Stückliste und Arbeitsplan für Drohnen: 50 Quadrocopter, 199 Motoren

Der Plan sagt: 50 Quadrocopter bis Freitag. Jeder braucht vier Motoren, also 200 Motoren, und das Lager zeigt 199. Passt schon? Nein. Mit drei Motoren fliegt keine Drohne, der Plan steht also bestenfalls bei 49. Und wie sich gleich zeigt, ist der Motor nicht einmal das eigentliche Problem.

Eine Drohnen-Stückliste führt alle Teile, Baugruppen und sogar Firmware-Versionen auf, die für eine Drohne nötig sind, jeweils mit Menge. Ein Arbeitsplan für die Drohnenmontage legt die Folge der Montage- und Prüfarbeitsgänge fest, den Arbeitsplatz für jeden Arbeitsgang und die Zeit dafür. Die Stückliste sagt Ihnen, ob Sie bauen können; der Arbeitsplan sagt, wann und wo.

So sieht eine Drohnen-Stückliste aus

Nehmen wir einen Inspektions-Quadrocopter, Modell Q7, in zwei Ausführungen: mit Tageslichtkamera oder mit Wärmebildkamera. Seine Fertigungsstückliste hat drei Stufen:

• Stufe 0: Quadrocopter Q7, 1 Stk.
• Stufe 1: Baugruppe Rahmen, 1 Stk.
• Carbon-Ausleger × 4, Zentralplatte × 2, Landegestell × 1, Schrauben M3 × 32
• Stufe 1: Antriebssatz, 4 Stk.
• bürstenloser Motor × 1, Motorregler (ESC, Electronic Speed Controller) × 1
• Stufe 1: Flugsteuerung, Firmware v2.3, 1 Stk.
• GNSS-Modul × 1, Funkmodul × 1
• Propeller × 8 (4 an der Drohne, 4 als Ersatz im Koffer)
• Akkupack 6S × 2
• Nutzlast: Tageslichtkamera oder Wärmebildkamera, 1 Stk.
• Transportkoffer × 1

Zwei Positionen verdienen einen genaueren Blick.

Firmware ist eine Stücklistenposition. Eine Flugsteuerung mit v2.3 ist nicht dasselbe Teil wie eine mit v2.2. Sie verhält sich anders, braucht womöglich eine andere Kalibrierung, und mancher Kunde hat nur eine bestimmte Version zertifiziert. Steht die Version nur im Kopf eines Entwicklers, liefern Sie am Ende einen Mix aus.

Die Nutzlast ist eine Option, kein festes Teil. Ein Auftrag über 50 Stück kann aus 30 Drohnen mit Tageslicht- und 20 mit Wärmebildkamera bestehen. Die Stückliste muss diese Auswahl abbilden, sonst bestellt die Disposition von jeder Kamera 50 Stück. Wie solche Varianten beherrschbar bleiben, zeigt der Beitrag zu Materialstammdaten und Varianten.

Baubarkeit prüfen: die Kit-Rechnung

Bevor die erste Schraube angezogen wird, prüft der Planer, wie viele vollständige Kits vorhanden sind. Die Regel ist einfach: Für jede Komponente den verfügbaren Bestand durch den Bedarf pro Drohne (einschließlich Ausschusszuschlag) teilen, abrunden und das kleinste Ergebnis nehmen.

Für den Auftrag über 50 Stück (30 Tageslicht, 20 Wärmebild):

• Motoren: 199 verfügbar ÷ 4 = 49,75 → 49
• Propeller: 8 pro Drohne + 3 % Bruch bei Testflügen = 8,24. 420 ÷ 8,24 = 50,97 → 50
• Schrauben M3: 32 + 5 % Verlust an der Werkbank = 33,6. 2.000 ÷ 33,6 = 59,5 → reicht für alle 50
• Akkus: 120 auf Lager, davon 30 nach einer Zellspannungsprüfung in Qualitätssperre. 90 ÷ 2 = 45
• Wärmebildkameras: 17 auf Lager für 20 Wärmebilddrohnen → nur 17 mit Wärmebild, also 30 + 17 = 47

Die Antwort lautet 45, und die Grenze setzen die Akkus, nicht die Motoren. Um alle 50 auszuliefern, fehlen ein Motor, zehn freigegebene oder neue Akkus und drei Wärmebildkameras. Das ist der abhängige Bedarf des Auftrags, berechnet aus der Stückliste – und genau das sollte die Materialbedarfsplanung (MRP) am Montag melden, nicht die Werkbank am Donnerstag. Den größeren Zusammenhang, also Baubarkeit und warum halbfertige Geräte teuer sind, beschreibt der Beitrag zur Montageplanung.

Was ein Arbeitsplan für die Drohnenmontage enthält

Der Arbeitsplan für die Q7 pro Drohne, Arbeitsgang (AG) für Arbeitsgang:

1. AG 10 – Kommissionierung, Lager: 10 min
2. AG 20 – Rahmenmontage, Werkbank A: 25 min
3. AG 30 – Motoren montieren und Regler anlöten, Werkbank B: 40 min
4. AG 40 – Elektronik und Verkabelung (Flugsteuerung, GNSS, Funk), Werkbank B: 30 min
5. AG 50 – Firmware flashen und konfigurieren, Programmierplatz: 15 min
6. AG 60 – IMU- und Kompasskalibrierung, Kalibrierplatz: 20 min
7. AG 70 – Testflug, Flugkäfig: 25 min
8. AG 80 – Nutzlast montieren, Endprüfung, Verpackung, Werkbank C: 20 min

Summe: 185 Minuten pro Drohne. Für 45 Drohnen sind das 45 × 185 = 8.325 Minuten, rund 139 Stunden Arbeit.

Der Arbeitsplan zeigt auch, wo die Woche eng wird. AG 30 und AG 40 brauchen beide Werkbank B: 70 Minuten pro Drohne, 45 × 70 = 3.150 Minuten. Zwei Lötplätze mit je 450 produktiven Minuten pro Schicht ergeben 900 Minuten am Tag, Werkbank B ist also 3,5 Tage belegt. Der Flugkäfig braucht 45 × 25 = 1.125 Minuten, also 2,5 Tage. Alles andere passt problemlos. Auch die Reihenfolge der Arbeitsgänge zählt: Den Kompass kann man erst kalibrieren, wenn die Verkabelung endgültig ist, denn jedes Kabel in seiner Nähe verfälscht den Messwert.

Mythos: „Die Teileliste aus dem CAD ist die Drohnen-Stückliste“

Das CAD-Modell liefert die Konstruktionsstückliste. Sie ist nach Funktionen gegliedert: Antrieb, Avionik, Struktur. Sie enthält keine Firmware-Version, keine Ersatzpropeller, kein Lötzinn und keinen Schrumpfschlauch, keinen Transportkoffer und keine Kalibrierung.

Die Fertigungsstückliste ist danach gegliedert, wie die Drohne gebaut wird. Denken Sie an ein LEGO-Set mit nummerierten Tüten: Tüte 1 enthält alles für den ersten Bauabschnitt, Tüte 2 alles für den nächsten. Kommissionierung pro Arbeitsgang heißt: Werkbank B bekommt genau die Motoren, Regler und Kabel, die sie braucht, und niemand läuft mitten in der Arbeit ins Lager.

Seriennummern und technische Änderungen

Jede Q7 bekommt eine Seriennummer, und die Bauzustandsdokumentation verknüpft sie mit der Seriennummer der Flugsteuerung, der Firmware-Version und der Motorcharge. Meldet ein Kunde ein Problem mit der Drohne Q7-0231, wissen Sie genau, was darin verbaut ist.

Änderungen gibt es ständig. Firmware v2.4 behebt einen GNSS-Fehler, also gibt die Entwicklung eine ECN (Engineering Change Notice, Änderungsmitteilung) heraus: v2.4 ab Seriennummer Q7-0231. Diese Änderung gehört mit einem Einsatzpunkt in die Stückliste, nicht in eine E-Mail. Sonst flasht der Programmierplatz weiter v2.3, weil es so in der Kitliste steht.

So sieht das in factory.online aus

In factory.online zeigt der Q7-Auftrag seine mehrstufige Stückliste mit Rahmen und Antriebssatz als Baugruppen. Die MRP löst 50 Drohnen in 200 Motoren und 100 Akkus auf und verknüpft jeden Fehlbestand, auch die 30 gesperrten Akkus, mit diesem Auftrag. Die acht Arbeitsgänge liegen im Gantt-Diagramm, und Werkbank B erscheint als ausgelastete Ressource. Sobald Drohnen den Testflug bestanden haben, zeigen die Fertigmeldungen, was wirklich fertig ist.

Wenn Ihre Drohnen-Stückliste im CAD liegt und Ihr Arbeitsplan auf einem Whiteboard, vereinbaren Sie eine Demo und bringen Sie ein Modell mit.