Band 101, Heft 1-2

Kurzfassung Allgemein ist bekannt, dass die Digitale Fabrik Potenziale zur Verbesserung der Produktentstehung und der Produktion eröffnet. Große Unternehmen zählen seit mehreren Jahren zu den Anwendern von Techniken der Digitalen Fabrik. Daher stehen bei den Dienstleistungsunternehmen aus dem Umfeld der Digitalen Fabrik die kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) verstärkt im Fokus. Die spezifischen Randbedingungen von KMU sorgen jedoch immer dafür, dass sie die Entwicklung neuer Techniken sowie deren Einsatz zunächst besonders genau beobachten und beurteilen müssen, um die richtige Skalierung, d.h. die richtige Auswahl an Techniken für sich ableiten zu können. Dieses Verhalten ist auch bei Techniken der Digitalen Fabrik festzustellen. Da die Planung und Umsetzung der Digitalen Fabrik jedoch kein einmalig abgeschlossenes, sondern ein permanent laufendes Projekt ist, müssen auch erfahrene Anwender der Digitalen Fabrik ihre Skalierung regelmäßig überprüfen. Dieser Artikel beschreibt daher, wie eine spezifische Skalierung der Digitalen Fabrik auf Basis einer reproduzierbaren Methodik erarbeitet werden kann.

Kurzfassung Während vereinzelte Großunternehmen sich bereits Potenziale in der Planung und Produktion mit Hilfe der Digitalen Fabrik erschließen, steht die Mehrzahl der Unternehmen der neuen Technologie skeptisch gegenüber. Der unklare Nutzen und die befürchteten hohen Aufwände schrecken vor einer Nutzung zurück. In diesem Artikel wird daher eine Systematik vorgestellt, die jedem Unternehmen behilflich ist, die eigene Digitale Fabrik zu identifizieren und diese wirtschaftlich sinnvoll einzuführen.

Kurzfassung Die Digitale Fabrik wird immer wichtiger. Dies zeigt auch das kontinuierlich wachsende Interesse von Groß- und Kleinunternehmen, insbesondere in der Automobilindustrie. Dabei ist die Digitale Fabrik zunehmend als Wettbewerbsfaktor zu betrachten, welcher die notwendige Reaktion auf sich rasch verändernde Produktionsrahmenbedingungen erst ermöglicht. Der vorliegende Beitrag zeigt die Notwendigkeit der differenzierenden Betrachtung der Digitalen Fabrik, die weder als reines Software-Werkzeug noch als reine Methodik verstanden werden darf.

Kurzfassung Der Begriff der „Digitalen Fabrik“ kann dieser Tage in vielerlei Kontext gehört und gelesen werden. Es ist selbstverständlich, dass auch in einem weltweit agierenden und vielfältig engagierten Unternehmen wie der Siemens AG die Digitale Fabrik einen schillernden Charakter aufweist. Vor diesem Hintergrund beschreibt dieser Artikel einen pragmatischen Ansatz, sinnvolle Anwendungsgebiete der digitalen Produktionsplanung zu identifizieren und voneinander abzugrenzen. Darüber hinaus werden Hinweise gegeben, wie und unter welchen Umständen die Einführung Digitaler Fabriken in Unternehmen erfolgreich sein kann. Schließlich findet ein Abgleich zwischen diesem konzeptionellem Rahmenwerk und der derzeit bei Siemens VDO betriebenen Aktivitäten zur Einführung digitaler Produktionsplanungsaktivitäten statt.

Kurzfassung Digitale Fabrik bzw. Virtuelle Produktion sind etablierte Begriffe. Darunter ist das Bilden und Analysieren von Computermodellen automatisierter Produktionssysteme zu verstehen. Die zur Verfügung stehenden IT-Werkzeuge haben sich im letzten Jahrzehnt rasant entwickelt. Sie ermöglichen die Modellierung nahezu aller Aspekte eines modernen Produktionssystems. Diese IT-Systeme können nur dann ihre volle Wirkung entfalten, wenn die Planung der Fertigungssysteme durch eine Systematik der Produktionssystementwicklung unterstützt wird. Die Produktionssystementwicklung ist integraler Bestandteil des Produktentstehungsprozesses, an dessen Beginn die strategische Produktplanung steht. Ihre Aufgabe ist es, zu antizipieren, wie der Wettbewerb von morgen aussieht, um sicherzustellen, dass die Produktenstehung den Anforderungen von morgen gerecht wird. In diesem Beitrag wird eine Systematik zur Gestaltung der Produktion von morgen vorgestellt. Sie erlaubt es, zukünftige Anforderungen in den Produktentstehungsprozess zu integrieren, ein Produktionssystem systematisch zu planen und die IT-Werkzeuge der Digitalen Fabrik Nutzen bringend einzusetzen.

Kurzfassung In der Automobilindustrie sind mit der Einführung eines neuen Fahrzeugtyps in der Regel beträchtliche Investitionen in neue Produktionsanlagen verbunden. Ziel der Konzeptplanung im Karosseriebau ist es, die im Hinblick auf eine vorgegebene Ziel-Produktionsrate wirtschaftlichste Anlagenkonfiguration zu bestimmen. Festzulegen sind dabei unter anderem die Taktzeiten der Stationen sowie die Größen der Puffer, die angesichts zufälliger Störungen der Bearbeitungsprozesse zur Entkopplung der Stationen und damit zur Reduktion von Verkettungsverlusten benötigt werden. Im vorliegenden Beitrag wird exemplarisch anhand eines Praxisfalls aus dem Karosseriebau der Volkswagen AG gezeigt, wie die Planung automatisierter Fließproduktionssysteme durch in den letzten Jahren neu entwickelte analytische Optimierungsmethoden unterstützt werden kann. Durch den Einsatz dieser Methoden konnte das Investitionsvolumen bezogen auf den Startwert der Optimierung um mehr als sieben Prozent verringert werden.

Kurzfassung Durch die stetig steigende Komplexität in der Auftragsabwicklung sind Unternehmen zunehmend gezwungen, bestehende Strukturen zu hinterfragen und zu verbessern. Neben der Optimierung von Produktionseinrichtungen und funktionsübergreifenden Geschäftsprozessen muss auch die Aufbauorganisation an die veränderten Rahmenbedingungen angepasst werden. Der vorliegende Artikel stellt einen neuen Segmentierungsansatz vor, der Unternehmen mit einer variantenreichen Serienfertigung die Gestaltung einer schlankeren, prozessorientierten Aufbauorganisation ermöglicht. Nach der Erläuterung theoretischer Hintergründe wird die Vorgehensweise am Beispiel des Auftragsabwicklungsprozesses der Robert Bosch Elektronik GmbH in Salzgitter erläutert.

Kurzfassung Globale Märkte, kurze Lieferzeiten und kundenspezifische Ausführungen von Produkten verändern die klassische Fabrik immer mehr in Richtung Dienstleistungszentrum. Durch diese Trends werden im Produktionsprozess höhere Aufwände verursacht. Diese Aufwände müssen auch unter Berücksichtigung weiterer Mitspieler auf den globalen Spielfeldern kompensiert werden. Um mehr Wirtschaftlichkeit zu erreichen, muss der heutige Fertiger reaktionsfähiger und damit transparenter werden, damit er seine Produktionsressourcen besser ausnutzen kann. Ein wichtiges Hilfsmittel um das Fertigungsmanagement bei dieser Aufgabe zu unterstützen, sind MES (Manufacturing Execution Systems). MES sind besonders integrierte Systeme, welche das Management in Bezug auf das Fertigungs-, Personal- und Qualitätsmanagement unterstützen.

Kurzfassung Die Wettbewerbssituation für Individual-Fertiger hat sich in den letzten Jahren deutlich verschärft. Die Fertigung hat strategische Bedeutung erlangt und kann Marktchancen sichern. Dadurch werden neue Herausforderungen an die Kommunikation zwischen Kunden, Zulieferern und dem Anbieter gestellt. Kürzere Produktlebenszyklen, verschärfter internationaler Wettbewerb durch die Globalisierung und zunehmender Kostendruck machen Unternehmen aus dem Bereich der diskreten Fertigung das Leben schwer. Die Unternehmen müssen sich darüber hinaus spezifischen Anforderungen ihrer Kunden stellen: Gefordert werden flexible Reaktionen und verstärkt Anpassungen an Standardlösungen. Der Individual-Fertiger Galvanoform sieht sich in diesem Wettbewerb gut gerüstet. Den strategischen Herausforderungen begegnet er mit dem Einsatz der Manufacturing Execution System (MES) Suite des Dresdner Unternehmens InQu Informatics.

Kurzfassung Der Mensch hat seit Beginn seines Auftretens auf der Erde die natürlichen Gegebenheiten verändert. Diese bereits über Millionen Jahre laufenden Vorgänge wurden und werden durch den Lebens- und Erkenntnisdrang des Menschen angetrieben und können unter dem Begriff Technoevolution [1] zusammengefasst werden.

Kurzfassung Der Begriff „Digitale Fabrik“ beschreibt den durchgängigen Einsatz von IT-Werkzeugen in allen Phasen der Produktentstehung. Insbesondere für das Aufgabenspektrum des Industrial Engineering erlangt der Einsatz digitaler Modelle, Methoden und Hilfsmittel zunehmend an Bedeutung. Die primäre Zielsetzung besteht in der Reduzierung des Planungsaufwands bei gleichzeitiger Erhöhung der Planungsqualität. Digitale Modelle sind jedoch nicht geeignet, konventionelle, materielle Modelle vollständig zu substituieren. In diesem Beitrag werden die spezifischen Einsatzmöglichkeiten sowohl materieller als auch immaterieller, digitaler Modelle diskutiert und hinsichtlich ihrer Eignung für unterschiedliche Anwendungsfälle im Industrial Engineering bewertet.

Kurzfassung Für die Umsetzung der Digitalen Fabrik sind Effizienzsteigerungen bei der Planung, Umsetzung und Durchführung von Simulationsstudien notwendig. Hierzu muss ein Modellaufbau automatisiert auf Basis von Standardsimulationsmodellen und zentral aufbereiteter Datenbanken erfolgen. In diesem Beitrag werden die Rahmenbedingungen und Anforderungen sowie die Umsetzung eines Projekts auf Basis des 3D-Materialflusssimulators QUEST und Datenbank-Connectors SimDBC aufgezeigt.

Kurzfassung Die Ablaufsimulation als Teilgebiet der Digitalen Fabrik bietet die Möglichkeit, Produktions- und Logistikprozesse integriert zu untersuchen. Auf diese Weise können die Schnittstellen wirtschaftlich ausgelegt und Prozesse synchronisiert werden. Weiterhin hat die Schnittstelle über die Werksgrenze hinaus zu den Lieferanten eine erfolgsentscheidende Bedeutung. Mit modernen Werkzeugen werden auch die Zulieferprozesse in die Simulation einbezogen. Dynamische Wechselwirkungen zwischen den Planungen über die Prozessschnittstellen hinweg werden transparent und erhöhen den Nutzen der Ablaufsimulation signifikant.

Kurzfassung Bei der ZF Friedrichshafen AG, weltweit führender Automobilzulieferkonzern in der Antriebs- und Fahrwerktechnik, spielt Pro/ENGINEER in der Konstruktion eine zentrale Rolle. Nunmehr hat das Unternehmen mit dem breiten Einsatz von Pro/NC als strategischem NC-Programmiersystem im Unternehmensbereich BUS/NKW (Busse und Nutzkraftwagen) die Weichen für eine reibungslose Weiterverwendung von CAD-Modellen im Fertigungsprozess gestellt. Die Konstruktionsdaten aus Pro/ENGINEER fließen direkt in die NC-Programmierung ein, was die Prozesskette zwischen Konstruktion und Fertigung schließt. Die gemeinsame Nutzung eines CAD/CAM-Systems für beide Bereiche vereinfacht die Kommunikation zwischen Konstruktion und Fertigung und führt im Prototypenstadium neuer Produkte zu erheblichen Zeit- und Kostenvorteilen.