Die "Digitale Fabrik"
Generalprobe für die Fertigung

Die Meyer Werft in Papenburg hat aus der Not eine Tugend gemacht. Als die Bauplätze knapp wurden, setzte der norddeutsche Schiffsbauer auf die "Digitale Fabrik" - und lernte sie schätzen. Die Simulation deckt Planungsfehler auf, das spart Zeit und senkt die Kosten.

HAMBURG. Bauplätze auf der Meyer Werft in Papenburg sind rar. "Irgendwann haben wir angefangen, Simulationen einzusetzen", sagt Jörg Hartmann, bei dem norddeutschen Schiffsbauer für die Prozessplanung verantwortlich. Das war der erste Schritt in Richtung Digitale Fabrik. Heute gehört sie zum Arbeitsalltag auf der Werft. Der gesamte Stahlbau, auch die Konstruktion der Außenhaut des Schiffes, wird mittlerweile mit Hilfe der Digitalen Fabrik virtuell geplant und abgesichert, damit die Produktion später reibungslos abläuft. "Wir können in kürzester Zeit mehrere Varianten durchspielen", sagt Hartmann. "Und die Ressourcen optimal nutzen."

Die Digitale Fabrik ist ein Schlagwort der Engineering-Branche, eigentlich ist damit ein Bündel mehrerer Softwarewerkzeugen gemeint, so genannter Insellösungen wie etwa der Ablauf-, Materialfluss- und Robotersimulation. Der gesamte Fertigungsprozess ist so digitalisiert. In der Automobilindustrie ist das bereits seit Jahren Realität. Rund 80 Prozent der Montageprozesse werden virtuell getestet bevor die Produktion beginnt. Das Beispiel der Meyerwerft zeigt aber, dass die Digitale Fabrik mittlerweile in vielen Branchen Einzug hält- vor allem im Flugzeugbau, dem Maschinen- und Anlagenbau und in der Elektroindustrie. "Kürzere Erneuerungszyklen der Produkte zwingen viele Unternehmen, ihre Arbeitsweisen zu ändern und die Digitale Fabrik zu nutzen", sagt Raimund Menges, Geschäftsführer des Softwareherstellers Delmia.

Das Konzept soll vor allem Zeit sparen: Produkt und Fertigung werden am Computer gleich parallel entwickelt. Schon in der Planungsphase zeigt sich anhand der 3-D-Simulationen was machbar ist. "Durch die frühe Koordination werden Dinge eliminiert, die unnötige Fertigungskosten verursachen", sagt Olaf Brandt, verantwortlich für das Business Consulting beim Softwareunternehmen UGS. Zudem lassen sich die Logistikprozesse frühzeitig durchspielen: Position und Aufbau des Lagers, Reihenfolge der Arbeitsschritte. Schritt für Schritt wird der Produktionsablauf immer wieder getestet - bis jeder Handgriff sitzt. Das Ergebnis: Die Produktion läuft schneller an, weil es weniger Pannen gibt, und das Produkt kommt eher auf den Markt.

Die Rechnung geht aber nur auf, wenn die Digitale Fabrik reibungslos funktioniert. Voraussetzung dafür ist eine Datenbank, in der alle Daten, die Produkt und den Produktionsprozess betreffen, gespeichert sind. Dazu zählt beispielsweise die Geometrie des Produktes. Da aber die Planer in den verschiedenen Fachabteilungen meist ihre eigenen Systeme und Formate nutzen und nicht auf einer gemeinsamen Plattform arbeiten, ist die Datenintegration oft schwierig. "Das größte Problem ist die Erziehung aller Beteiligten zu einer standardisierten Arbeitsweise", sagt Dirk Wortmann, Mitglied des Vorstands der Simplan AG.

Daran hapert es allerdings meist. Das ergab eine aktuelle Studie, die der Lehrstuhl für Produktentwicklung an der TU München gemeinsam mit der Beratungsgesellschaft Nexolab erstellt hat. "Oft herrscht Unklarheit, wie diese Kooperationsprozesse effizient und effektiv gestaltet werden können", sagt Matthias Kreimeyer, einer der Autoren der Studie.

Auch bestehende Fertigungsprozesse lassen sich mit "Digitalen Fabriken" optimieren. Die Simulationen zeigen, welche Teile bestehender Anlagen wieder verwendbar sind, und ob sich mehrere Produkte auf einer Fabrikstraße fertigen lassen. Das senkt die Investitionskosten. Allerdings müssen dafür die Daten und Informationen aus der Produktion wieder zurück zu den Planern und Konstrukteuren fließen.

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