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Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit,

Anlagenprojektierung und Materialflusslogistik der TU Clausthal Prof. Dr.-Ing. Uwe Bracht / IHK Nürnberg, 20. März 2013

Konferenz für Durchgängige Anlagenplanung 2013

Mittwoch, 20. März 2013

Die Digitale Fabrik - Vision und durchgängiger Einsatz -

Prof. Dr.-Ing. Uwe Bracht

Bezirksverein Bayern Nordost

1

Anlagenprojektierung und Materialflusslogistik Prof. Dr.-Ing. Uwe Bracht / IHK Nürnberg, 20. März 2013

Agenda

1. Ansatz, Definition und Vision

2. Neues grundlegendes Fachbuch zur Digitalen Fabrik

Umsetzungsstand und Herausforderungen

Anwendungsgebiete

Nutzen der Digitalen Fabrik

3. Entwicklungsschwerpunkte der Digitalen Fabrik

4. Operative Einsatzbeispiele der Digitalen Fabrik

Projektmanagement

Technologiemodelle

Layoutplanung mit TeamPlan

Fabrik-DMU-Modelle für die Planungsprozesse

Virtuelles Eintakten in reale Endmontagelinien

Operatives Logistikmonitoring

Mobile Applikationen

5. Zusammenfassung

2


Ansatz und Fokus der Digitalen Fabrik im Strahlenkreuz der

Hauptprozesse von Produktionsunternehmen

3


Ziel: Verkürzung und Parallelisierung der Zeiten für

Planungsphasen

Produkt-

entwicklung

Konzept-

planung

Ausführungs-

planung

Ausführungs-

überwachung

Konventionelle Planung

Ziel-

planung

time to

Anlauf

Produkt-

entwicklung

Konzept- und

Ausführungs-

planung

Ziel-

planung

Ausführ-

ungs-

überw.

time to

Anlauf Vertrieb

time to

volumecustomermarket

time to

market

time to

customer

Planung

Digitale Fabrik

Produktions-

betrieb

Planungsphasen

Produkt-

entwicklung

Konzept-

planung

Ausführungs-

planung

Ausführungs-

überwachung

Konventionelle Planung

Ziel-

planung

time to

Anlauf

Produkt-

entwicklung

Konzept- und

Ausführungs-

planung

Ziel-

planung

Ausführ-

ungs-

überw.

time to

Anlauf Vertrieb

time to

volumecustomermarket

time to

market

time to

customer

Planung

Digitale Fabrik

Produktions-

betrieb

Produktentwicklung und Produktionsprozessplanung

4


VDI-Richtlinie 4499 „Digitale Fabrik“

Die Digitale Fabrik ist der Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von

digitalen Modellen, Methoden und Werkzeugen – u.a. der Simulation und

dreidimensionalen Visualisierung – ,die durch ein durchgängiges

Datenmanagement integriert werden.

Ihr Ziel ist die ganzheitliche Planung, Evaluierung und laufende

Verbesserung aller wesentlichen Strukturen, Prozesse und Ressourcen der

realen Fabrik in Verbindung mit dem Produkt.

Definition „Digitale Fabrik“

5


Vision: Vollständige Digitale Repräsentation von

Produkt, Prozess und Ressource

Produkt, Prozesse und die Produktionsstätten sollen

- digital geplant, simuliert und integriert werden sowie

- mit Hilfe rechnergestützter Methoden geändert, korrigiert und in ihrer

Wechselwirkung optimiert werden

Freigabe zur physischen Produktherstellung

- wenn das Produkt digital abgesichert ist und

- die Digitale Fabrik erfolgreich durchlaufen wurde

Dadurch Zeit- und Kostenersparnis bei gleichzeitig höherer Qualität und

Reifegrade

Quelle: Roland Berger Studie 2002

6


Agenda




Anwendungsgebiete




Projektmanagement

Technologiemodelle






5. Zusammenfassung

7


8


2011

9


Agenda




Anwendungsgebiete




Projektmanagement

Technologiemodelle






5. Zusammenfassung

10


Gemittelte Untersuchungswerte

Umsetzungsstand und Herausforderungen der Digitalen Fabrik

70 % 65 % 60 %

50 %

Vereinheitlichung

von Anforderungen

und Lösungen Verankerung im

Geschäftsprozess

Informations-

management

Bestands-

datenpflege

Änderungs-

management

Datendurch-

gängigkeit

Schnittstellen-

management

Quelle: IMAB-Studie zur Digitalen Fabrik auf Basis einer VDA-Umfrage

[Bracht, Geckler, Wenzel 2011]

11


Agenda




Anwendungsgebiete




Projektmanagement

Technologiemodelle






5. Zusammenfassung

12


Anwendungsgebiete der Digitalen Fabrik [Bracht, Geckler, Wenzel 2011]

13


Ausgewählte Anwendungsfelder der Digitalen Fabrik [Bracht, Geckler, Wenzel 2011]

14


Agenda




Anwendungsgebiete




Projektmanagement

Technologiemodelle






5. Zusammenfassung

15



Gemittelte Untersuchungswerte

Nutzeneffekte der Digitalen Fabrik [Bracht, Geckler, Wenzel 2011]

70 % 30 % 15 % 12 % 10 %

3 - 5 %

16


Agenda




Anwendungsgebiete




Projektmanagement

Technologiemodelle






5. Zusammenfassung

17


Forschung, Produktfindung

Entwicklung und

Konstruktion

Produktionsplanung und

Gestaltung der Fabrik

Produkt- und Produktionsentstehungsprozess

Wichtige Entwicklungsschwerpunkte der Digitalen Fabrik: Frühzeitige Produktbeeinflussung

Au

ftra

gsab

wic

klu

ng

sp

rozess

Absatzplanung,

Marketing

Einkauf

Auftrags-

steuerung

Produktion

Vertrieb

und Service

18


Aktuelle Umsetzungsschwerpunkte zur frühzeitigen Produktbeeinflussung

im Rahmen der Digitalen Fabrik


19


Forschung, Produktfindung

Entwicklung und

Konstruktion

Produktionsplanung und

Gestaltung der Fabrik

Produkt- und Produktionsentstehungsprozess

Wichtige Entwicklungsschwerpunkte der Digitalen Fabrik: Einheitliches und durchgängiges Datenmanagement (PLM/PDM)

Au

ftra

gsab

wic

klu

ng

sp

rozess

Absatzplanung,

Marketing

Einkauf

Auftrags-

steuerung

Produktion

Vertrieb

und Service

20


Aktuelle Umsetzungsschwerpunkte zum Datenmanagement im Rahmen

der Digitalen Fabrik


21


Ziel: Vernetzte Systemarchitektur für die Digitale Fabrik

Produkt Ressourcen Prozesse

Technologien Gebäude,

Einrichtung Produktion

Digitales Fabrikmodell

Daten

Vernetzung

Applikationen

Visualisierung

Entwicklung,

Konstruktion

Planung,

Prozesse

Simulation,

Optimierung

Produktions-

ablauf-

steuerung

Datenmanagement

Visualisierung (3D/VR)

22


Agenda




Anwendungsgebiete




Projektmanagement

Technologiemodelle






5. Zusammenfassung

23


Operative Einsatzbeispiele der Digitalen Fabrik

Projektmanagement

Technologiemodelle


Virtuelles Eintakten

Fabrik DMU

Layout mit TeamPlan

Logistikmonitoring

24


Mobile Projektdaten erweitern den praktischen

Einsatz der Digitalen Fabrik

3D-Daten

Prozessdaten

Anlagendaten

Workflows

Projektdaten

25


Integrierte digitale Technologie- Modelle am

Beispiel der KTL- Prozesssimulation [Daimler AG/ IMAB 2011]

26


Digitale Layoutplanung mit TeamPlan

27


Fabrik-DMU-Modell der Halle 12, VW-Werk Zwickau

28


Virtuelles Taktgespräch (VTG) zur Vernetzung von

Planung und Realität [AUDI AG/ IMAB 2012]

Vernetzung von Planungs- und Fertigungsprozess VTG-Runde mit beteiligten Rollen

29


Elemente und 3D-

Visualisierungssoftware

der Virtuellen

Taktungsgespräche

(AUDI AG)

30


Digitale Fabrik und Monitoring für die CKD-Logistik

31


Anzeigetafel in einem CKD-Logistikbetrieb

der VW AG

32


„Virtual Reality Monitoring“ zur Logistiküberwachung

z.B. mit iPad

33


CAD-Daten

PLM mobile

Betriebsdaten

Projekt-

management

Daten-

aufnahme

Verfügbare mobile Applikationen

34


Szenenbaum

Bibliothek

Objektansicht

Objekteigentschaften

Mobiler Einsatz von TeamPlan auf Tablet-PC´s

Übergreifendes zentrales

Fabrikplanungs- tool am

IMAB, lauffähig auf allen

Planungssystemen

Mobiler Einsatz:

- Datenaufnahme

- Layoutanpassungen

und

- abgleich vor Ort

- Präsentationen

36


Agenda




Anwendungsgebiete




Projektmanagement

Technologiemodelle






5. Zusammenfassung

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Gesamtfazit

Die Digitale Fabrik ist gelebte Realität.

Der Umsetzungsstand liegt bei den deutschen Automobilherstellern

zwischen 50 - 70 %.

Wesentlicher Nutzen der Digitalen Fabrik ist die Vermeidung von

Planungsfehlern und die Sicherstellung einer besseren Planungsqualität.

Die Herstellkosten der Produkte können um 5 % gesenkt werden.

Die Digitale Fabrik ist im operativen Betrieb angekommen und wird z.B.

auch als Steuerungsinstrument eingesetzt.

Mobile Applikationen erschließen neue Anwendungsgebiete.

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Planungssitzung im/mit IMAB.VR®

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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