Die Digitale Fabrik praktisch umgesetzt

Die Digitale Fabrik integriert innovative Tools und Methoden in den konventionellen Planungsprozess. Dadurch wird eine Steigerung der Planungsqualität, eine Reduzierung der Planungskosten und einer Verkürzung der Planungszeit erreicht. Ermöglicht wird dies, durch eine stetig größer werdende Datenmenge sowie leistungsfähigere Rechner und Software. Um zu verstehen welche Methoden an welcher Stelle eine Verbesserung bewirken, hilft es die Methoden einzuordnen. Demnach gibt es Datenerhebungsmethoden, Methoden der künstlichen Intelligenz, Visualisierungsmethoden, Simulationsmethoden und Planungsmethoden.

Digitale Fabrik
Methoden der digitalen Fabrik

Methoden der digitalen Fabrik

Die Methoden der Datenerhebung ermöglichen die Schaffung einer Datengrundlage auf die die weiteren Tools aufbauen können. Ermöglicht wird dies durch Sende- und Empfangseinheiten wie RFID, Sensoren wie Motion Capturing bis hin zu manuellen Eingabegeräten. Für die Erstellung von Prognosen aus den Daten liefern Methoden der künstlichen Intelligenz wie neuronale Netze oder einfache Regressionsanalysen die notwendige Identifikation von Mustern und Abhängigkeiten. Für die visuelle Unterstützung der Planung kommen neben einfachen 2D und 3D Darstellungen Methoden wie Augumented Reality oder Virtual Reality zum Einsatz. Simulationsmethoden unterstützen bei Planungsaufgaben in denen aufgrund einer dynamischen Lastverteilung eine statische Berechnung keine ausreichende Qualität liefert. Dynamische Ablaufsimulationen leisten hier Abhilfe. Zum Einsatz kommen diese Methoden bei der Auslegung von Kapazitäten in Produktion und Materialflüssen in der Logistik. Abschließend ermöglichen Planungstools wie MES oder LVS die Komplexität aufgrund einer hohen Variantenvielfalt in Aufträgen und Produkten in der Planung zu beherschen.

Aufgrund des mittel- bis langfristigen Charakters von Fabrikplanungsaufgaben, liegen der Planung zumeist unsichere Daten bezüglich der Unternehmensentwicklung und der Umfeldbedingungen zugrunde. Dies ist darin begründet, dass in der Phase der Vorbereitung Zielfestlegungen unscharf und allgemeingültig formuliert sind. Dies birgt die Gefahr einer zu unkonkret gestalteten Aufgabenstellung für an der Planung beteiligte Personen. Im Gegensatz dazu kann jedoch eine zu frühe Präzisierung der Ziele den Lösungsraum vorzeitig begrenzen. Die Phase der Grundlagenermittlung ist ein weiterer wesentlicher Bestandteil der Vorbereitung.

Die Aufgabe der Phase ist es, die zur Planung notwendigen Daten und Informationen zu ermitteln und das Produktionsprogramm auszuformulieren. Zusätzlich zur bereits in der Zielplanung beinhalteten Festlegung der Produkte, sollte dieses um mindestens die Produktionsmenge, die Lieferzeiten, die Qualität und die Kosten ergänzt werden. Die Vorbereitungsphase wird mit der Erstellung des Projektplans für die weiteren Phasen abgeschlossen.

Einsatz der Methoden entlang des Fabriklebenszyklus

Der Einsatz der Tools und Methoden ist dabei nicht begrenzt auf die Planung der Fabrik. Darüber hinaus kommen diese zum Einsatz entlang des gesamten Lebenszyklus einschließlich des operativen Betriebs wie der Steuerung der Produktionsprozesse. Schließlich ist das Ziel die ganzheitliche Planung aller Prozesse und Ressourcen. Ferner stehen bei der Beratung für Fabrikplanung die Transformation, Kontrolle und Verbesserung der Prozesse im Fokus. Die Anwendungsfelder der Digitalen Fabrikplanung sind dabei breit gestreut. Sie reichen branchenweit von der Fertigung oder der Montage bis hin zur Logistik. Zudem fließen weitere Themen in die Beratung für Fabrikplanung mit digitalen Methoden mit ein. Zu diesen zählen der Digitale Zwilling und BIM.