Fabriken sind komplexe Produkte, die schnell auf Turbulenzen reagieren müssen, um stets am wirtschaftlichen Optimum zu arbeiten. Die Übertragung der Philosophie des Produktlebenszyklusmanagements auf die Fabrik als Produkt rückt den gesamten Lebenslauf der Fabrik in den Blickpunkt.
Die Nutzung und Weiterentwicklung von Plattformen für das Daten- und Informationsmanagement von der Strategieplanung bis zum Rückbau einer Fabrik müssen ebenso vorangetrieben werden wie integrierte Workflows und Kommunikationsfunktionen, die externe und interne Engineeringbereiche miteinander verknüpfen.
Durchgängige und ganzheitliche Fabrik- und Prozessplanung anhand eines Referenzmodells des Fabriklebenszyklus
Die Verkürzung der Zeiten und des Aufwandes des Engineerings von Produkten und Produktionen ist eine zentrale Zielsetzung aller Unternehmen.
Dies gelingt durch eine Systematisierung und Harmonisierung der zu durchlaufenden Prozesse und durch den Einsatz leistungsfördernder Methoden und Werkzeuge. Eine Systematisierung von Workflows über den gesamten Fabriklebenszyklus mit einem integrierten Daten- und Informationssystem kann dazu beitragen, die Planungs- und Betriebsprozesse wirksam zu verbessern.
Referenzmodelle des Fabriklebenszyklus folgen dem Lebenslauf einer Fabrik, der in der strategischen Unternehmensplanung beginnt und alle Phasen bis zum Rückbau umfasst. Im Hinblick auf die Vielzahl der beteiligten Organisationen ist es zwingend notwendig, eine gemeinsame Datenbasis aufzubauen, die in Analogie zu Produktdaten-Managementsystemen sowohl die Datenhaltung als auch die Schnittstellen von lokalen Anwendungen bedient.
Methodik zur Strategie-, Struktur- und Prozessplanung und zum Fabrikbetrieb sowie zum Anlagenmanagement
Der Fabriklebenszyklus beginnt in der strategischen Unternehmensplanung. Hier werden zumindest in größeren Unternehmen die Produkte und Ressourcen festgelegt, aus denen sich die Prämissen der Fabrikplanung ergeben.
Auf diese Phase folgt die Strukturplanung der Standorte, der Gebäude und Infrastruktur, der Logistik und des Layouts. Die Prozess- und Anlagenplanung verläuft in der Regel parallel zur Strukturplanung.
Daran schließen sich die Umsetzung und der Fabrikbetrieb einschließlich des Anlagenmanagements an. Nur in wenigen Unternehmen ist dies organisatorisch zusammengefasst. Dies wird meist von externen Unternehmen oder Dienstleistern durchgeführt.
Die Planungsleistungen werden immer stärker zu den Fabrikausrüstern verlagert. Methoden, die die verschiedenen Stakeholder bei Planungs- und Betriebsprozessen von Fabriken unterstützen, müssen weiterentwickelt und in die Werkzeuge der digitalen Fabrik implementiert werden, um effektive Arbeitsweisen in Unternehmen weiter verbessern zu können.
Integration früherer Phasen der Produkt- und Betriebsmittelkonstruktion
Wir entwickeln hybride Entwurfsstrategien für einen Arbeitsplatz für Design-Ingenieure. Es entstehen Werkzeuge, die den Zugang zu virtuellen Modellierstrategien über tradierte Kreativtechniken wie Scribbles oder Designmodelle eröffnen.
Scribbles, auf Papier ausgeführt und mit weiteren Produktinformationen versehen, stellen Objekte noch nicht in eindeutiger Form dar. In einer visuellen Formensprache werden zunächst gestalterische Konzepte für das Produkt entwickelt, eine unscharfe, flüchtige Darstellung erhöht hier die Interpretationsmöglichkeiten.
Ziel ist letztendlich die Gestaltfindung über eine freie, kreative Formentwicklung, die in der 2D-Papierskizze und in einer adaptierten virtuellen 3D-Darstellung ausgeführt wird. Die informationstechnische Verbindung mit CAx-Techniken bindet so die frühen, kreativen Phasen der Produktentwicklung vollständig ein.
Engineering in hybriden Modellwelten
In der Produktentwicklung sind hybride Modellwelten Realität. In jeder Phase, auch in der frühen Produktgestaltung, muss deshalb die in physischen Modellen repräsentierte Information in die digitale Modellwelt überführt werden, um ein durchgängiges Produktdatenmodell aufzubauen.
Ein Beispiel sind die typischen Handskizzen, die zur Ideenfindung und als Informationsträger benutzt werden: Konzeptskizzen, Funktionsskizzen, Konstruktionsskizzen. Das Einbinden dieser natürlichen Informationsträger in die digitale Produktentwicklung wird jedoch mit CAx-Funktionen noch nicht durchgängig unterstützt.
Wir entwickeln Strategien und Softwaremodule, die auf der Basis einer methodischen Kommunikationsplattform das Engineering in hybriden Modellwelten mit dem Ziel einer Definition von neuen 3D-CAx-Modellen für kunden- und anwendungsspezifische, intelligente Produkte erlauben.
Ganzheitliche Planung und Bewertung der Fabrikleistung
Die Fabrikleistungsplanung als Teil der Fabrikplanung ist nach betriebswirtschaftlichen Zielen sowie nach den Erfordernissen des arbeitenden Menschen und der Umwelt zu betrachten.
Die Bewertung der Fabrikleistung als Grundlage von Umplanungen erfolgt somit unter Berücksichtigung verschiedener Aspekte. Hierbei gilt es, die Möglichkeiten der digitalen Engineering-Systeme und insbesondere der Simulations-anwendungen zu nutzen, um Fragen bezüglich des Kapazitätsverlaufs, der Terminabgleichung, der Beschäftigungsentwicklung oder des Einflusses von Rationalisierungsmaßnahmen beantworten zu können.