Die Digitale Fabrik bei Volkswagen - digifab-ev.de · Wolfsburg, 20.12.2018, Dr. Geckler Inhalt 1...

Wolfsburg, 15.12.2017, Dr. Geckler

Die Digitale Fabrik bei Volkswagen


Inhalt

1 Produktionsplanung der Volkswagen AG

2 Die Planungsprozesse im Produktlebenszyklus

3 Die Digitale Fabrik in den Planungsprozessen

4 Die Zukunft der Digitalen Fabrik bei Volkswagen

2


Die Produktionsplanung bei Volkswagen

3

Produktentstehungsprozess (PEP)

Kundenauftrags-Prozess (KAP)

Einkauf

Produktion

Auftragssteuerung

VertriebService

ForschungEntwicklung/Konstruktion

Produktionsplanung +Realisierung

EOPSOPPS

PS – ProjektstartSOP – Start of ProductionEOP – End of Production

Quelle: Bracht, Geckler, Wenzel: Digitale Fabrik


Herstell-prozess Fabrik-DMU Virtuelle

InbetriebnahmeDesign

BauTonmodellAnlagen-aufbau

Serie

Digital

Prototypen

Konstruktion

Grundprinzip: Die Realität folgt dem digitalen Modell

Real


12 Marken / > 100 Standorte

9 Gewerke / 3 Geschäftsbereiche (P, H, E)

18 Länder / 15 Sprachen

6 Kernsysteme

Über 15.000 ständige Systemnutzer

Über 450 aktive Projektteilnehmer

Digitale Fabrik im Volkswagen Konzern in Zahlen

5


Inhalt


2 Die Digitale Fabrik in den Planungsgewerken



6


Handlungsfelder der Presswerkplanung

Bemi-Integration

FertigungsprozessUmformprozess

Umformanalyse

Prozessplan

Transferanalyse

KonstruktionHilfsvolumen

7


Handlungsfelder der Karosseriebauplanung

ProduktanalyseProzessplanung

Layout und Mengengerüst

Roboter-simulation und Offlineprogrammierung

Verfügbarkeits-simulation

8


Daten der Digitalen Fabrik - Auszug

Umform-Stufen Presswerkzeuge FEM Netze (Umformsim.) Prüfvorrichtung

Vorrichtungen RoboterprogrammeZwischen-ZSB‘s

Vorrichtungen Verzugssimulation Roboterprogramme

Prüf-Merkmale

Prozessplan vPPG Ergonomie

Behälter Ablaufsimulation Wegeplan Fördertechnik

Dichtnähte

Manipulator

Version, Gültigkeit(PR-Nr, Datum)

Teil

9


Planungsprozess in der Fabrik / Infrastrukturplanung

3D-Aufnahme

3D-Modellierung

Architekturmodell

Blocklayout

KonzeptplanungDetailplanung

10


Inhalt





11


Produkt- und Produktionsdaten auf einen Blick

BetriebsmittelWerker

ProduktStückliste

RessourcenProzess

12


Bibliotheken und Standards

• Abgestimmte und geprüfte Standard-Elemente,

• zusammengehörende Geometrie- und Fertigungsdaten,

• einfach per Drag & Drop zu nutzende Elemente.

Die Bibliotheken werden mit der Erfahrung aus den Projekten weiterentwickelt

13


Virtuelle Absicherung auf Basis der StandardmontagereihenfolgeGemeinsames Gespräch mit Entwicklung und Planung

ProduktdatenProzessdaten

Ressourcendaten

Takt 1

ZSB Kraftstoffleitung

Takt 2

Motorleitungsstrang

Takt 3

Halter Motorsteuergerät

Takt 4

Dämpfung Motorraum

Takt n+1

Virtuelles Produkt-Prozess-Gespräch (vPPG)

14


Spezialisten

Prozessplaner

Entwicklung

Beispiel für einen Änderungs-Antragsprozess

BewertungHerstellbarkeit

Ablauf-simulation

Layout-prüfung

Ergonomie-prüfung

Herstellbar

Änderung

Gewerke

Kon-struktion

Planung

Nein

Ja

15


Der Ablauf des Fabrik-DMU

PresswerkPresswerk

KarosseriebauKarosseriebau

LackierereiLackiererei

MontageMontage

KomponentenKomponenten

LogistikLogistik

FabrikFabrik

Gemeinsame Abstimmung

Datenzusammenspielen

Neuen Standübergeben

CAD-Umsetzung

FormaleVorprüfung

Daten erstellenund bereitstellen

Fachplanungen Fabrik-DMU

16


Virtuelle Inbetriebnahme

17

Virtuelles Modell Feldbus Programmierbare Steuerung

Offlineprogrammierung und Überprüfung der Steuerungsprorammeanhand virtueller Modelle und realen Steuerungskomponenten


Inhalt





18


Zukunft der Digitalen Fabrik - Entwicklungsebenen

Presswerkzeuge, Roboter, Behälter

Materialfluß

Fabrik-DMU, AR

Energie, Mobile Endgeräte

Big Data, Kommunikation

vPPG, Virtuellen Inbetriebnahme

2010

1995

2000

2005

2015

19


Themengebiete Zukunft der digitalen Fabrik

20

Hardware

Simulation

Funktion

Vernetzung

Prozesse

Fähigkeiten

InformationAufbauOrganisation

Technik

Organisation


Hardware

21

Moore‘sches Gesetz

VR, AR, MR

CPU, Speicher,Festplatten

Cave

MR-RaumMobile Endgeräte

Fabrik-DMU

Navigation

Prozess im Hauptspeicher

Big Data

WearablesMotion Tracking

BDE, Werkerführung

IoTAktoren, Sensoren

Bau-Abnahme

Giga-, Tera-, Peta-, Exa-, Zettabyte


Planungstisch und Tablet

22


Simulation in der DF

23

Simulations-Hardware

Microskalierung

QuantencomputerRechnen im Massenspeicher

Makroskalierung

WerkstoffsimulationRaum, Luft

Fluid-SimulationSimulations-Methode

Meshless, Kerne

Maschine, Umgebung

Sand, SpanenSchweißstrom

Zug/DruckDruck/Druck

EnergieKlima, UmgebungSchall, Schadstoffe


Netzlose Simulation eines Spanes

24

Universität Stuttgart, Institut für Technische und Numerische Mechanik


Durchgängige Simulationskette

25

- AufmassLack

- AufmassKarobau

- AufmassEinzelteil

SimulationEinzelteil

+ SimulationKarobau

+SimulationLack

FertigungEinzelteil

+ FertigungKarobau

+ FertigungLack

Normierung

VerzugLack

VerzugKarobau

Rückfederung Presswerk

Pla

nung

Ferti

gung


Gebäude- und Mediensimulation

26

Heizbedarf über ein Jahr

Temperaturverlauf in der Halle

Simulation Gebäude und Medien

Hallenmodell

Bedarf undEmission der Fertigung

Klimadaten


Funktionen der DF

27

Big Data

BIM

IoTKI

Automatisierte Planung

Wiederholende TätigkeitenVerarbeitung Massendaten

DurchgängigeDokumentation

Lernende SystemeOptimierung

Virtuelle InbetriebnahmeVorbeugende Instandhaltung

Intelligente Analysen


Mobile Endgeräte

DF - DatenQuelle: INDUSTRIE MAGAZIN 10/2011

28


KI in der Planung

29

Shutterstock Illustrationsnummer: 625282904


Geeignete Geschäftsprozesse

30

Repetitive Aufgaben die Mitarbeiter

mehrmals täglich ausführen

Periodische Berichterstattung,

Dateneingangs- und Ausgangsanalyse

Massen- und Serienmailgenerierun

g und -archivierung

Konvertierung von Datenformaten

und Grafik

ERP Transaktionen über mehrere

Systeme hinweg

Prozesslisten und Datenspeicherung

Volkswagen


Vernetzung der DF

31

Netzwerktechnologien

PLM-Basis

5GHybrid-Cloud

AML

Service Bus

Kopplung administrative Systeme Interne / externe

Kommunikation

DurchgängigeSuite

BeschaffungFinanz

Produktions Plattform


Die nächste technische Revolution

Volkswagen


Service-Plattform

Feldbus

VR-AR Server DF Server Cloud Fabrik Server

OPC UA

Technik-Konzept digitum

33

BrilleHandschuhUhrTabletSmartphone3D-KameraDrohne

Connect / VisMockupHLS / 3DInterviewsPlant-Simulation MalagaProcess-SimulateAPE-Plan Winmod

Data Lake / AnalysePPR-Daten (DF)?Steuerungsdaten?Automatisierung?Ist-Daten Fabrik?

PPS, MRP, WEFIFISZAÜ / ZLTBDEUNIT

Modell

AnzeigeLabel, ScanRFIDEE-, Q-Daten

SPSSPSSPS

Ede

Edge

KukaFanuc

AVON/DPS

Zentrale DatenProjekt: DF311 Werk: xy

Catia Modell BEMI – Inv-NrTI-Syncro LISION –BehälterAVON/DPS

Zentrale Daten

ReferenzdatenIst-DatenBilderkennungKünstliche Intelligenz f. Planung…

Zwilling / Big Data -Analysen

Roboter-ControlSensorAktor

Unity

Kommunikation

ColladaPLC-OpenXML ….

AML, OPC


Neue Informationen der DF

34

Mehr Details, Mehr Horizont

Aktoren, Sensoren

Digitaler Zwilling

Materialeigenschaften

Virtuelles LogMikro-ProzesseRückmeldungen

aus der Produktion

Fertigungstechnologien

Life-Cycle

Energie


Ausprägungen digitaler Zwilling

35

Begriff 3D-Geometrie Kinematik Sensorik & Aktorik

Funktion &Steuerung

Menschliche Arbeit Metadaten

Digitaler Zwilling

Digitaler Schatten

Digitales Abbild


Neue Prozesse der DF

36

Frontloading

Virtuelle 0-Serie

Virtuell statt Real2 Jahre früher

Vor der Vergabe der Anlagen

Prototypenfreie Produktion

Design forManufactoring

Vorbeugende Instandhaltung

Wachsende Anlagenverfügbarkeit

Fast Ramp Up


Prototypenfreie Produktionsanläufe

37


Neue Elemente der Ablauforganisation für die DF

38

Flexibilität

DigitalisierungslotsenData Scientist

KompetenzDF als Kernkompetenz

Integration von Planungs-, Projekt und DF-TeamsZusammenarbe

it

DatenbasiertWorkflows

Simulation, AnalyseDaten, BibliothekenNeue Rollen FB

Neue Rollen IT

Teams


Frontloading

Frontloading durch die frühzeitige Nutzung digitaler Modelle

39


Fähigkeiten

40

Kontinuierliche IST Aufnahme

Kontinuierlicher Scan

BilderkennungAbgestimmte Standards

Intelligente Analysen

Künstliche Intelligenz,Neuronale NetzeBig Data

Automatisierte Planung

Selbstprogrammierende Roboter

Schnittstellen

Einheitliche Bibliotheken

DetailLayoutautomatisch

Agiles Arbeiten


Effizienzsteigerung durch die Digitalisierung

41

Effizienz

Zeit

Heute 2025

Digital vernetzte Produktion als Enabler für die digitale Transformation des Gesamtunternehmens

ProduktivitätBestandssysteme

Volkswagen


Zeit für Fragen

42

Hardware

Simulation

Funktion

Vernetzung

Prozesse

Fähigkeiten

InformationAufbauOrganisation

Technik

Organisation

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