Die Fertigungsstätte von BMW in Spartanburg, South Carolina – das weltweit größte Produktionswerk des Unternehmens und einzige Herstellerstandort für die X-Serie – sah sich wachsenden betrieblichen Anforderungen in ihren hochräumigen Montage- und Karosseriehallen gegenüber. Bei Raumhöhen zwischen 9 und 15 Metern sowie strengen Anforderungen an Farbwiedergabe, Blendungskontrolle und Betriebszuverlässigkeit war das veraltete Hochleistungs-Halogen-Metall-Dampf-Lampensystem mit 400 W nicht mehr tragfähig. Häufige Lampenausfälle, ungleichmäßige Lichtverteilung und geringe Energieeffizienz beeinträchtigten die Sehschärfe während präziser Schweißarbeiten, der Kalibrierung von Robotern und der Endkontrolle. Unser Team arbeitete eng mit der Facility-Engineering-Gruppe von BMW zusammen, um eine maßgeschneiderte industrielle LED-Hochbaysystem-Lösung für 11 000 Quadratmeter kritischer Produktionszonen zu entwickeln und zu installieren – mit messbaren Verbesserungen bei Sicherheit, Qualitätssicherung und Gesamtbetriebskosten.
Die zentralen Herausforderungen bezogen sich auf drei miteinander verbundene Faktoren: visuelle Leistung ,operationelle Widerstandsfähigkeit , und die nachhaltigkeitskonformität erstens wiesen die Metalldampflampen eine erhebliche Lichtstromabnahme auf (bis zu 40 % nach 6.000 Betriebsstunden), was zu einer ungleichmäßigen Ausleuchtung führte und Technikerinnen und Technikern die Erkennung subtiler Oberflächenfehler oder falsch ausgerichteter Komponenten erschwerte. Zweitens erforderte der Lampenaustausch eine vollständige Produktionslinienabschaltung aufgrund der fehlenden Hot-Restart-Fähigkeit und der empfindlichen Lichtbogenrohre – dies verursachte im Durchschnitt 18 Minuten ungeplante Ausfallzeit pro Leuchtenwechsel. Drittens verbrauchte das veraltete System allein für die Beleuchtung jährlich rund 1,2 MW elektrische Leistung und erfüllte weder den internen CO₂-Reduktionsplan von BMW noch die US-bundesstaatlichen Anreize, die an DLC-zertifizierte Beleuchtung geknüpft sind. Zusätzlich störten Flackern und lange Aufwärmzeiten die bewegungsgesteuerten Sicherheitssysteme, die in kollaborativen Roboter-Arbeitszellen integriert sind.
Wir lieferten eine schlüsselfertige industrielle LED-Beleuchtungslösung mit 247 individuell konfigurierten Hochbayscheinwerfern mit 200 W Leistung, die alle das DLC-Premium-Zertifikat besitzen; jede Leuchte verfügt über eine Farbtemperatur von 5000 K (CCT), Optiken mit einer Farbwiedergabezahl >80 (CRI) und asymmetrische Lichtverteilungsklassen Typ III–V, optimiert für eine Einbauhöhe von 40 ft. Alle Leuchten enthalten integrierte 0–10-V-Dimmfunktion, Kompatibilität mit Anwesenheits- bzw. Abwesenheitserkennung sowie Gehäuse aus druckgegossenem Aluminium mit Schutzart IP65 und passivem thermischem Management. Eine zentrale Innovation war die modulare Treiberarchitektur – sie ermöglicht den Austausch der Stromversorgung vor Ort, ohne die gesamte Leuchte demontieren zu müssen – und reduzierte so die Wartungszeit um 70 %. Das System erfüllt vollständig die IEEE-1789-2015-Standards zur Flimmerunterdrückung und ist für einen Dauerbetrieb bei einer Umgebungstemperatur von 45 °C ausgelegt. Lichttechnische Planungssimulationen (AGi32) gewährleisteten Gleichmäßigkeitsverhältnisse ≤ 3:1 an allen Montagestationen und erfüllten die vom IES RP-27-20 empfohlenen Beleuchtungsstärken (75–100 fc für detaillierte mechanische Tätigkeiten). Alle Leuchten tragen die DLC-5.1-Premium-Zertifizierung, wodurch BMW Fördermittel in Höhe von insgesamt 142.000 USD erhielt.
Die Implementierung erfolgte in zwei nicht störenden Phasen während geplanter Wartungsfenster am Wochenende. Phase I umfasste die Karosseriehalle (87 Leuchten), die innerhalb von 36 Arbeitsstunden mithilfe von Überkopf-Gantry-Hebevorrichtungen und vorkablierten Leitungsverläufen abgeschlossen wurde. Phase II betraf die Endmontagelinie (160 Leuchten) und wurde gemeinsam mit dem Lean-Production-Team von BMW koordiniert, um Interferenzen mit den Just-in-Time-Komponentenlieferplänen zu vermeiden. Jede Installation beinhaltete eine photometrische Verifizierung mittels kalibrierter Handmessgeräte an zwölf repräsentativen Rasterpunkten pro Zone. Die Inbetriebnahme umfasste die Integration in das bestehende Gebäude-Managementsystem (BMS) der Anlage über Modbus RTU, wodurch eine Echtzeit-Energieüberwachung sowie vorausschauende Wartungshinweise auf Basis von Treiber-Telemetriedaten ermöglicht wurden. Die Schulung des Personals fand vor Ort für die Wartungstechniker von BMW statt und behandelte Firmware-Updates, Konfiguration von Dimmprofilen sowie Fehlerdiagnose und -behebung.
Nach der Implementierung bestätigten Messungen eine Reduktion des Energieverbrauchs für Beleuchtung um 62 % – von 1,21 MW/Jahr auf 460 kW/Jahr – was jährliche Einsparungen bei den Versorgungskosten in Höhe von 98.500 USD bedeutet. Noch kritischer war die Reduktion von wartungsbedingten Beleuchtungsstörungen um 94 %; die mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) stieg von 8.200 auf 65.000 Betriebsstunden. Die visuelle Aufgabenleistung verbesserte sich messbar: Qualitätsprüfer berichteten über eine Abnahme der Wiederholungsprüfzyklen um 31 %, und die EHS-Daten zeigten einen Rückgang der Beinahe-Unfälle infolge schlechter Sichtverhältnisse im Bereich der Laufkrane um 22 %. Das DLC-zertifizierte industrielle LED-Beleuchtungssystem trug zudem direkt dazu bei, dass BMW Spartanburg im dritten Quartal 2023 die LEED Silver v4.1-Zertifizierung für Betrieb und Wartung erhielt – was die Übereinstimmung mit den unternehmensweiten Nachhaltigkeitszielen bestätigt.
„Dies war nicht nur ein Austausch der Leuchten – es handelte sich um ein grundlegendes Upgrade unserer Infrastruktur für operative Sichtbarkeit“, sagte Thomas Reinhardt, Senior Manager Facility Engineering bei BMW US Manufacturing. „Die gleichmäßige Lichtqualität, das vollständige Fehlen von Flackern sowie die nahtlose Integration in das BMS haben sowohl die Sicherheitskultur als auch die Prozesszuverlässigkeit gesteigert. Auf Grundlage dieser Ergebnisse haben wir bereits die Planung für die Einführung in unserer Lackiererei aufgenommen.“
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