mitbestimmungsrelevant. Wer diese Gespräche erst nach der Auswahl beginnt, verliert Monate. Der wirksamste Einstieg ist die klare Trennung: Die Daten dienen dem Bauteilnachweis, nicht der Leistungsbewertung, und diese Zweckbindung wird technisch abgesichert.

Ein realistischer Zeitplan sieht für Anforderungsprofil und Auswahl zwei bis drei Monate vor, für den Pilotbetrieb an einer Linie weitere zwei bis drei Monate. Der Rollout über weitere Linien verläuft danach deutlich schneller, weil die Ablaufbibliothek steht.

Werkerassistenz im Manufacturing OS

Das Manufacturing OS von CSP bündelt Prozessdatenmanagement, Werkerführung, Werkzeugprüfung und Langzeitarchivierung in einer Plattform. Die Werkerführung übernimmt darin das Modul PGX.

PGX führt den Werker schritt- und variantengesteuert durch den Montagevorgang. Die Variante kommt aus dem Fertigungsauftrag, nicht aus einer Auswahlliste. Jeder Schritt wird mit Zeitstempel und Werkerkennung erfasst und der Seriennummer des Bauteils zugeordnet, nicht dem Auftrag. Kritische Schritte werden verriegelt: Werkzeuge und Materialbehälter geben erst frei, wenn der Vorschritt korrekt abgeschlossen ist, und die Weitergabe eines Bauteils wird bei NOK blockiert.

Für Verschraubungen bindet PGX Schrauber und Prüfmittel herstellerunabhängig an und erfasst Drehmoment, Drehwinkel und Programmkennung je Verschraubungsstelle. Über die gemeinsame Datenbasis mit dem Modul QST für die Werkzeugprüfung und CHRONOS für die Langzeitarchivierung bleibt der Nachweis über die geforderten Zeiträume verfügbar, auch wenn das Assistenzsystem selbst einmal wechselt.

CSP arbeitet seit über drei Jahrzehnten mit deutschen Automobilherstellern und Zulieferern zusammen. Zu den Anwendern zählen unter anderem die BMW Group, MAN Truck & Bus und die Mercedes-Benz AG. Einen Einblick in die Branchenlösung gibt die Seite zu Automotive und Nutzfahrzeugen.

Häufig gestellte Fragen

Was sind die besten Werkerassistenzsysteme für die Automobilproduktion?

Ein produktbezogenes Ranking führt in dieser Branche in die Irre, weil sich die Anwendungsfälle stark unterscheiden. Geeignet sind Systeme, die je Seriennummer erfassen, Schraubfälle nach VDI/VDE 2862 durch Werkzeugverriegelung absichern, die Variante aus dem Fertigungsauftrag ziehen und bidirektional an MES und Qualitätsdaten angebunden sind. Für die Hauptlinie kommt die Taktzeitfähigkeit hinzu, für Zulieferer die vom Kunden vorgegebene Nachweistiefe. Bestimmen Sie zuerst dieses Profil, dann lassen sich Systeme belastbar vergleichen.

Welche Norm regelt die Anforderungen an Werkerassistenz in der Automobilindustrie?

Es gibt keine Norm, die Werkerassistenzsysteme direkt regelt. Maßgeblich sind die Anforderungen, die sie erfüllen müssen: Die IATF 16949 fordert in Abschnitt 8.5.2 eine Rückverfolgbarkeit, die die Abgrenzung im Fehlerfall erlaubt, und in Abschnitt 7.5.3.2.1 die Aufbewahrung der Aufzeichnungen. Die VDI/VDE 2862 Blatt 1 regelt die Mindestanforderungen an Schraubverbindungen nach Risikoklasse. Das VDA 6.3 Prozessaudit prüft, ob die Prozesseinhaltung nachweisbar ist. Hinzu kommen kundenspezifische Anforderungen aus den Lastenheften der OEM.

Was unterscheidet ein Werkerassistenzsystem von einer digitalen Arbeitsanweisung?

Eine digitale Arbeitsanweisung zeigt den variantenrichtigen Arbeitsschritt an und dokumentiert allenfalls die Bestätigung durch den Werker. Ein Werkerassistenzsystem prüft die Ausführung und greift ein, bevor ein Fehler weitergetragen wird. Konkret heißt das: Werkzeuge und Materialbehälter geben erst nach korrektem Vorschritt frei, und die Weitergabe eines Bauteils wird bei nicht bestandenem Prüfschritt blockiert. Für sicherheitsrelevante Verbindungen in der Automobilproduktion ist nur die zweite Variante belastbar, weil ein Hinweis im Takt übergangen werden kann.

Warum ist die Erfassung je Seriennummer so entscheidend?

Weil sie über die Kosten im Feldfall entscheidet. Wird je Fertigungsauftrag erfasst und tritt ein Fehler an wenigen Baugruppen auf, lässt sich der betroffene Umfang nicht eingrenzen. Gesperrt wird dann der gesamte Auftrag oder der gesamte Produktionszeitraum. Die IATF 16949 verlangt in Abschnitt 8.5.2 ausdrücklich eine Rückverfolgbarkeit, die diese Abgrenzung erlaubt. Ein System ohne Seriennummernbezug verursacht im Ernstfall ein Vielfaches der vermeidbaren Kosten.

Wie schnell muss ein Werkerassistenzsystem im Bandtakt reagieren?

Es gibt keinen normativen Grenzwert, aber eine praktische Regel: Die Interaktion mit dem System darf im Takt nicht ins Gewicht fallen. Bei Takten unter sechzig Sekunden bedeutet das, dass Statuswechsel unmittelbar erfolgen und keine zusätzlichen Bestätigungsdialoge eingebaut werden, die nicht der Absicherung dienen. Prüfen Sie die Reaktionszeit im Pilotbetrieb an einer echten Linie, nicht in der Demo. Wird ein System als Bremse wahrgenommen, wird es umgangen, und ein umgangenes System liefert keinen Nachweis.

Eignet sich ein Werkerassistenzsystem auch für Zulieferer mit kleinen Losgrößen?

Ja, unter einer Bedingung: Die Abläufe müssen ohne externen Dienstleister konfigurierbar sein. Bei hoher Variantenzahl und kleinen Losen entsteht der Hauptaufwand nicht in der Einführung, sondern in der laufenden Variantenpflege. Ein System, bei dem jede neue Variante ein Projekt auslöst, wird in diesem Umfeld unwirtschaftlich. Ein System, in dem der eigene Qualitäts- oder Fertigungsbereich neue Abläufe selbst anlegt, spielt seine Stärke genau hier aus.

Wie lange müssen die Nachweise aus dem Werkerassistenzsystem aufbewahrt werden?

Die IATF 16949 verlangt in Abschnitt 7.5.3.2.1 die Aufbewahrung für die Dauer der aktiven Serienproduktion zuzüglich eines Kalenderjahres, sofern der Kunde nichts anderes fordert. OEM-Lastenhefte gehen regelmäßig darüber hinaus, häufig fünfzehn Jahre. Die neue EU-Produkthaftungsrichtlinie (EU) 2024/2853, umzusetzen bis zum 9. Dezember 2026, verlängert die Haftung bei Spätschäden auf fünfundzwanzig Jahre. Diese Zeiträume überschreiten die Lebensdauer der meisten Assistenzsysteme. Die Nachweise gehören deshalb in eine Langzeitarchivierung, nicht in die Datenbank des Assistenzsystems.