Digitale Fabrik

Planungsgrundfälle:

• Neubau (green field – „grüne Wiese“)
• Um- und Neugestaltung bestehender Industriebetriebe bilden den größten Anteil der Planungsaufgaben.
• Erweiterung bestehender Industriebetriebe aufgrund von Auftrags- und Umsatzwachstum
• Rückbau von Industriebetrieben
• Revitalisierung

Produkt-Portfolio:

• Markteinführung (NPI – New Product Introduction)
• Produkt-Aufwertung
  • Plattform-/Modul-Konzept
  • Gleichteile-Strategie
  • Produktionsverlagerung / -erweiterung
• Eine Wiederverwendung der vorhandenen Ressourcen (z.B. für Plattform-Komponenten oder Gleichteile) reduziert den Investitionsbedarf erheblich

Fabrikplanung

• Als Fabrikplanung bezeichnet man die systematische Planung von Fabrikbetrieben.

Produktionsplanung

• Die Produktionsplanung „…umfasst die Planung von Produktionsprozessen, Produktionssystemen und industriellen Produktionsstätten sowie die Überwachung der Realisierung bis zum Anlauf der Produktion. Der Umfang reicht dabei von der Planung einer einzelnen Maschine mit ihren Nebeneinrichtungen über die Umplanung von Teilbereichen der Produktion bis zur Erstellung eines neuen Werks.“

• Die Arbeitsvorbereitung umfasst Maßnahmen der Arbeitsplanung und -steuerung mit dem Ziel, einen reibungslosen, termingerechten und ökonomisch effizienten Ablauf der industriellen Fertigung sicherzustellen.
• Die Arbeitsvorbereitung umfasst Auftragsvorbereitung, Beschaffung und Erstellung der erforderlichen technischen Unterlagen, Arbeitszeitermittlung, Lager-, Werkstatt-, Transport- und Versandvorbereitung unter ständiger Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit im Sinne einer antizipierten Arbeitsplanung, -steuerung und –kontrolle.

• Die Arbeitssteuerung umfasst alle Maßnahmen, die zur Durchführung eines Auftrages im Sinne der Arbeitsplanung erforderlich sind.
• Die Arbeitssteuerung umfasst die Aufgabenbereiche Materialwirtschaft und Zeitwirtschaft

• Die Arbeitsüberwachung umfasst alle Maßnahmen zur zeitlichen und örtlichen Verfolgung eines Auftrages.
• Soll- und Istdaten werden verglichen. Bei Abweichungen werden Korrekturmaßnahmen eingeleitet.

Die Arbeitsplanung umfasst alle einmalig auftretenden Planungsmaßnahmen, wie

• die fertigungs- und ablaufgerechte Gestaltung der Arbeitsgegenstände, Fertigungs- und Betriebsmittel,
• die Festlegung der Arbeitsverfahren, -folgen, -methoden und -bedingungen
• Errechnung und Festlegung von Vorgabezeiten, mengenmäßigen Werkstoffbedarf und optimale Losgrößen
• sowie die Bereitstellung der Menschen und Betriebsmittel

• Variantenvielfalt des Produkts:
  • Planung umfasst fertigungstechnologische, zeit-, qualitäts- und kostenabhängige Parameter
  • Fertigungsrestriktionen zwischen einzelnen Teilprozessen
• Produktänderungen:
  • Bewertung der Änderungen hinsichtlich der Herstellbarkeit.
  • Produktbeeinflussung zwecks Optimierung der Herstellbarkeit.
• Variantenvielfalt von Produkt, Prozess & Ressource:
  • Zeitgleiche Berücksichtigung der Produkt-, Prozess- und Betriebsmittelvarianten
• Entwicklungs- und Produktionsnetzwerk
  • Unterschiedliche Entwicklungs- und Fertigungstiefen (Integration der Zulieferer)
  • Global verteilte Standorte mit unterschiedlich verfügbaren Fertigungstechnologien und Betriebsmittel,
  • alternierende Planungsgrundfälle (Neuplanung oder Ausbau eines Standorts)
• Flexibilität & Wiederverwendungsgrad
  • Reduktion des Investitionsvolumen durch Wiederverwendung von bereits bestehenden Betriebsmitteln.
  • Wiederverwendung von bereits erprobten (und bereits geplanten) Arbeitsfolgen.
• Der Faktor Mensch
  • Zusammenspiel mit automatisierten Prozessen
  • Planung von Notfallszenarien

langfristig (>3J-5J)

• Konzeptphase – geprägt durch extrem hohes Maß an Planungsunsicherheiten
• Analyse der Konzept-Alternativen hinsichtlich Herstellbarkeit (& Wirtschaftlichkeit)
• Verschiedene (Absatz- und Standort-)Szenarien werden erstellt.
  • Planungsprämissen müssen je Standort erfasst werden
• Abschätzung des Reifegrads von neuen Fertigungstechnologien zu Start der Produktion
  • Investitionsplanung für neue Anlagen

mittelfristig (1J - 3J)

• Entwicklungsphase – Konzept wird ausdetailliert
• Detaillierungsgrad erlaubt Kollisionsanalysen mittels DMU
• Beratung der Produktentwicklung hinsichtlich fertigungsgerechter Produktgestaltung
• Erarbeitung und Freigabe eines seriennahen Fertigungskonzepts
  • Wiederverwendung von bestehenden Betriebsmitteln
  • Start der Konstruktion von neuen Betriebsmitteln

kurzfristig

• Serienvorbereitung – Produktgestalt ist fast vollständig definiert
• Die kurzfristige Arbeitsplanung umfasst u.a.:
  • Erstellung von Vorgänger-/Nachfolger-Beziehungen anhand der Erzeugnisstruktur
  • Erstellung von (maschinenspezifischen) Teileprogrammen
  • Betreuung der Produktion im Serienanlauf

• Die Digitale Fabrik ist der Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von digitalen Modellen,
  Methoden und Werkzeugen – u. a. der Simulation und der drei-dimensionalen 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

• Fertigungsgerechtes Produkt (Produktbeeinflussung)
  • Das Produkt wird bereits in den frühen Phasen des PEPs hinsichtlich der Herstellbarkeit bewertet.
  • Fertigungsaspekte können ab einem frühen Zeitpunkt berücksichtigt und abgesichert werden.
• Höhere Planungsqualität bei gleichzeitig erhöhter Planungsgeschwindigkeit
  • durch genauere Prozessplanung und Wiederverwendung von Prozessbausteinen
  • durch Kontinuierliche Verbesserung der Qualität von bestehenden Prozessbausteinen
  • durch schnellere Bewertung von Produktänderungen
• Durch die Nutzung / Wiederverwendung von virtuellen Prozessbausteinen sind geringere Investitionen notwendig:
  • weniger „späte Änderungen“, die investitionswirksam sind (z.B. nachträgliche Anpassung der Betriebsmittel durch Lieferanten)
  • weniger Anlaufkosten durch eine genauere und variantenreichere Planung
  • höherer Wiederverwendungsgrad durch Nutzung bzw. Anpassung von bewährten Elementen aus (Prozess- und Betriebsmittel-) Bibliotheken

• Die Fragestellung bestimmt den Abstraktionsgrad des Modells
• Die Synergieeffekte liegen in der Integration der Modellebenen
• Konzern:
  • Konzernstrategie, Werkeverbund
• Werk:
  • Zusammenwirken der Fertigungs- und Montagebereiche
• Produktionsbereich:
  • Fertigungsabläufe und Materialfluß
• Anlage:
  • Funktions- und Kollisionsbetrachtung
• Komponente:
  • Einzelprozess