5G hoeksteen van Mercedes’ fabriek van de toekomst

In september opende Mercedes-Benz Factory 56, zijn nieuwe productiesite voor de S-Klasse. De fabriek is echter zo flexibel dat de autobouwer er al zijn modellen kan produceren. Via het lokale 5G-netwerk werken productiesystemen en machines nog slimmer en efficiënter samen.

Alexander Pil
12 februari

Flexibel, digitaal, efficiënt en duurzaam: de hypermoderne fabriek die Mercedes-Benz afgelopen jaar in Sindelfingen opende, belichaamt voor de Duitse autogigant de productie van de toekomst. Met een investering van zo’n 730 miljoen euro zet het bedrijf naar eigen zeggen ‘nieuwe standaarden voor de automotive-industrie’. Factory 56, zoals de fabriek is gedoopt, is 25 procent efficiënter dan eerdere S-Klasse-assemblagelijnen. De site is zo flexibel dat nieuwe modellen – van compact tot suv’s, en van conventionele aandrijving tot plug-in hybride en elektrisch – binnen een paar dagen kunnen worden geïntegreerd in de productielijn. Nu rollen er alleen nog S-Klasse-sedans en zijn verlengde varianten uit de fabriek nabij Stuttgart. Later komen daar ook de Mercedes-Maybach S-Klasse en de volledig elektrisch EQS bij. Omdat de assemblagehal zo flexibel is, kan Mercedes er al zijn modellen laten bouwen, waardoor het ook snel kan inspelen op marktbehoeftes.

Die enorme flexibiliteit bereikt Mercedes-Benz doordat het afscheid heeft genomen van het traditionele lopendebandwerk. De hoekstenen van de nieuwe aanpak zijn de twee zogeheten Teclines, waarin bij elkaar ruim vierhonderd automatisch geleide voertuigen (agv’s) een auto-in-aanbouw door de fabriek vervoeren. De routes van die transportsystemen kan Mercedes eenvoudig aanpassen zodat voor een nieuwe model of een extra feature niet de hele productielijn op de schop hoeft.

Het Mercedes-Benz Cars Operations 360-ecosysteem (MO360) integreert informatie uit de belangrijkste productieprocessen en it-systemen van meer dan dertig Mercedes-fabrieken wereldwijd.

In Factory 56 heeft Mercedes-Benz zijn visie op slimme productie gerealiseerd. Het middelpunt van alle digitalisering is het Mercedes-Benz Cars Operations 360-ecosysteem, dat in de nieuwe fabriek in Sindelfingen voor het eerst optimaal wordt gebruikt. MO360 omvat een familie van softwareapplicaties die via gedeelde interfaces en gestandaardiseerde gebruikersinterfaces zijn verbonden en die realtime data gebruiken om de wereldwijde autoproductie van Mercedes te ondersteunen. MO360 integreert informatie uit de belangrijkste productieprocessen en it-systemen van meer dan dertig Mercedes-fabrieken. Het geeft de Duitse autofabrikant de mogelijkheid om de wereldwijde productie op kpi’s te controleren en te optimaliseren. ‘Ons doel voor het nieuwe ecosysteem is om de productie nog transparanter te maken, onze procedures af te slanken en processen die eerder waren gescheiden naadloos te laten netwerken’, aldus Jörg Burzer, hoofd van Mercedes-Benz Cars Production and Supply Chain Management.

In eigen beheer

Essentieel onderdeel in Mercedes’ streven naar maximale flexibiliteit is een uitgebreid 5G-netwerk. ‘Met Factory 56 bouwen we niet alleen de autofabriek van de toekomst, maar installeren we ook het eerste mobiele 5G-netwerk in een autoproductielijn’, zei Burzer twee jaar geleden toen het bedrijf begon met de uitrol van het netwerk. ‘Als uitvinder van de auto brengen we digitalisering in productie naar een heel nieuw niveau. Met de installatie van een lokaal 5G-netwerk zal de samenwerking tussen alle productiesystemen en machines in de Mercedes-fabrieken nog slimmer en efficiënter worden. Het opent de deuren naar compleet nieuwe productiemogelijkheden.’

Niet alleen de auto’s-in-aanbouw worden op agv’s door de fabriek vervoerd, ook veel onderdelen worden automatisch op het juiste moment aangeleverd.

Mercedes-Benz heeft het 5G-netwerk in zijn Factory 56 opgezet samen met telecomprovider Telefónica Duitsland en netwerkleverancier Ericsson. Begin 2020 is de installatie afgerond en is het netwerk volledig operationeel. Mercedes heeft het nu in eigen beheer genomen en gebruikt zijn eigen, lokale frequentie. ‘Een van de grote voordelen van die opzet is dat we bedrijfsgevoelige productiedata niet hoeven delen met externe partijen’, zegt Daniel Le Roux, manager mechatronische engineering en 5G-expert bij Mercedes-Benz. Het bereik van 5G-antennes is immers beperkt, wat in dit geval juist een voordeel is.

Het terrein van Factory 56 is ruim tweehonderdduizend vierkante meter groot. Hoeveel 5G-antennes Mercedes precies nodig had voor een goede dekking wil het bedrijf niet openbaar maken. ‘We hebben een tweecijferig aantal 5G Small Cell-indoorantennes geïnstalleerd’, houdt Le Roux het vaag. ‘Die dichtheid verzekert naadloze verbindingen tussen alle productie-eenheden. De signalen van die indoorantennes worden gebundeld binnen de productiefaciliteit in een centraal distributiesysteem, de 5G Hub, en vervolgens verwerkt in ons datacenter.’

Papierloos

De ontwikkeling van een eigen 5G-infrastructuur brengt Mercedes veel voordelen. Het state-of-the-art netwerk geeft de autofabrikant bijvoorbeeld de mogelijkheid om productieprocessen te optimaliseren, onder meer door data uit verschillende bronnen te linken. Via het 5G-netwerk krijgt Mercedes bijvoorbeeld realtime informatie over waar alle agv’s zich op de productievloer bevinden. ‘Daardoor kunnen we het logistieke proces beter optimaliseren’, vertelt Le Roux. ‘Met het trackingsysteem weten we ook hoe ver de auto in het proces is en wat er moet gebeuren in de volgende productiestap. We kunnen realtime individuele informatie en werkinstructies sturen die de medewerkers op de productievloer op een scherm of een terminal kunnen bekijken.’ Daarmee is Factory 56 vrijwel papierloos. ‘Deze digitaliseringsstappen leveren een besparing van tien ton aan papier per jaar.’ Overigens zit de trackingfeature nog niet in de 5G-standaard – Mercedes heeft er een apart systeem voor opgezet – maar in de volgende releases wordt de functie ingebouwd.

Door de uitgebreide tracking kan het datacenter het personeel op de fabrieksvloer voorzien van op maat gesneden werkinstructies.

Door 5G te gebruiken in plaats van bijvoorbeeld wifi ontlast Mercedes het wifinetwerk, wat leidt tot meer stabiliteit. ‘De twee technologieën vullen elkaar aan’, aldus Le Roux. ‘We verwachten een toename aan mobiele apparaten met een wifi-aansluiting. Kantoorsystemen zullen steeds vaker het wifinetwerk gebruiken, terwijl productieapparaten vooral met 5G zullen werken.’

Veel industriële gebruikers lopen warm voor de low latency van 5G. Het is namelijk de eerste mobiele standaard die snel genoeg reageert om de ultrakorte cyclustijden in geavanceerde besturingen bij te houden. Hoewel dat in de praktijk nog lastig te realiseren is, belooft 5G een latency in de orde van een milliseconde. Mercedes heeft ook veel profijt van de extreem hoge datasnelheden van 5G, die kunnen oplopen tot meerdere gigabits per seconde.

Le Roux legt uit: ‘Aan het eind van de assemblage ondergaan alle auto’s een uitgebreide serie tests om ervoor te zorgen dat de software en de componenten van de beste kwaliteit zijn. Omdat deze testscenario’s steeds meer software bevatten, moeten er enorm veel gegevens worden uitgewisseld met het datacenter. 5G heeft de capaciteit om die data showers razendsnel te verwerken. Het is de enige manier om bedrade communicatie te vervangen.’

Mercedes heeft het 5G-netwerk in eigen beheer waardoor het gevoelige data niet met derden hoeft te delen.

De ervaring die Mercedes heeft opgedaan in Factory 56 en de lessen die het heeft geleerd, gaat de autobouwer gebruiken bij het design van nieuwe fabrieken. ‘Omdat mobiele netwerken vooral zijn gefocust op de consumentenmarkt, is het belangrijk om onze blik te richten op de industriële behoeftes en om de netwerken te ontwikkelen en optimaliseren zodat ze ook aan die eisen voldoen’, besluit Le Roux.