Digitale Fabrik - uni-due.de · PDF file11. Definition Definition des Begriffs Digitale Fabrik...

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Digitale Fabrik

Universität Duisburg Essen

Campus Duisburg

UNIVERSITÄT

D U I S B U R GE S S E N

.2

Gliederung

Die Digitale Fabrik

Einleitung

Ziele

Methoden und Werkzeuge der Digitalen Fabrik

Beispiele

Software-Tools

.3

Die Digitale Fabrik – Einleitung

.4

Einleitung

Globalisierung

Umwelt

PolitikWirtschaft

KulturKommunikation

.5

Einleitung

Triebkräfte

der

Globalisierung

Ökonomische

TechnologischePolitische

.6

Einleitung

Triebkräfte der Globalisierung

Politische Abbau von Handelsbeschränkungen

Bildung von Freihandelszonen

Gemeinsame Märkte

Wirtschafts- und Währungsunionen

Internationaler Rechtsverkehr

…

Ökonomische Kapital- und Warenverkehr

Mobilität von Personen

Transport- und Personenverkehr

Kommunikation und Internet

…

Technologische Telekommunikation

Mikroelektronik

Optoelektronik

…

.7

Einleitung

Steigender Konkurrenzdruck / verschärfter Wettbewerb

Verkürzung der Produktlebenszyklen

Zunehmende Diversifizierung von Produkten (Individualisierung von Produkten)

Verlagerung von Wertschöpfungsaktivitäten zu Zulieferbetrieben.

….

Folgen der

Globalisierung für

Unternehmen

.8

Arten der Produktdiversifikation

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Produkteneuebestehende

horizontal

vertikal

lateral

Produktdiversifikation

vertikal

Vergrößerung der

Fertigungstiefe des

bestehenden Sortiments

(vor- oder rückwärts)

horizontal

sachlicher Zusammenhang

zu Produkten aus dem

bestehenden Programm

lateral

kein Zusammenhang zu

bestehendem Sortiment

.9

Einleitung

→ Nachfrage / Bedarf nach flexibleren und

reaktionsschnelleren Produktionssystemen.

Behebung durch den Einsatz der

Methoden und Werkzeuge (Instrumente) der

Digitalen Fabrik

.10

Einleitung

Digitale Fabrik

Nutzeneffekte

Wettbewerbsvorteil

Quelle: http://www.packworld.com/sites/default/files/styles/lightbox/public/Warehouse2.gif?itok=Nbw5fgPlQuelle: http://www.cmawebline.org/ontarget/wp-

content/uploads/2013/07/competitive-advantage.jpg

.11

Definition

Definition des Begriffs Digitale Fabrik gemäß der

VDI-Richtlinie 4499-1:

Die Digitale Fabrik ist der Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von

digitalen Modellen, Methoden und Werkzeugen – u. a. der Simulation und der dreidimensionalen

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.

.12

Digitale Fabrik

• Schwerpunkt der Digitalen Fabrik liegt auf

der Produktionsplanung und der Gestaltung der Fabrik.

• Produktionsplanung

Planung der Prozesse

Planung der Produktionssysteme

.13

Digitale, Virtuelle und Reale Fabrik

Quelle: Abgrenzung Digitale Fabrik KÜHN, W.: Digitale Fabrik – Fabriksimulation für Produktionsplaner. München: Hanser Verlag 2006

Grundverständnis der Digitalen Fabrik

.15

Datenbank als Integrationskern

.16

Digitale Fabrik als Bindeglied

.17

Digitale Fabrik als Bindeglied

.18

Digitale Fabrik – Von der Idee bis zum Produktlebensende

.19

Digitale Fabrik – Ausgewählte Handlungsfelder

Fabrik- und Gebäudeplanung Ausrüstungsplanung Produktionsplanung

Produktionslayoutplanung

Anlagenplanung und -anlaufLogistikgerechteProduktentwicklung

Logistik- undMaterialflussplanung

Fertigungsprozesse

.20

Magisches Dreieck

Qualität

Kosten Zeit

.21

Ziele

.22

Ziele

Nach: Ziele der Digitalen Fabrik KÜHN, W.: Digitale Fabrik – Fabriksimulation für Produktionsplaner. München: Hanser Verlag 2006

Digitale

Fabrik

Verbesserung

Wirtschaft-lichkeit

Verbesserung

Planungs-qualität

Verkürzung der

Produkt-einführung

Transparente

Kommunikation

Standardisierte

Planungs-prozesse

Kompetentes

Wissens-management

.23

Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Unternehmen

Produktentwicklung

ProduktionsplanungInbetriebnahme

Time-to-Market (Konventionell)

Aufwand

Konventionelle Vorgehensweise

Zeit

Planung Produktion

Ergebnis

Nach: Verkürzung Time-to-Market KÜHN, W.: Digitale Fabrik – Fabriksimulation für Produktionsplaner. München: Hanser Verlag 2006

.24


Produktentwicklung



FehlerbeseitigungVerbesserung der Produktion

Aufwand


Zeit

Planung Produktion

Ergebnis


.25


Produktentwicklung


Time-to-Market (Digitale Fabrik)


Produktentwicklung

Produktionsplanung

Inb.

Simulation

Planung Produktion

FehlerbeseitigungVerbesserung der Produktion

Aufwand


Digitale Fabrik

Zeit

Ergebnis


.26


Produktentwicklung


Zeitgewinn



Produktentwicklung

Produktionsplanung

Inb.

Simulation

Planung Produktion

Aufwand


Digitale Fabrik

Zeit

Ergebnis


Vorteile

Verkürzung Time-to-Market

Qualitätssteigerung

Prozessabsicherung

.27


Produktentwicklung


Zeitgewinn



Produktentwicklung

Produktionsplanung

Inb.

Simulation

Planung Produktion

Aufwand


Digitale Fabrik

Zeit

Ergebnis


Gründe

Parallelisierung von Einzelprozessen durch digitale Modelle

Aktuelle konsistente Daten Transparenz zwischen Vertrieb,

Entwicklung, Produktion und Lieferanten

.28

Kommunikation und Planungsqualität

Produktentwicklung

Produktionsplanung

Inb.

Simulation Digitale Fabrik

Kommunikation

Transparente Kommunikation zwischen Produktionsplanung und Produktentwicklung.

- Nutzung einheitlicher und durchgängiger Planungsdaten

- Verteilte, parallele und standortübergreifende Planung

- Anschauliche Visualisierung

- Daten, Modelle und Werkzeuge der Digitalen Fabrik stellen eine leistungsfähige Plattform dar.

Planungsqualität

Steigerung der Planungsqualität durch Integration des Planungsprozesses.

.29

Standardisierung

Standardisierung von Planungsprozessen

- Wiederverwendbarkeit von Planungsergebnissen

- Erleichtert die Dokumentation und Archivierung von Daten

- Alle generierten Daten, wie auch

- Planungsfortschritte und Planungsstände

Produktentwicklung

Produktionsplanung

Inb.


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Wissenserwerb und -erhalt

Produktentwicklung

Produktionsplanung

Inb.


Wissenserwerb und -erhalt

- Einer der wichtigsten Ziele der Digitalen Fabrik

- Vermittlung und Speicherung von Wissen

- Mit Hilfe von Daten, Planungstechniken, Methoden und Modellen

- Produktentwicklern und Produktionsplanern soll durch ausgereifte Kommunikation und Systematik der Wissenstransfer erleichtert werden und Wissen wiederzuverwenden.

- Fehler bereits zu Planungsbeginn vermeidbar

- Geplante Ziele schneller erreichbar

- Effiziente Einarbeitung neuer Mitarbeiter

.31

Die Digitale Fabrik

Methoden und Werkzeuge

.32

Digitale Fabrik – Industrie 4.0

http://www.wiwo.de/images/industrie-4-0/11454812/2-format2101.jpg

https://www.bilder.tu-clausthal.de/fileadmin/Bilder/Forschen/TUClausthal_Digitale_Fabrik.jpg

- Es gibt in den westlichen Ländern unterschiedliche Vorgehensweisen zur Realisierung der Fertigung der Zukunft

- Deutschland: Einsatz neuer Automatisierungslösungen zur Produktivitätssteigerung Weiterentwicklung

- USA + andere Länder: Produktionskapazitäten wieder aufbauen

.33

Werkzeuge und Methoden der Digitalen Fabrik

Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation

CAD / Fabriklayoutplanung

MKS / 3D - Kinematiksimulation

CAM / NC

Simulationsdatenmanagement

Toleranzmanagement / Simulation

CAP / PPR

CAO: Office, Projekt-/Wissensmanagement, Groupware

CAQ

Ablaufsimulation

>> >> >> >> Produktentstehung >> >> >> >>

>> >> Produktentwicklung >> >> >> >> Produktionsplanung >> >> >> >> Produktion >> >>

Simultaneous / Concurrent Engineering

Geschäftsprozessmanagement

.34


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





Methode:- Systematische zielgerichtete Vorgehensweise- Durchdachtes Verfahren- Ziel: Sinnvolle Lösung von einer Vielzahl von Problemen

IT-Werkzeug (Softwareprogramm):- Softwaretechnische Implementierung / Umsetzung

- Einer Methode- Kombination von mehreren Methoden

Rechnergestützter Einsatz

.35


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





Simultaneous Engineering

.36

Nutzeneffekt Wirtschaftlichkeit

Nach: Simultaneous Engineering Unbekannter Verfasser: www.wikipedia.de, Stand 2010-12-05

Marktanalysen,

Konzeptentwicklung

Produktentwicklung,

Versuche

Produktionsplanung,

Betriebsmittelkonstruktion

Aufbau der Fertigung und Produktionsanlauf

Eine oder mehrere Korrekturschleifen



Zeit

Traditioneller Projektanlauf

.37


Nach: Simultaneous Engineering Unbekannter Verfasser: www.wikipedia.de, Stand 2010-12-05

Marktanalysen,

Konzeptentwicklung

Produktentwicklung,

Versuche

Produktionsplanung,






Marktanalysen,

Konzeptentwicklung

Produktentwicklung,

Versuche

Produktionsplanung,



Zeit

Time-to-MarketMarkteinführung

Zeitgewinn

Korrekturschleifen

Korrekturschleifen

Korrekturschleifen

Traditioneller Ablauf


.38



Qualität und Einheitlichkeit der Daten …

- Einsatz der Produktionsplanung parallel zur Produktentwicklung

- Schnellere Reaktion auf Änderungen

- Keine Wiederholschleifen aufgrund sich verändernder Grundvoraussetzungen

- Verbesserung der Planungsqualität

- Verkürzung Time-to-Market = niedrigere Kosten (Zeitaufwand wir monetär gemessen)

- Wettbewerbsvorteil

- Pionier bzw. First-Mover

.39


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation






Geschäfts-prozess-

management-Kreislauf

Strategie

Prozess-Controlling

Prozess-Implemen-

tierung

Prozess-Entwurf

.40


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation






.41

Nutzeneffekt Planungsqualität

Kerntechnologie des ganzheitlichen Planungssystem der Digitalen Fabrik ist die

Simulation.

- Steigerung der Planungsqualität

- Optimierung von Systemen ohne Gefährdung des laufenden Betriebs

- Auswahl von Alternativen möglich

- Simulation im Zeitraffer

- Übergangstestdurchläufe zwischen verschiedenen Zuständen

- Nutzenpotenzial durch Front-Loading

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Entwicklung Aufbau Anlauf Betrieb Abbau

Kostenbeeinflussbarkeit

Fabriklebenszyklus

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KostenbeeinflussbarkeitAufwand ohneDigitale Fabrik

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KostenbeeinflussbarkeitAufwand ohneDigitale Fabrik

Aufwand mitDigitaler Fabrik

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Fabriklebenszyklus

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Kostenbeeinflussbarkeit

Reduzierter Planungsaufwand

Aufwand ohneDigitale Fabrik

Erhöhter Planungsaufwand

Aufwand mitDigitaler Fabrik

Fabriklebenszyklus

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Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





Toleranzmanagement

http://www.porscheengineering.com/peg/de/services/developmentsupport/toleranzmanagement/

.47


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





CAP (Computer Aided Planning) / PPR (Produkt-Prozess-Ressourcen)

.48

Werkzeuge der Digitalen Fabrik

• CAD

• CAD / PPR

• CAQ

• BDE / MWS

• RFID

• Telepräsenz

• Datenanalyse

• PPS / ERP

• Ablauf- / Materialfluss-simulation

• VIBN

• FEM-Simulation

• MKS / 3D-Kinematik-simulation

• Prozess / Bearbeitungs-simulation

• CAM / NC

• CAD / Fabriklayout-gestaltung

• Virtual Reality

• AugmentedReality

Digitale Datenbasis

Digitale Fabrik

.49


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation






http://www.edv-ellwanger.de/images/slider/slider-netzwerk.jpg

http://www.startplatz.de/wp-

content/uploads/2014/04/Email-Marketing-

Service.jpg

.50


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





CAQ: Computer Aided Quality Management

http://www.bobe-i-e.de/fileadmin/_migrated/media/mainimg_sbox.jpg https://pbs.twimg.com/profile_images/452525996575846400/ODKywt2b.jpeg

.51


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





Ablaufsimulation

Quelle: http://www.icarus-consult.de/img/matfls/3d.gif

.52

Ablauf- und Materialflusssimulation

Quelle: http://www.icarus-consult.de/img/matfls/sitze.gif

Planung Entwicklung KonstruktionInbetrieb-

nahmeProduktion

Einsatz in den unterschiedlichsten Phasen innerhalb des Produktlebenszyklus.

.53

Ablauf- und Materialflusssimulation

Vorteile:

Belastbare Absicherung der Planung

Unterstützung bei der Konzeptentwicklung

Abbildungsmöglichkeit komplexer Sachverhalte

Überarbeiten von Prozessabläufen ohne Eingriff in die Fertigung

Zeitliche Abhängigkeit statt Momentaufnahme

Frühzeitige Erfassung von Engpässe

.54


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





VIBN (Virtuelle Inbetriebnahme)

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VIBN

VIBN … Virtuelle Inbetriebnahme

Zusammenspiel der Methode FEM-, Prozess- und Ablaufsimulation

Ist eindeutig der Virtuellen Fabrik zuzuordnen

Ausgangsdaten sind CAD-Modelle der Werkstücke und Anlagen

Anpassung von Prozessparametern bis das Soll-Ergebnis eingestellt ist

Übertragung der Daten bzw. der ermittelten Kennwerte auf die reale Maschine / Produktionsanlage und Durchführung geringer Änderungen

.56

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.57

VIBN

VIBN - Vorteile

Zeitersparnis für Rüst- und Einrichtarbeiten

Kürzere Produktionsstillstandszeiten

Absicherung vor Anlagenbeschaffung

Kürzere Produkteinführungszeiten

Hohe Sicherheit beim Einrichten Weniger Verschleiß bzw. Schaden an den Produktionsanlagen

Verminderte Produktion von Ausschuss

Verbesserte Ressourcenausnutzung

.58


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation




GeschäftsprozessmanagementPPS / ERP

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Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





FEM-Simulation

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FEM- Simulation

FEM-Simulation … Finite Elemente Methode

Rechnergestützte Bauteilsimulation

Berechnung von Spannungs- und Verformungsvorgängen

Gehört eher der Bauteilbearbeitung und nicht der Digitalen Fabrik

Ergebnisse werden allerdings für die Einrichtung von Produktionsanlagen verwendet.

Beispiel Schweißnaht

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FEM- Simulation

Die Vorteile der FEM-Simulation

Zeitersparnis für aufwendige Versuche

Schnelle Änderungsmöglichkeit

Beobachtung des gesamten Prozesses und nicht nur zum Anfangs- und Endzeitpunkt

Kostensenkung durch Materialeinsparung

Dokumentierter Prozessablauf

Bereits zu einer sehr frühen Phase der Bauteilentwicklung durchführbar

Gutes Hilfsmittel im Konstruktionsprozess http://lh3.ggpht.com/_uw2Iup_es8Y/TLGTjKn9KpI/AAAAAAAAXp8/WrVtHnGTyM4/image%5B20%5D.png?imgmax=800

.62


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation






http://www.it-production.com/artikel_bilder/jahr2011/78388.gif

.63

Fabriklayoutplanung

Fabriklayoutplanung

Daten- und Kennzahlenerhebung

Ideal- und Realplanung

Grob- und Feinlayoutoptimierung

Lager- und Materialflussplanung

http://www.it-production.com/artikel_bilder/jahr2011/78388.gifhttps://www.tu-chemnitz.de/mb/FabrPlan/image/EDF/szenario4_FL.jpg

Arbeitsorganisation

Arbeitsplatzgestaltung

3D-Visualisierung

.64

Fabriklayoutplanung

Vorteile zeigen sich erst im Zusammenhang mit anderen Werkzeugen der Digitalen Fabrik

Planungserleichterung bei Fertigungserweiterung

Wettbewerbsvorteil bei Verkaufspräsentationen

Leichtere Planung bei mehrdimensionalen Materialbewegungen

Szenarienbildung wird vereinfacht

Verschwendungen für Weg- und Transportstrecken werden offensichtlich und können optimiert werden

Kürzere Reaktionszeit bei Fertigungsumstellung aufgrund von Produktionsänderungen

Festgehaltener Ist-Zustand als Planungsgrundlage verwendbar

Ausblick:

Lasergestützte Scanner

Einsparung von Zeit und Kosten bei der Modellierung

.65

Fabriklayoutplanung – Lasergestützte Scanner

http://www.laserscannerblog.de/wp-content/uploads/2011/05/SPORE_3D_IsoClearView_Color_090318_ob-e1329209750618.png

.66


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





Mehrkörpersimulation (MKS) / 3D-Kinematiksimulation

http://www.heise.de/ct/zcontent/14/20-

hocmsmeta/1411058548786101/contentimages/Adams_jgo_SC.jpg

http://resources.altair.com/Hyperworks/images/template1-de-DE/brochureimage_ms.PNG

.67


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





CAM (Computer Aided Manufacturing) / NC

http://www.ideal.fi/images/made/images/remote/http_ideal-

plmcom.virtualserver23.nebula.fi/uploads/ID_4.2._NXCAM_564_376_c1_center

_center_0_0_1.JPG

http://medspark.ms/images/glossary/Computer-Aided-ManufacturingLG.jpg

.68


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





Betriebsdatenerfassung (BDE) / Manufacturing-Execution-System (MES)

http://www.proleit.com/fileadmin/_migrated/pics/ProLeiT_MES_Sta

ndards_EN_486x456-01.jpghttp://www.o-b-s.de/loesungen/bilder/fls/gross/Maschinendatenerfassung%20Stillstandsanalyse.gif

.69


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





Radio Frequency Identification (RFID)

https://deutschelobbyinfo.files.wordpress.com/2014/10/3w985c0-

bild.jpg?w=300&h=168

Eindeutige, berührungsfreie Identifizierung

Einmalige und eindeutige Kennzeichnung

Robust und resistent gegen Umwelteinflüsse

Durch Transpondergestaltung an nahezu allen Betriebsmitteln anbringbar

Kostengünstige Implementierung durch einfache Technik

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RFID

Quelle: https://www.falkenhahn.eu/img/presse/pressematerial/falkenhahn-WORLD-RFID-Technologietraeger.jpg

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Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


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Ablaufsimulation




GeschäftsprozessmanagementVirtual Reality

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Vorteile

Überprüfung von Bedienung und Zugänglichkeit

Unterstützung der Vorstellungskraft bei Produktentwicklung

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Virtual Reality

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Virtual Reality

Veranschaulichung und Konstruktionsunterstützung

Hohe Investitionskosten

Anwendung z.B. in der Fahrzeugentwicklung oder Flugsimulatoren

.73

Microsoft HoloLens

.74


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation





Augmented Reality

http://blogs.solidworks.com/solidworksblog/wp-content/uploads/sites/2/6a00d83451706569e2017ee8115a91970d.jpg

http://c.mobilegeeks.de/wp-content/uploads/nbnuploads/Augmented-reality-001.jpg

.75


Methoden

Werkzeuge

Benutzer-

schnittstellen

BDE / MES

RFID

Virtual Reality

Augmented Reality

Telepräsenz

VIBN

PPS / ERP

FEM - Simulation



CAM / NC



CAP / PPR


CAQ

Ablaufsimulation




GeschäftsprozessmanagementTelepräsenz / Fernwartung

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Nutzeneffekt Kommunikation

Kommunikationsverbesserung

- Werkzeug Computer Aided Office (CAO) + PLM

- Verwaltung und Verbreitung von Informationen, wie Textdokumente, Tabellenkalkulation etc.

- Computer Aided Design (CAD)

- Eindeutige Vermittlung

- Globales Zusammenarbeiten

- Telepräsenz / Fernwartung

- Schnellere Problembehebung / Schnellere Lösungen bzw. Wege für die Lösung

- Schnelle Vermittlung von Expertenwissen

- Trennung von Produktions- und Planungsstandort

- Stärkere Einbeziehung von Zulieferern in den Wertschöpfungsprozess

Quelle: http://seminarpla.net/demoseite2/wp-content/uploads/kommunikation.png

Quelle: http://www.fs-immobilia.de/buero-loesungen/tele-praesenz/index.php

.77

Nutzeneffekt Standardisierung

Fokus der Digitalen Fabrik:

Standardisierung von Planungsprozessen

Standardisierung

Schnellere Planung

Qualitativ höherwertigere Planung

Wiederverwendung ausgereifter Projektergebnisse ( Kostensenkung)

Werkzeug: z.B. Geschäftsprozessmanagement (GPM)

Indikatoren: z.B. Zertifizierungen für Organisationsgestaltung

.78

Nutzeneffekt des Wissenserwerbs und -erhalts

Wissenserwerbs und -erhalt

Grundvoraussetzung für eine Standardisierung

Modelle und Werkzeuge der Digitalen Fabrik sind ein Wissensreservoir

Know-how ist in dem digitalen Modell abgelegt

Indikatoren:

Einarbeitungszeit neuer Mitarbeiter

Anzahl vermeidbarer Fehler

Einhaltung von Meilensteinen

.79

Nutzeneffekte der Digitalen Fabrik

.80

Beispiele

.81

Smart Factory

Ausgangslage

In der Produktion gibt es viele einzelne selbständige, also unabhängige Systeme

Turbulenzen in der Produktion erfordern schnelle und flexible Reaktionen, wofür Daten aus vielen Systemen benötigt werden

Lösungsansatz

Flexibilisierung der Produktion (Zeit, Kosten und Qualität)

Speicherung von Informationen in Umgebungsmodellen auf föderativen Informationsplattformen

Objektlokalisierung

Sensorintegration

Kommunikation

Geometrische Modellierung

.82

Smart Factory

Weitere Aspekte

Kommunikation zwischen Werkstück und Fertigung

Cyber-physische Systeme (Kommunikation über das Internet der Dinge)

Forschungsprojekt

Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung

Bestandteil der Hightech-Strategie Industrie 4.0

Arbeiten finden in Forschungseinrichtungen im Rahmen von Modellfabriken statt.

.83

Softwaretools der Digitalen Fabrik

.84

Softwaretools

Dassault Systèmes

Siemens PLM

Der Bereich der digitalen Fabrik wird beherrscht durch…

Ziel:

Rechnergestützter

Einsatz der

entsprechenden

Methoden.

.85

Dassault Systèmes

Dassault Systèmes

CATIA DELMIA SolidWorks

… ABAQUS

…

…

.86

Dassault Systèmes

• Mitarbeiter: 9.600

• Umsatz: 1,78 Mrd. Euro

• Davon mehr als 1 Mrd. Euro entfielen

auf PLM-Produkte

• über 100.000 Kunden in mehr als 80

Ländern

.87

Catia

http://www.cdcza.co.za/wp-content/uploads/2009/12/CATIA_AUTO.jpg

Catia … Computer Aided Three-Dimensional Interactive Application

Konstruktionsarbeit

2D-Zeichnungserstellung + 3D-Modellierung

FEM-Berechnung, NC-Programmierung

Einsatz in der Automobil- und Luftfahrtindustrie

.88

DELMIA

DELMIA … Digital Enterprise Lean Manufacturing

Simulations- und Visualisierungssoftware zur

Planung

Überwachung

Steuerung von Produktionssystemen und

Fertigungsprozessen

Einsatz in den frühen Stadien des Produktentwicklungszyklusses Beschleunigte Produkteinführung

Ergonomieuntersuchung

DELMIA Robotics: Auslegung einer Roboterzelle

Assembly Simulation

DELMIA Virtual NC

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Siemens PLM

Siemens PLM

Früher: Unigraphics

• Mitarbeiter: 7.300 (Feb. 2007)

• Umsatz: 1,4 Mrd. Euro

• 9 Mio. lizenzierte Anwender

• 77.000 Kunden weltweit

.90

Siemens PLM

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Siemens PLM

NXNX CAD

NX CAMMechatronics Concept Designer (MCD)

Tecnomatix

Plant Simulation

Process Designer / Simulate

.92

NX

NX CAD

http://www.adciv.org/upload/e/e4/UGS-NX-5-ActiveMockUp.JPG

NXNX CAD

NX CAM

- Erstellung von 2D- und 3d-Konstruktionen

- Hohe Konstruktions-geschwindigkeit, Leistung und Anwenderfreundlichkeit

- Active-Mock-Up: Baugruppen in Echtzeit

- Automatische Konstruktionsprüfung

.93

NX CAM

http://www.pmcorp.com/portals/5/DotNetNukeStudyImages/NX%20CAM.jpg

http://techdesign.com.ec/techw/wp-content/flashxml/3d-carousel-menu-fx/images/nx.jpg

- Erzeugung von NC-Code

- Simulation des Materialabtrags der Prozesse Drehen, Fräsen, Bohre, etc.

- Optimierung des Produktionsprozesses TTM

.94

Mechatronics Concept Designer

http://www.plm.automation.siemens.com/de_de/Images/Mechatronics-Concept-Designer_tcm73-196013.jpg

- Software zur Entwicklung komplexer Maschinen

- Basiert auf Computerspiele-Technologie und NX

- Parallele Simulation elektronischer und mechanischer Komponenten

- Echtzeitsimulation

- Automatische Stücklistenerstellung

- Automatische Generierung von Schaltplänen

.95

Siemens Plant Simulation

Plant Simulation

- Materialflusssimulation,

- Optimierungen

- Simulation unterschiedlichster Fertigungsszenarien

- Automatisierte Suche nach optimalen Lösungen für komplexe Produktionssysteme

.98

Beispiele

- Sitz: Spanien

- Mitarbeiter: 13.000

- Umsatz: 8 Mrd. Euro

- Niederlassungen in mehr als 70 Ländern

- Seit 2004 Digitalisierung der Fertigungsprozesse

- SEAT Leon

- Anwendung verschiedener Softwaretools von Tecnomatix (Process Designer, Process Simulate und Plant Simulation)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/75/Seat_Leon_front_20080809.jpg

.99

Beispiele

- „Prototyp-Stadium“ komplett virtuell (Aerodynamik-und Crash-Tests)

- Time-to-Market um 20% reduziert

- SEAT Leon kürzeste Entwicklungszeit in der europäischen Automobilindustrie

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- Sitz: Tschechien

- Mitarbeiter: 25.000

- Umsatz: 12 Mrd. Euro

- ~ 1 Mio. Fahrzeuge / Jahr

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Beispiele

- Ziel: Zeitgleiche Fertigung des Roomster, der Superb-Fahrzeuge und des Geländewagens Yeti

- Austausch der Entwicklungsdaten während der Planungsphase

- 40.000 Datensätze pro Fahrzeug

- Anwendung von Tecnomatix-Softwaretools

- Heute: Einsatz der Tecnomatix-Software über die gesamte Lieferkette und Logistikplanung.

Digitale Fabrik - uni-due.de · PDF file11. Definition Definition des Begriffs Digitale Fabrik...

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