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Ganzheitliche digitale Fabrikmodelle

Diskussion der Ergebnisse einer Studie
  • Fabian Bermpohl

    Fabian Bermpohl, M. Sc., geb. 1998, studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Hochschule Bielefeld und Wirtschaftsinformatik an der Steinbeis School of Management and Technology in Berlin. Nach Anstellung bei einem Hersteller von Funktionstüren und -toren für den Industriebau arbeitete er als Consultant für Fabrikplanung in Hamburg. Seit 2022 arbeitet er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung für nachhaltige Fabrikplanung und -betrieb am Fraunhofer IGCV. Er promoviert an der Technischen Universität München zum Thema „Implementierung einer kontinuierlich aktuellen Fabrikplanungsgrundlage“ und leitet eine buildingSMART-Unterarbeitsgruppe zur „Erweiterung des IFC-Standards für Fabrikobjekte“. Er ist darüber hinaus berufen in den VDI-Richtlinienausschuss 5000 „Digitaler Fabrikzwilling“.

     EMAIL logo     , Simon F. Schäfer

    Dr.-Ing. Simon F. Schäfer, geb. 1987, studierte Wirtschaftsingenieurwesen. Nach Anstellung bei einem OEM der Automobilbranche (Fabrikplanung) arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IMAB der TU Clausthal (zuletzt Vertretung der Professur). Derzeit führt er als Director Division den Bereich Factory Design & Simulation bei Ingenics Consulting und verantwortet neben der Leitung mehrerer Kundenprojekte auch die Weiterentwicklung der Fabrikplanung an der Schnittstelle zu digitalen Fabrikmodellen und Green Factory. Er ist zudem berufen in mehrere VDI-Richtlinienausschüsse und leitet die Expertenempfehlung VDI 5200-5 „Machbarkeitsstudien“.

         and Sven Forte

    Sven Forte, geb. 1989, studierte Virtuelle Produktentwicklung und war im Anschluss ab 2018 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Themenfeld Smart Systems Engineering am Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung (VPE) der TU Kaiserslautern tätig. Seit 2023 ist er für CONTACT Software im Bereich Research in der Rolle als Research Manager tätig, wo er für die Themenbereiche Green Technology & Sustainability, Digital Lifecycle Management sowie Data und Service Ecosystems zuständig ist.
Published/Copyright: August 20, 2025
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
From the journal Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Volume 120 Issue 7-8

Abstract

Eine Studie zu ganzheitlichen digitalen Fabrikmodellen im produzierenden Gewerbe identifizierte acht Thesen von Fabrikbetreibenden. Dieser Beitrag stellt diese Thesen dem aktuellen Stand der Forschung gegenüber. Durch Kombination von Literaturrecherche und Gruppendiskussion werden insbesondere die Notwendigkeit lebenszyklusübergreifender Informationsdurchgängigkeit und Herausforderungen bei Datenintegration und -austausch beleuchtet. Die Erkenntnisse weisen auf zukünftige Forschungsfelder hin.

Abstract

A study on holistic digital factory models in the manufacturing industry identified eight theses from factory operators. This paper discusses these theses with the current state of research. A combination of literature review and group discussion highlights the necessity for cross-lifecycle information continuity and challenges in data integration and exchange. The findings indicate future research need.

Schlüsselwörter: Fabrikplanung; Informationsdurchgängigkeit; Digitaler Zwilling; Industrial Metaverse; Digitalisierung; Kollaboration
Keywords: Factory Design; Information Continuity; Digital Twin; Industrial Metaverse; Digitization; Collaboration

Hinweis

Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWF-Advisory-Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer Review).

Tel.: +49 (0) 821 90678-145

About the authors

Fabian Bermpohl

Fabian Bermpohl, M. Sc., geb. 1998, studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Hochschule Bielefeld und Wirtschaftsinformatik an der Steinbeis School of Management and Technology in Berlin. Nach Anstellung bei einem Hersteller von Funktionstüren und -toren für den Industriebau arbeitete er als Consultant für Fabrikplanung in Hamburg. Seit 2022 arbeitet er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung für nachhaltige Fabrikplanung und -betrieb am Fraunhofer IGCV. Er promoviert an der Technischen Universität München zum Thema „Implementierung einer kontinuierlich aktuellen Fabrikplanungsgrundlage“ und leitet eine buildingSMART-Unterarbeitsgruppe zur „Erweiterung des IFC-Standards für Fabrikobjekte“. Er ist darüber hinaus berufen in den VDI-Richtlinienausschuss 5000 „Digitaler Fabrikzwilling“.

Dr.-Ing. Simon F. Schäfer

Dr.-Ing. Simon F. Schäfer, geb. 1987, studierte Wirtschaftsingenieurwesen. Nach Anstellung bei einem OEM der Automobilbranche (Fabrikplanung) arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IMAB der TU Clausthal (zuletzt Vertretung der Professur). Derzeit führt er als Director Division den Bereich Factory Design & Simulation bei Ingenics Consulting und verantwortet neben der Leitung mehrerer Kundenprojekte auch die Weiterentwicklung der Fabrikplanung an der Schnittstelle zu digitalen Fabrikmodellen und Green Factory. Er ist zudem berufen in mehrere VDI-Richtlinienausschüsse und leitet die Expertenempfehlung VDI 5200-5 „Machbarkeitsstudien“.

Sven Forte

Sven Forte, geb. 1989, studierte Virtuelle Produktentwicklung und war im Anschluss ab 2018 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Themenfeld Smart Systems Engineering am Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung (VPE) der TU Kaiserslautern tätig. Seit 2023 ist er für CONTACT Software im Bereich Research in der Rolle als Research Manager tätig, wo er für die Themenbereiche Green Technology & Sustainability, Digital Lifecycle Management sowie Data und Service Ecosystems zuständig ist.

Literatur

1 Bermpohl, F.; Schaefer, S.; Hohmann, A.; Daub, R.: Short-Cycled Factory Planning – Motivation and Existing Challenges. Procedia CIRP 130 (2024), S. 1708–1713 DOI:10.1016/j.procir.2024.10.30410.1016/j.procir.2024.10.304Search in Google Scholar

2 Weber, C. M.; Yang, J.: Organizational Learning and Capital Productivity in Semiconductor Manufacturing. IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing 27 (2014) 3, S. 316–326 DOI:10.1109/TSM.2014.233303510.1109/TSM.2014.2333035Search in Google Scholar

3 Neuhäuser, T.; Zeiser, R.; Hieronymus, A.; Hohmann, A.; Schilp, J.: Kollaborative Fabrikplanung. wt Werkstattstechnik online 111 (2021) 3, S. 136–141 DOI:10.37544/1436-4980-2021-03-4410.37544/1436-4980-2021-03-44Search in Google Scholar

4 Feldmann, K.; Reinhart, G.: Simulationsbasierte Planungssysteme für Organisation und Produktion: Modellaufbau, Simulationsexperimente, Einsatzbeispiele (Springer eBook Collection Business and Economics). Springer Verlag, Berlin, Heidelberg 2000 DOI:10.1007/978-3-662-42587-910.1007/978-3-662-42587-9Search in Google Scholar

5 Bermpohl, F. et al.: Industrial Study on Holistic Digital Factory Models Springer Production Engineering, Berlin 2025 DOI:10.1007/s11740-025-01344-z10.1007/s11740-025-01344-zSearch in Google Scholar

6 NavVis GmbH: NavVis Digital Factory Survey 2021: A Time of Change for Manufacturing Industries. Munich, Apr. 2021Search in Google Scholar

7 Döring, N. et al.: Forschungsmethoden und Evaluation in den Sozial- und Humanwissenschaften (Springer-Lehrbuch). 5. Aufl., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg 201610.1007/978-3-642-41089-5Search in Google Scholar

8 Vogl, S.: Gruppendiskussion. In: Baur, N.; Blasius, J. (Hrsg.): Handbuch Methoden der empirischen Sozialforschung (Handbuch), 2. Aufl., Springer VS, Wiesbaden 2019, S. 913–919 DOI:10.1007/978-3-658-21308-4_4610.1007/978-3-658-21308-4_46Search in Google Scholar

9 Kühn, T.: Gruppendiskussionen: Ein Praxis-Handbuch. 2. Aufl., Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2017Search in Google Scholar

10 Bogner, A.; Littig, B.; Menz, W.: Interviews mit Experten. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2014 DOI:10.1007/978-3-531-19416-510.1007/978-3-531-19416-5Search in Google Scholar

11 Sihn, W.; Bischoff, J.; Briel, R. von; Josten, M.: Team Table: A Framework and Tool for Continuous Factory Planning. In: Gopalakrishnan, B.; Gunasekaran, A. (Hrsg.): Intelligent Systems in Design and Manufacturing III, Boston, MA 2000, S. 206–211 DOI:10.1117/12.40365210.1117/12.403652Search in Google Scholar

12 Huber, W.: Konzeption und Realisierung eines Produktionssystems für die modulare Fertigung in der Automobilindustrie. HMD 56 (2019) 6, S. 1250–1267 DOI:10.1365/s40702-019-00572-z10.1365/s40702-019-00572-zSearch in Google Scholar

13 Landherr, M.; Westkämper, E.: Integrated Product and Assembly Configuration Using Systematic Modularization and Flexible Integration. Procedia CIRP 17 (2014), S. 260–265 DOI:10.1016/j.procir.2014.01.03610.1016/j.procir.2014.01.036Search in Google Scholar

14 Meier, H.; Schröder, S.; Kreggenfeld, N.: Changeability by a Modular Design of Production Systems – Consideration of Technology, Organization and Staff. Procedia CIRP 7 (2013), S. 491–496 DOI:10.1016/j.procir.2013.06.02110.1016/j.procir.2013.06.021Search in Google Scholar

15 Kühn, O.; Beuß, F.; Sender, J.: Verkürzte Planungszeiten durch Digitalen Schatten. ZWF 118 (2023) 11, S. 801–805 DOI:10.1515/zwf-2023-115310.1515/zwf-2023-1153Search in Google Scholar

16 Hellmuth, R.; Frohnmayer, J.; Sulzmann, F.: Design and Application of a Digital Factory Model for Factory Restructuring. Procedia CIRP 91 (2020), S. 158–163 DOI:10.1016/j.procir.2020.02.16310.1016/j.procir.2020.02.163Search in Google Scholar

17 Ackermann, J.; Boerner, F.; Hopf, H.; Horbach, S.; Mueller, E.: Approaches for Planning and Operation of Adaptable Factories. International Journal of Production Research 51 (2013) 15, S. 4618–4629 DOI:10.1080/00207543.2013.78324310.1080/00207543.2013.783243Search in Google Scholar

18 Neuhäuser, T.; Chen, Q.; Rösch, M.; Hohmann, A.; Reinhart, G.: Building Information Modeling im Fabriklebenszyklus. ZWF 115 (2020) s1 (Special Issue „Digitaler Zwilling”), S. 66–69 DOI:10.3139/104.11233110.3139/104.112331Search in Google Scholar

19 Da Piedade Francisco, R.; Bastos, J.; Azevedo, A.: Using the Life-Cycle Paradigm to Support Factory Planning Approaches. In: Ortiz, Á.; Franco, R. D.; Gasquet, P. G. (Hrsg.): Balanced Automation Systems for Future Manufacturing Networks. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg 2010, S. 224–232 DOI:10.1007/978-3-642-14341-0_2610.1007/978-3-642-14341-0_26Search in Google Scholar

20 Forte, S.; Dickopf, T.; Weber, S.; Bermpohl, F.: Supporting BIM-driven Factory Design by Engineering Data Management Capabilities. Procedia CIRP 128 (2024), S. 198–203 DOI:10.1016/j.procir.2024.03.009.10.1016/j.procir.2024.03.009.Search in Google Scholar

21 Neuhäuser, T.; Spiegelsperger, S. M.; Hohmann, A.; Daub, R.; Weist, K. C.: Relevanz von BIM in der Fabrikplanung/Building information modeling in factory planning – Results of an online survey. wt Werkstatts-technik online 113 (2023) 3, S. 93–100 DOI:10.37544/1436-4980-2023-03-2710.37544/1436-4980-2023-03-27Search in Google Scholar

22 Burggräf, P.; Dannapfel, M.; Schneidermann, D.; Esfahani, M. E.: Paradeigmenwechsel im Fabrikplanungsdatenmanagement: Wie BIM Daten verknüpft, Fabrikplaner verbindet und Potentiale schafft. wt Werkstattstechnik onlie 109 (2019) 4, S. 260–267 DOI:10.37544/1436-4980-2019-04-6010.37544/1436-4980-2019-04-60Search in Google Scholar

23 Neuhäuser, T.; Daub, R.: Implementing Building Information Modeling – Realizing the Digital Factory. wt Werkstattstechnik online 113 (2023) 4, S. 126–134 DOI:10.37544/1436-4980-2023-04-2610.37544/1436-4980-2023-04-26Search in Google Scholar

24 Rieke, L.; Schäfer, S. F.; Hingst, L.; Hook, J.; Nyhuis, P.: Einsatz von BIM in der Fabrikplanung. wt Werkstattstechnik online 111 (2021) 11–12, S. 881–886 DOI:10.37544/1436-4980-2021-11-12-11110.37544/1436-4980-2021-11-12-111Search in Google Scholar

25 Schäfer, S.; Lenz, L.; Neuhäuser, T.; Level of Coordination in der Fabrikplanung. ZWF 118 (2023) 5, S. 284–292 DOI:10.1515/zwf-2023-106910.1515/zwf-2023-1069Search in Google Scholar

26 Schäfer, S. F.; Hingst, L.; Hook, J.; Rieke, L.; Nyhuis, P.: Improving the Planning Quality through Model-Based Factory Planning in BIM. Journal of Production Systems and Logistics 2 (2022) 9 DOI:10.15488/1204110.15488/12041Search in Google Scholar

27 Schäfer, S. F.; Gorke, N. T.; Cevirgen, C.; Park, Y.-.; Nyhuis, P.: Elements of the „Factory of the Future“ – Part 2: Smart Plant – The Digital Twin of the Factory’s Overall System. ZWF 117 (2022) 3, S. 151–156 DOI:10.1515/zwf-2022-102910.1515/zwf-2022-1029Search in Google Scholar

28 Süße, M.; Gläser, D.: Prozessübergreifende und effiziente Planung mit digitalen Modellen. Wissenschaft trifft Praxis (2027) 9, S. 33–38Search in Google Scholar

29 Negri, E.; Fumagalli, L.; Macchi, M.: A Review of the Roles of Digital Twin in CPS-based Production Systems. Procedia Manufacturing 11 (2017), S. 939–948 DOI:10.1016/j.promfg.2017.07.19810.1016/j.promfg.2017.07.198Search in Google Scholar

30 Kritzinger, W.; Karner, M.; Traar, G.; Henjes, J.; Sihn, W.: Digital Twin in Manufacturing: A Categorical Literature Review and Classification. IFAC-PapersOnLine 51 (2018) 11, S. 1016–1022 DOI:10.1016/j.ifacol.2018.08.47410.1016/j.ifacol.2018.08.474Search in Google Scholar

31 Sjarov, M. et al.: The Digital Twin Concept in Industry – A Review and Systematization. In: Proceedings of the 25th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), Vienna, Austria 2020, S. 1789–1796 DOI:10.1109/ETFA46521.2020.921208910.1109/ETFA46521.2020.9212089Search in Google Scholar

32 Spoor, J. M.; Weber, J.: Schematic Categorization and Definition of Applied and Targetoriented Digital Twins. In: Tagungsband zum 20. ASIM Fachtagung Simulation in Produktion und Logistik. Ilmenau 2023 DOI:10.22032/dbt.5779510.22032/dbt.57795Search in Google Scholar

33 Lee, J.; Kundu, P.: Integrated Cyber-Physical Systems and Industrial Metaverse for Remote Manufacturing. Manufacturing Letters 34 (2022), S. 12–15 DOI:10.1016/j.mfglet.2022.08.01210.1016/j.mfglet.2022.08.012Search in Google Scholar

34 VDI – Verein Deutscher Ingenieure e. V.: VDI 5200 Blatt 1 – Fabrikplanung: Planungsvorgehen. VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL), Düsseldorf 2011Search in Google Scholar

35 Wiendahl, H.-P.; Reichardt, J.; Nyhuis, P.: Handbuch Fabrikplanung: Konzept, Gestaltung und Umsetzung wandlungsfähiger Produktionsstätten. 2. Aufl., Carl Hanser Verlag, München 2014 DOI:10.1007/978-3-446-43702-910.1007/978-3-446-43702-9Search in Google Scholar

36 Meckelnborg, A.: Integrative Fabrikplanung durch effiziente Koordinationsmodelle. Zugl.: Disstertation, RWTH Aachen, 2015, Apprimus Verlag, Aachen 2015Search in Google Scholar

37 Wiendahl, H.-P.: Transformability – Key Factor for Future Factories. wt Werkstattstechnik online 92 (2002) 4, S. 122–127 DOI:10.37544/1436-4980-2002-4-12210.37544/1436-4980-2002-4-122Search in Google Scholar

38 Schuh, G.; Harre, J.; Gottschalk, S.; Kampker, A.: Design for Changeability (DFC) – How to find the right degree: Results of the EU-RTD Project „Modular Plant Architecture“. wt Werkstattstechnik online 94 (2004) 4, S. 100–106 DOI:10.37544/1436-4980-2004-4-10010.37544/1436-4980-2004-4-100Search in Google Scholar

39 Nyhuis, P.; Heinen, T.; Reinhart, G.; Rimpau, C.; Abele, E.; Wörn, A.: Wandlungsfähige Produktionssysteme wt Werkstattstechnik online 98 (2008) 1-2, S. 85–91 DOI:10.37544/1436-4980-2008-1-2-8510.37544/1436-4980-2008-1-2-85Search in Google Scholar

Published Online: 2025-08-20
Published in Print: 2025-08-20

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  34. Vorschau
  35. Vorschau
https://doi.org/10.1515/zwf-2025-1092
Keywords for this article
Factory Design; Information Continuity; Digital Twin; Industrial Metaverse; Digitization; Collaboration

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  26. Präskriptive Qualitätssicherung durch kognitive Assistenz
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  28. KI-Power für die Blechfertigung
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