IPL-Magazin 09 | Oktober 2009 | Autor: Markus Ehmann (IPL)

 

Das virtuelle Betreiben neuer Fabrikanlagen und Lager deckt unerwartete Fehler auf und beseitigt sie, noch bevor diese in der Realität zu Schwierigkeiten und Kosten führen können. Ein Manntag in der Planung kann so oft bis zu fünf Tage auf der Baustelle sparen.
 

 

Dipl.-Wirtschaftsing. Markus Ehmann (IPL)

Im Allgemeinen wird unter virtueller Inbetriebnahme (kurz: VIBN) das Einspielen und Ablaufen der Planungsdaten auf einer virtuellen Robotersteuerung gemeint, bevor die erfolgreich getesteten Programme auf die reale Robotersteuerung übertragen werden können.


Die Basis dafür bilden Simulationen, die das Verhalten der Maschine nachbilden.(1)


Diese Vorgehensweise wird in der "Digitalen Fabrik" analog auf die gesamte Fabrikanlage übertragen. So können nicht nur einzelne Roboter und Maschineninseln betrachtet werden, sondern auch die komplexen Zusammenhänge insbesondere im Hinblick auf Materialfluss und Produktionsplanung. Das wichtigste Standbein hierfür ist die Simulation, welche mit jedem Schritt der Produktentwicklung und Produktionsplanung wächst. Wichtig ist hierbei eine aufwandsarme Einarbeitung der Daten aus den Fachabteilungen. So können beispielsweise CAD-Daten sofort für die 3D-Darstellung und als Geometriemodell für das Handling durch CNC-Maschinen und Lagereinrichtungen verwendet werden. Das dabei entstehende Gesamtmodell der Fabrik ist damit am Ende der Planung sofort lauffähig und kann in der Simulation zur Fehlerbeseitigung und Optimierung benutzt werden. Bis zu 90% der Fehler können somit vorab erkannt und beseitigt werden.
Die reale Inbetriebnahme kann dadurch in wesentlich kürzerer Zeit erfolgen.

 

Abb. 1:  Simultaneous Engineering und verkürzte Inbetriebnahme in der digitalen Fabrik

 

 Abb. 1:  Simultaneous Engineering und verkürzte Inbetriebnahme in der digitalen Fabrik


Dem Detaillierungsgrad der Simulation und des Modells steht anfangs natürlich ein entsprechender Aufwand gegenüber, der sich allerdings schnell wieder amortisiert, wenn die vermiedenen Kosten zur Fehlerbeseitigung und das frühere Erreichen der Gewinnzone betrachtet werden.


Schließlich besagt schon die 10er-Regel des Projektmanagements, dass jeder Fehler in einem Produkt, je später man ihn im Rahmen des Herstellungsprozesses entdeckt, um den Faktor 10 höhere Kosten verursacht.


Je nach Branche ist damit nicht nur der schnelle ROI für die Simulation ein Vorteil, sondern auch der Zeitgewinn bei der Einführung neuer Modelle oder der Bedienung neuer Märkte.
 

 
 
 
 

 

Abb. 2:  Verbesserung der Wirtschaftlichkeit durch digitale Planung und Validierung

 

Quellen:
(1): Böhme, T.; Virtual Engineering, Fraunhofer IFF, www.iff.fraunhofer.de
(2) und (3):  Kühn, W.; Digitale Fabrik, Fabriksimulation für Produktionsplaner, Carl Hanser Verlag München Wien; 2006