Digitalisierung, Produktion

Die Bedeutung von IT-Anbietern hat innerhalb der Produktioner-Szene zugenommen. - Bild fotolia/zapp2photo

1. Die Fertigung befindet sich in einem Transformationsprozess

Diese Transformation wird die Art und Weise betreffen, wie Unternehmen Produkte designen. Wie sie deren Eigenschaften testen. Wie sie die Maschinen bauen, um sie zu produzieren. Und sogar wie die Unternehmen sie am Ende zum Kunden ausliefern. „Der perfekte Produktionsprozess ist durchgängig, replizierbar und standardisierbar. Unternehmen brauchen einen Ansatz, der den interdisziplinären Gedanken einbringt und nicht mehr in Silos denkt“, sagt Andreas Barth, Director Eurocentral beim Software-Entwicklungsunternehmen Dassault Systèmes.

Aber auch rechtliche Rahmenbedingungen wie Nachweispflichten führen dazu, dass es immer wichtiger wird, die Durchgängigkeit von Entwicklungsprozessen darzustellen und damit die vollständige Nachverfolgbarkeit ortsunabhängig zu gewährleisten.

Ein Erfolgsfaktor liegt in der Durchgängigkeit der Daten oder der Wiederholbarkeit der Prozesse und damit der Vermeidung von Medienbrüchen und Doppeleingaben. Dies gelingt durch End-to-end Prozesse und Cloud-Lösungen. Ein integriertes System wie die 3DExperience Plattform verknüpft alle Autorensysteme miteinander und gilt als nachhaltiger Lösungsansatz. „Denn jede Änderung ist sofort für alle auf der Arbeitsplattform sichtbar und es steht immer nur eine aktuelle Version zur Verfügung“, so Barth.


Peter Schulz, Team Manager Presales beim ERP-Anbieter IFS, ergänzt: „Die perfekte Produktion zeichnet sich durch eine optimal operierende Wertschöpfungskette aus, wobei Effizienz, Qualität, Kosten und die Einhaltung zugesagter Termine eine wesentliche Rolle spielen. In der Realität wird diese perfekte Produktion wohl nur selten erreicht werden.“ Es gäbe jedoch konkrete Ansätze und Konzepte, die Unternehmen wirksam dabei unterstützen, ihr so nahe wie möglich zu kommen. Einer der vielversprechendsten Ansätze sei das ‚One Piece Flow‘-Konzept, oder auf Deutsch der ‚Mitarbeitergebundene Arbeitsfluss‘.

2. Neue Tools werden virtuelle Welten schaffen

„Wir brauchen für eine perfekte Produktion neue Tools, die es Unternehmen ermöglichen, Situationen in der virtuellen Welt zu schaffen und zu testen, den Designprozess und die Montagelinie zu simulieren – bevor ein Produkt entsteht“, sagt Andreas Barth von Dassault Systèmes. Denn die Simulation der Produktentstehungsphase hilft, die Fertigungszeit zu verkürzen und sicherzustellen, dass der Fertigungsprozess das liefert, was die Unternehmen zu realisieren beabsichtigten.

Eine Möglichkeit ist auch, Augmented-Reality-Lösungen für Remote-Unterstützung einzusetzen. Dies ermöglicht es Menschen an verschiedenen Standorten auf der ganzen Welt, sich in einer Live-Ansicht miteinander zu verbinden und Probleme gemeinsam zu beheben. Beispielsweise kann sich ein Ingenieur in China mit einem Ingenieur in den USA über ein technisches Problem beraten und Rückmeldungen in Echtzeit über eine tragbare Augmented Reality (AR)-Brille erhalten, wodurch die Problemlösung beschleunigt und die Reisekosten deutlich gesenkt werden können.

Ein anderer wichtiger Aspekt betrifft die Automation. Barth erklärt: „Die neue Generation der Robotik ist nicht nur viel einfacher zu programmieren, sondern auch einfacher zu bedienen, mit Funktionen wie Sprach- und Bilderkennung, um komplexe menschliche Aufgaben nachzubilden.“

Neben Robotik und Virtual Reality treiben auch Werksumgebungen die Weiterentwicklung von Cloud Computing und intelligenten Sensoren voran. „Intelligente Sensoren können Aufgaben wie die Umwandlung von Daten in verschiedene Maßeinheiten, die Kommunikation mit anderen Maschinen, die Aufzeichnung von Statistiken und Rückmeldungen sowie das Abschalten von Geräten bei Sicherheitsproblemen oder Leistungseinbußen übernehmen“, so der Manager von Dassault Systèmes.

Peter Schulz von IFS fügt hinzu: „Entscheidend ist die Implementierung eines Industrie 4.0-Modells und damit einhergehend die Digitalisierung der Produktion. Ein zentrales Merkmal dieser Digitalisierung ist natürlich die Vernetzung von Produktionsdaten und Anlagen über das Internet of Things, um eine gezieltere Steuerung der Produktion zu ermöglichen.“

Darüber hinaus sollte die Software, die die Mitarbeiter in der Produktion nutzen, mobil verfügbar sein, um einen flexiblen Einsatz zu ermöglichen. Außerdem sollte sie möglichst personalisierbar sein, sich also für die Anforderungen jedes individuellen Endanwenders optimieren lassen. Schulz: „Im Idealfall erscheint sie ihm dann so, als sei sie für ihn persönlich entwickelt worden.“

3. Durchgängige Datenbasis macht das Gesamtsystem agil

Auch der Fertigungsprozess selbst kann simuliert werden, bevor die Anlage steht. Unbedingt notwendig ist eine Vernetzung verschiedener Tools. „Für ein agiles Gesamtsystem ist eine durchgängige Datenbasis wichtig, die den gesamten Prozess digital und dreidimensional abbilden kann. Über eine Plattform wie die 3DExperience Plattform von Dassault Systèmes ist das möglich“, berichtet Manager Barth. Das bedeutet: Alle an der Wertschöpfung Beteiligten haben Zugang zu denselben Daten.

Die Zuverlässigkeit der Produktion insgesamt erhöht sich dadurch, weil sowohl mögliche Fehler im Fertigungsprozess auf diese Weise frühzeitig entdeckt werden als auch mögliche Qualitätsmängel am Produkt sichtbar werden.

Der Einsatz von Simulationstools und die Integration des Produktionsprozesses verkürzen auch die Time-to-Market und helfen produzierenden Unternehmen damit, ihre Liefertermine einzuhalten. „Zusätzlich erspart man sich durch die Simulation viele Iterationen mit physischen Prototypen, und damit beträchtliche Kosten“, kommentiert Barth.

Mit IFS Lobby bietet IFS eine Lösung zur maßgeschneiderten Darstellung aller relevanten Informationen für konkrete Rollen, Prozesse oder Unternehmensbereiche. „Damit lässt sich unter anderem ein präventives Monitoring der gesamten Supply Chain und der Produktion effizient realisieren“, so Peter Schulz von IFS. Die Anwender können sofort erkennen, wenn sich Kennzahlen und Performance-Indikatoren in eine kritische Richtung entwickeln und rechtzeitig gegensteueren, wenn etwa ein zugesagter Liefertermin in Gefahr gerät. Der IFS IoT Business Connector – eine Plug-and-Play-Lösung – unterstützt die Unternehmen dabei, Daten von Anlagen, Maschinen und Geräten in konkret umsetzbare Ergebnisse und Erkenntnisse zu transferieren.

4. Digitale Prozesse sind für Fertigungsunternehmen kein Neuland

In der Produktentwicklung wird schon seit vielen Jahren CAD/CAM-, Simulations- und PDM/PLM-Software eingesetzt. „Die hier entstehenden und verwalteten Daten sind die Basis für digitale Prozesse, die ein abteilungsübergreifendes Arbeiten ermöglichen“, sagt Barth von Dassault Systèmes. Zentrale Systeme für das Product Lifecycle Management (PLM) ermöglichen das Verwalten und Verteilen von Informationen und Daten. Nachgeordnete Schritte wie die Fertigung sind aber noch immer nicht vollständig eingebunden.

Barth: „Insbesondere in der Fertigungsplanung schlummert noch immer viel Potenzial für eine effizientere Fertigung mit optimierter Wertschöpfung und kürzeren Time-to-Market-Zyklen auf dem Weg zur Industrie 4.0. Und hier setzt Dassault Systèmes an. Mit unserer 3DExperience Plattform und unseren Lösungen liefern wir eine Kollaborationsumgebung, in der alle Fäden zusammenlaufen.“

Die Plattform hilft dabei, durchgängige Prozesse für alle am Wertschöpfungsprozess Beteiligten greifbar und erlebbar zu machen. Und sie ermöglicht es, dass alle gemeinsam an einem Ziel arbeiten – ob in der Rolle eines Marketingexperten oder eines Konstrukteurs.

Dabei kann Visualisierung in Simulationen, etwa in 3D-Darstellungen, Augmented- oder Virtual-Reality-Räumen, wie eine gemeinsame Sprache über Funktions- und Sprachbarrieren hinweg wirken. Das gesamte Unternehmen wird zu einem riesigen global operierenden Wertschöpfungsteam, das ein gemeinsames Ziel verfolgt.

Interview mit Robert Roggensack, Produktmanager bei dem ERP-Anbieter Proalpha

Herr Roggensack, wie sieht für Sie die perfekte Produktion aus?
Die perfekte Produktion ist für jedes Unternehmen eine recht individuelle Angelegenheit. Im Grunde genommen gilt es aber, die Einflussfaktoren zu kennen und sich darauf optimal abzustimmen. Natürlich muss man sich dann kontinuierlich anpassen. Das heißt, die Unternehmen müssen eine sehr hohe Flexibilität aufweisen, um sich dieser perfekten Produktion immer wieder anzunähern. Also sollten sie ihre Ziele einer perfekten Produktion definieren und immer wieder nachhaltige Verbesserungen erkennen, um dem möglichst nahe zu kommen. Dabei gilt es, die klassischen Zielgrößen wie Zuverlässigkeit, Termintreue, Qualität, Effizienz und davon abgeleitete Ziele zu bestimmen und messbar zu machen. Es geht also für das Management zunächst darum, zu wissen, wo man eigentlich steht und wohin man sich sinnvoller Weise entwickeln möchte. Woran man das gesamte System ausrichten sollte? Das ist letztendlich der Markt beziehungsweise die konkrete Auftragssituation. Diese unterliegt natürlich zyklischen Schwankungen und wird überlagert von unterschiedlichen Produkten.

Was sind die entscheidenden Faktoren, die eine perfekte Produktion möglich machen?
Eines ist die horizontale Ebene, bei der man möglichst den Absatz kennen und wissen möchte, welche Aufträge demnächst reinkommen. Aber die Erkenntnisse muss man kontinuierlich in die andere Richtung horizontal abstimmen, d. h. mit den eigenen Lieferanten. Dabei gibt es innovative Ansätze, wie beispielsweise Kooperationsplattformen. Dabei ergibt sich auch die Möglichkeit, sich bis in die Logistik abzustimmen.
Darüber hinaus gibt es neue Technologien zur Optimierung in der vertikalen Ebene. Das bedeutet, dass die Unternehmen vom Produktionsauftrag über eine Stückliste zum einzelnen Bauteil letztlich die Arbeitspakete definieren und dann von den Maschinen Rückmeldung auf einzelnen Aktivitäten erhalten. Das heißt ‚perfekt‘ ist in der Regel, die Vernetzung von Maschinen, aber auch den Bezug zum Auftrag und zu einer optimalen Reihenfolge herzustellen. Bei der Rüstzeitoptimierung ist es die Herausforderung, die vertikale Ebene über die Fertigungsstrukturen bis zur Maschinensteuerung als ein integriertes System abzubilden. Für ein ERP-System ist es hier wichtig, offen zu sein, was die Schnittstellen betrifft.

Wie wichtig sind Kooperationen, um das alles zu bewerkstelligen?
Kooperationen sind ein sehr wichtiger Punkt. Eine Besonderheit ist, dass wir einen Produktkonfigurator anbieten, der aus einer Kooperation hervor gegangen ist. Was das Rückmelde-System anbelangt, haben wir auch verschiedene Kooperationen. Darüber hinaus arbeiten wir mit Instituten wie beispielsweise dem Fraunhofer Institut, der Smart FactoryKL oder der Smart Electronic Factory zusammen. Alle Lösungen, die dabei entstehen, sind sehr praxisnah. Damit unsere Kunden die beschreibende horizontale und vertikale Integration erreichen, ist es also auch für uns wichtig, mit diesen Instituten und anderen Unternehmen zusammenzuarbeiten und allgemeingültige Standards zu nutzen.