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Die digitale Fabrik und Fabrikplanung im 21. Jahrhundert

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Wenn Konstrukteure heute eine Fabrikanlage planen, redet man häufig von einer digitalen Fabrik.

Damit ist die virtuelle bzw. digitale Fabrikplanung gemeint, die längst nicht mehr auf dem Papier erfolgt, sondern mithilfe von professioneller Fabrikplanungssoftware. Mit dieser Software geschieht die Fabrik Simulation in allen Bauabschnitten, Bauschritten und mit allen zusammenhängenden Prozessen und Abläufen.

» Wie kann ich mir eine digitale Fabrik vorstellen
» Digitale Fabriken in Industrie und Logistik
» Weitere Einsatzgebiete digitaler Fabriken
» Software für digitale Fabriken

Diese moderne Fabrikplanung erstreckt sich von den ersten Idee und den initialen Entwürfen über den gesamten Planungsprozess bis zur Inbetriebnahme der Anlage (nach dem Abschluss der Anlagenplanung). Die Simulation im Rahmen der Fabrikplanungssoftware ist häufig einfach zu bedienen und ermöglicht es den Bauherren und Planern, sämtliche Planungsschritte anschaulich und umfassend auszuführen, durchzuspielen und zu dokumentieren.

Was ist eine digitale Fabrik?

Die digitale Fabrik: wird offiziell als ein Oberbegriff für ein umfangreiches Netzwerk von digitalen Modellen und Methoden definiert, u.a. mit Simulationen (siehe Simulationssoftware) und 3D-Visualisierung (siehe Visualisierungssoftware). Ihr Zweck ist die ganzheitliche Planung, Umsetzung, Steuerung und Verbesserung aller dazugehörigen Prozesse und Ressourcen. Die Grundlagen für die virtuelle Fabrik sind sogar mittels VDI-Richtlinien festgelegt worden.

Digitale Fabrik Methoden enthalten z.B. auch die Produktionsplanung und die Planung des Logistiksystems, der Verkehrswege, der Lagerkapazitäten, Materialflusssimulation bzw. Materialflussplanung und das benötigte Personal. Diese unterschiedlichen Faktoren werden durch Fabrikplanungssoftware umgesetzt und miteinander in Relation gestellt.

Wie verläuft eine digitale Fabrikplanung?

Zuerst wird die Bauart der digitalen Fabrik festgelegt. Handelt es sich um eine Neuplanung, die Erweiterung einer existierenden Anlage oder um eine Sanierung bzw. Reorganisation?

Dazu müssen alle nötigen Daten und Fakten vorliegen:

  • die Größe und Beschaffenheit des Grundstücks
  • die genaue Gebäudeplanung mit allen Maßen
  • der Aufbau der Fabrik
  • das verwendete Material
  • die Produktionsstätten
  • Transportwege und Verkehrsanbindungen

Je mehr konkrete Daten vorliegen, desto besser und schneller kann eine 3D Fabrik erstellt werden. Oft ist die Hauptaufgabe der Fabrikplaner die Adaption der Fabrik- und Produktionsstruktur an neue Expansionspläne oder eine geänderte Produktions- und Marktstruktur sowie die Integration neuer Technologien.

Digitale Fabriken in der Industrie und Logistik

In der Industrie, Fertigung, Produktion und Logistik ist die digitale Fabrikplanung nicht mehr wegzudenken.

Gerade die sich ständig ändernden Mechanismen aus Globalisierung, neuen Technologien, internationalen Arbeitsprozessen, steigender Marktdynamik und der weltweiten Digitalisierung stellen die Produzenten unter Druck. Sie müssen mit der Marktentwicklung mithalten, aber gleichzeitig die Produktionsziele erhöhen, Arbeitszeiten verringern und Kosten senken.

Diese große Herausforderung zukunftsorientierter Unternehmen aller Branchen erfordert eine ständige Überarbeitung und Anpassung der Produktionsstätten an die neuen Gegebenheiten. Die Software zur Fabrikplanung ist daher ein praktisches, flexibles und schnelles Werkzeug, um  Auf- und Umbauten schon im Vorfeld zu simulieren und zu analysieren. Damit können schon im Vorfeld die gestellten betrieblichen Ziele erfüllt und eventuelle Fehler und Störfaktoren verringert und herausgefiltert werden.

Wo kommt die digitale Fabrikplanung noch zum Einsatz?

Diese digitale Fabrikplanung in Industrie und Logistik führt unterschiedliche Werksanlagen und Betriebsgebäude sowie die Maschinen zusammen und analysiert die damit verbundenen Prozesse und logistischen Wege. Alle Strukturen lassen sich im Detail exakt aufzeichnen, ausrechnen und durch ansprechende 2D- und 3D-Simulationen gut verständlich darstellen. Kollisionen von Abläufen, Leerläufe und falsche Kalkulationen aller Art werden außerdem vermieden und Fehler im System auf ein Minimum reduziert.

Welche Aufgaben werden mithilfe von digitaler Fabrikplanung bewältigt?

Weiterhin wird die Fabriksimulation für die Erstellung der Datenbasis bzw. des Datenkerns, als Integrationsplattform, Werkzeugübersicht und für die Organisation und den Planungs-Workflow eingesetzt.

  1. Die digitale Fabrik reduziert redundante Daten
  2. Sie standardisiert viele Prozesse, Ressourcen sowie Betriebsmittel
  3. Außerdem visualisiert sie die Aufgaben, Kompetenzen und Verantwortungen in der gesamten Prozesskette

Dadurch entstehen transparente Berechnungen von Zeit, Kosten und Ressourcen, und Möglichkeiten zur Automatisierung oder Einsparungen werden frühzeitig angezeigt.

Welche Disziplinen umfasst eine Software für die digitale Fabrikplanung?

Die digitale Fabrikplanung bietet den Anwendern zahlreiche Möglichkeiten, einfach und übersichtlich eine komplette Fabrikanlage zu erstellen. Sie erhalten Zugriff auf Bibliotheken mit architektonischen und gestalterischen Elementen und können damit realistisch auch komplexe Gebäude durchplanen. 2D- und 3D-Daten können synchron generiert werden, und alle gewünschten Informationen und Zahlen lassen sich übersichtlich visualisieren.

Alle relevanten Planungsdaten müssen nur einmal erfasst werden und bleiben in einer internen Datenbank verwaltet. Dazu können alle weiteren externen Daten mit integriert werden, z.B. der Personalbestand und Daten für Zulieferer, Ausrüster, Transport und Dienstleister. Wenn die Daten stets aktuell gehalten werden, kann damit eine relevante Zeit- und Kostenabschätzung evaluiert werden.

Wie kann ein Unternehmen durch digitale Fabrikplanung profitieren?

  1. Mit der digitalen Fabrikplanung sparen Konstrukteure und Bauherren nicht nur deutlich an Ressourcen, sondern erhalten auch weitere Vorteile. Durch die integrierte Animation und 3D Simulation von Bauten und Produktionsprozessen können alle Planungsstadien optisch hervorragend dargestellt werden.
  2. Die virtuelle Fabrik lässt auch mögliche Probleme durch Raumbeschränkungen oder das Aussetzen einer Prozesseinheit realistisch durchspielen und mögliche Lösungsszenarien generieren. Schon vor der Installation von Anlagen, Verkehrswegen und Maschinen lassen sich diese analysieren, womit eine Vielzahl an Risiken und Gefahren auf ein Minimum reduziert werden.
  3. Auch der Materialfluss in der Produktion lässt sich durch die digitale Fabrik rechtzeitig optimieren, um die Fertigung von Anfang an ressourcen- und kostendeckend einzuführen. Alle Abläufe können gestrafft werden, und die gesamte Produktion erfolgt deutlich flexibler und energiesparender.

Welche Nachteile bringt eine schlechte Fabrikplanung mit sich?

Die Nachteile bei der digitalen Fabrikplanung sind gering – allerdings erfordert eine virtuelle Fabrik auch möglichst viele grundlegende Daten, Fakten und Ideen, um ein möglichst komplettes, realistisches und realitätstreues Modell zu erschaffen. Sind diese nicht vorhanden, bleibt jedes noch so schön gestaltete Fabrikmodell nur eine oberflächliche Ausführung, die im schlimmsten Fall völlig falsche Berechnungen liefert.

Welche Grenzen gibt es bei der digitalen Fabrikplanung?

Auch die digitale Fabrikplanung kennt ihre Grenzen. Letztendlich ist Simulation in der Logistik und im Bau nur so gut, wie die Daten und Informationen die vorliegen. Jede virtuelle Fabrik sollte deshalb trotz aller technischen Möglichkeiten immer auch mit der nötigen Weitsicht erstellt werden – und mit etwaigen Notfallszenarien, um Restrisiken so weit wie möglich zu reduzieren. Dabei spielen auch die menschlichen Erfahrungswerte eine nicht unwesentliche Rolle.

Wie wird digitale Fabrikplanung mithilfe von Software umgesetzt?

Die digitale Fabrik bietet Ihnen viele Möglichkeiten, Ihre Anlage visuell ansprechend (mithilfe von Animationssoftware), detailliert und realitätsgetreu umzusetzen. Gerade die Fabrikplanung für kleine bis mittlere Fabrikationsstätten können damit leicht und weitsichtig konzipiert werde. Durch die integrierte 3D-Animation können Sie Ihre Ideen transparent und verständlich erstellen und Sie anderen präsentieren.

Tarakos Software für die Fabrikplanung bietet Ihnen über 500 bereitstehenden Elementen aus professionellen Software-Bibliotheken, um Ihr Konzept vielseitig umzusetzen. Dabei können Sie auch die Logistik, Intralogistik und die Arbeitsabläufe in der Anlage visuell aufbereiten. Die anschaulichen 3D-Virtual-Reality-Szenen lassen sich auch problemlos für Präsentationsvideos und andere multimediale Darstellungen verwenden.

 

Erfahren Sie mehr über unsere Software zur Erstellung einer digitalen Fabrik
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