Fabriken simulieren und optimieren mit Visual Components

Die Unternehmen der Fertigungsindustrie in Deutschland stehen vor großen Herausforderungen. Der hohe Wettbewerbsdruck und die zunehmende Individualisierung der Kundenwünsche erfordern eine noch flexiblere Produktion. Der zunehmende Fachkräftemangel und die als Folge der Inflation steigenden Lohnkosten verlangen eine stärkere Automatisierung der Fertigung. Und die Corona-Krise hat deutlich vor Augen geführt, wie fragil globale Lieferketten sein können; daher denken viele Unternehmen über eine Rückverlagerung der Fertigung in das Ursprungsland nach.

Alle diese Herausforderungen können jedoch überwunden werden, indem Fabriken und Produktionsanlagen optimiert bzw. erneuert werden, um die Fertigung zu flexibilisieren, weitere Prozesse zu automatisieren oder die Lieferketten kürzer und stabiler zu gestalten. Natürlich sind mit der Flexibilisierung und Optimierung der Fertigung zunächst einmal Investitionen verbunden. Aber es gibt heute Software-Tools, mit denen Fabriken und Produktionsanlagen so geplant und optimiert werden können, dass ein schneller und hoher ROI (Return on Investment) erzielt wird.

Visual Components ist eine der weltweit führenden Lösungen für die 3D-Fabrikplanung und -simulation. Mit der Software können Produktionsanlagen mithilfe einer Bibliothek von mitgelieferten, vorgefertigten Fabrikkomponenten (eCatalog) entworfen, geplant und simuliert werden. Mit Visual Components kann man digitale Zwillinge erstellen – von einzelnen Produktionszellen bis zu kompletten Fabriken; ein solcher digitaler Zwilling ermöglicht die Planung und Optimierung der Produktion und sogar eine virtuelle Inbetriebnahme.

Der Stammsitz von Visual Components ist in Espoo in Finnland; die Software wird weltweit in den unterschiedlichsten Branchen eingesetzt, vom Maschinenbau über die Automobilindustrie bis zur Verpackungsindustrie und Logistik. Da es unterschiedliche Ausbaustufen der Software gibt, ist Kauf oder Miete auch für kleinere Unternehmen erschwinglich. Und für Bildungseinrichtungen gibt es besonders attraktive Konditionen.

Da Visual Components speziell für Fertigungsexperten entwickelt wurde, die Produktionsanlagen und Fabriken planen und betreiben müssen, verhilft die Software in kürzerer Zeit zu intelligenteren Lösungen und besseren Ergebnissen als konventionelle Verfahren oder generische CAD-Systeme.

Falls eine bestehende Anlage umgeplant werden soll, dann können 2D-Zeichnungen und Punktwolkenmodelle der aktuellen Fabrik in die 3D-Umgebung importiert werden. Für das Layout der Fertigung werden Komponenten aus dem eCatalog direkt in der 3D-Umgebung platziert und kompatible Komponenten mit Plug-and-Play verbunden. Spezielle Fabrikkomponenten, die nicht im eCatalog enthalten sind, können über CAD-Schnittstellen importiert und in ihrer Geometrie vereinfacht werden.

Dann werden die Fertigungsprozesse und Produktionsabläufe mit visuellen Workflows konfiguriert. Die anschließende Fabriksimulation bietet alle Tools, damit man die Fertigung in einer interaktiven, benutzerfreundlichen Umgebung schnell entwerfen und konfigurieren und die Ergebnisse einfach exportieren und mit anderen teilen kann.

Die Simulationen können mit einer Vielzahl physischer und virtueller Steuerungen verbunden werden, um die Produktionsanlage visuell zu planen, zu debuggen, zu verifizieren und virtuell in Betrieb zu nehmen.

Auch Roboter für Schweißen, Schneiden, Lackieren und Transportieren können offline programmiert werden. Zur Bahnprogrammierung können Kanten oder Kurven aus importierten CAD-Modellen verwendet werden. Bei der Spritzlackierung wird der Farbauftrag visualisiert und die Schichtdicke gemessen.

Die Funktionalität des Fabrikmodells, des digitalen Zwillings kann man testen und validieren, indem die Simulationen mit den Steuerungssystemen verbunden werden. So wird bereits lange vor dem Start der Fertigung sichergestellt, dass alle Produktionssysteme ordnungsgemäß eingebunden sind und effizient funktionieren. Auch die Schulung des Bedienpersonals kann anhand des digitalen Zwillings und über VR vorgenommen werden.

Bei der Planung neuer Fabriken werden mögliche Probleme wie Kollisionen frühzeitig erkannt und Fehler wie z. B. Engpässe in den Abläufen vermieden. Dank der Daten aus der Fabriksimulation können fundierte Entscheidungen zwischen alternativen Layouts getroffen werden. Außerdem errechnet die Simulation Ergebnisse wie Taktzeiten und Produktionsmengen, auf die man sich verlassen kann; so stellt Visual Components einen realistischen Return on Investment sicher.

Bei Änderungen an bestehenden Produktionsanlagen kann man diese zuerst in der virtuellen Welt entwerfen und simulieren. Dank des digitalen Zwillings können optimale Lösungen gefunden, die Ausfallzeiten minimiert und die Implementierung beschleunigt werden.

Ein weiterer wichtiger Vorteil von Visual Components: Die Fabrikpläne und Simulationsergebnisse werden visuell kommuniziert, z. B. mit realistischen Animationen der einzelnen Fertigungsschritte, mit Fly-Throughs durch die Produktionsanlagen oder über Virtual Reality. So werden Missverständnisse vermieden, alle Beteiligten kommunizieren besser miteinander und – im Fall von Anlagenherstellern – kann der Vertrieb seine Kunden leichter überzeugen.

Visual Components begleitet die Experten der Fertigungsplanung vom ersten Konzept bis zum Start der Produktion und darüber hinaus. Die Lösung ist bei über 2.400 Unternehmen weltweit im Einsatz und hilft, viele aktuelle Herausforderungen in Fabrikplanung und -simulation zu überwinden.

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