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PLM So steigert der digitale Zwilling die Effizienz

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Sind Konstruktion und Fertigung nicht nahtlos miteinander verbunden, kann auch die beste Idee letztlich nur eine Zeichnung bleiben – der digitale Zwilling schafft Abhilfe.

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(Bild: Pixabay, CC0)

Beim Besuch einer modernen Produktionshalle erlebt man die atemberaubende Sinfonie von Menschen, Bauteilen, Materialien, Roboter und Maschinen – alle arbeiten auf die Minute oder sogar Sekunde genau zusammen, um Arbeitsabläufe präzise einzuhalten. Ein unglaublicher Anblick. Seit Jahren haben sich Produktionsprozesse kaum verändert, inklusive Fehlerquellen. Um Innovation voranzutreiben haben Aaron Frankel und Jan Larsson von Siemens PLM Software in diesem Artikel einen Blick darauf geworfen, wo diese Prozesse gestrafft werden können.

Kostspielige Probleme im Prozess

Jedoch basiert die Art und Weise, wie Produkte entworfen und geplant werden, immer noch auf alten Prozessen. Das ist nicht als allgemeine Kritik gemeint. Eine großartige Konstruktion ist ein gewaltiger Kraftakt. In vielen Fällen ist es eine extrem komplexe Aufgabe – Millionen von Teilen und Tausende von Mitarbeitern und Partnern oft länderübergreifend unter einen Hut zu bringen, gehört unter Umständen dazu. Gleichzeitig verlangen wichtige Märkte wie die Elektronikbranche (schnellere Prozessoren, Miniaturisierung), der Automotive-Bereich (grüne Agenda und Emissionen) und die Luftfahrt (grüne Agenda und der Trend zu Flugzeugen aus Verbundwerkstoffen) kontinuierliche Optimierung. Das bedeutet, dass neue Konstruktionen schneller entwickelt werden müssen.

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Angesichts dieser Komplexität ist die Zurückhaltung verständlich, bewährte Entwicklungsprozesse zu verändern. Vor diesem Hintergrund berichten unsere Kunden von häufig auftretenden Problemen in der Entwicklungs- und Produktionskette, die vor allem Bereiche betreffen, die anfällig für kostspielige Verzögerungen sind.

Bruch bei der Datenübergabe

Eine der größten Schwierigkeiten sehen wir darin, dass Konstruktionsteams andere Systeme verwenden als die Mitarbeiter in der Produktion. In der Praxis bedeutet das: Konstrukteure leiten den Produktionskollegen die Entwürfe weiter. Diese müssen aber den daran anschließenden Prozessplan mit der Software erstellen, die sie auch sonst verwenden. In diesem Szenario – und das ist leider ziemlich gängig – stimmen Informationen schnell nicht mehr überein.

Produktionssysteme immer aktuell halten

Auch bei der Erstellung von Plänen für die Fertigungsanlagen gibt es noch Optimierungsspielraum. Das liegt daran, dass die Layouts häufig noch mittels 2D-Skizzen und Blaupausen erstellt werden. Der zeitliche Aufwand dafür ist hoch. Die Pläne sind zwar ein wesentlicher Teil des Prozesses, aber gleichzeitig sind sie sehr unflexibel. Oft stellen wir fest, dass Änderungen an der tatsächlichen Anlage in den Plänen nicht richtig reflektiert werden. In schnelllebigen Märkten wie der Unterhaltungselektronik, in denen Produktionssysteme ständig aktualisiert und erweitert werden müssen, kann das schnell problematisch werden. Warum? 2D-Pläne sind nicht intelligent in die Prozesse eingebunden, ihnen fehlen wichtige Informationen. Für Hersteller ist das jedoch notwendig, damit sie jederzeit genau wissen, was produziert wird.

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Probleme in der Prozessvalidierung

Nach dem Layout geht es im Arbeitsablauf typischerweise mit der Prozessvalidierung weiter. Auch in diesem Bereich gibt es zahlreiche Möglichkeiten zur Steigerung der Effizienz. Hersteller warten in der Regel, bis die neue Ausrüstung im Einsatz ist, um zu sehen, ob sie eine gute Leistung bringt. Wenn das nicht der Fall ist, ist es oft bereits zu spät, um eine alternative Lösung zu suchen.

Schließlich gibt es zwei weitere Bereiche, in denen Kunden über Herausforderungen berichten: Durchsatzleistung und Fertigungsausführung.

Informationen aus der Fabrikhalle zurückspielen

Aufgrund der Komplexität moderner Produktionsanlagen sowie der häufig fehlenden Koordination zwischen den verschiedenen Software- und Planungssystemen kann es schwierig sein, einzelne Bereiche herauszufiltern, die für Verzögerungen verantwortlich sind. Wenn es dann um die Fertigungsausführung geht, berichten Kunden häufig, dass es schwierig ist, die Leistung zu messen. So lässt sich auch nicht feststellen, ob der Prozess wirklich so funktioniert, wie er geplant war. Die Herausforderung ist es, Informationen aus der Fabrikhalle an die Teams aus Produktentwicklung, Konstruktion und Fertigung zurückzuspielen.

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