Fabrikplanung

Aufgrund gestiegener Kundenanforderungen hat sich die Produktqualität zur Voraussetzung der Wettbewerbsfähigkeit von Produktionsunternehmen entwickelt. Elementar für die Produktion qualitativ hochwertiger Produkte sind stabile und fehlerfreie Prozesse. Die grundlegende Gestaltung der Prozesse erfolgt bereits im Rahmen der Fabrikplanung. Werden hier nicht umfangreiche qualitätsrelevante Anforderungen berücksichtigt, sind notwendige Änderungen im späteren Fabrikbetrieb nur noch mit einem erheblichen Zusatzaufwand zu realisieren. Daher wird am Institut für Fabrikanlagen und Logistik (IFA) der Leibniz Universität Hannover ein methodisches Vorgehen zur Planung qualitätsunterstützender Fabriken entwickelt, das die relevanten Anforderungen frühzeitig in die Planungen integriert.

Produkte und Dienstleistungen müssen heute in immer kürzeren Zyklen neu auf den Markt gebracht werden. In Zukunft wird es noch stärker als bisher notwendig sein, digitale Methoden nicht nur bei der Produktentwicklung sondern auch in Prozess-, Produktions- und Fabrikplanungen einfließen zu lassen. Auch kleine und mittlere Unternehmen werden zur Überlebenssicherung in einer globalisierten Welt nicht mehr an der Digitalen Fabrik vorbeikommen. Die 3D-CAD-Fabrikplanung kann dabei als Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Einführung der Digitalen Fabrik gesehen werden. Diese Bedingung ist aber nach wie vor in vielen Unternehmen nicht erfüllt. Dieser Beitrag beschreibt eine Gesamtmethodik zur anforderungsgerechten Einführung der IT-gestützten 3D-CAD-Fabrikplanung, gerade auch in Bezug auf die Situation kleiner und mittlerer Betriebe.

Produzierende Unternehmen können Wettbewerbsvorteile heutzutage nicht mehr durch die losgelöste Gestaltung von Einzelprozessen, sondern vielmehr nur noch durch eine prozessübergreifende Gestaltung des Gesamtsystems Fabrik generieren. So haben die eingesetzten Technologien und die zu fertigenden Produkte einen hohen Einfluss auf die Gestaltung einer Fabrik. Zur besseren inhaltlichen und zeitlichen Abstimmung der Technologie- und Produktplanung mit dem Prozess der Fabrikplanung wurde am Produktionstechnischen Zentrum Hannover daher ein Ansatz zur ganzheitlichen Fabrikgestaltung entwickelt. Dieser basiert auf dem Grundgedanken des Roadmapping und ermöglicht die inhaltliche und zeitliche Systematisierung des Informationstransfers zwischen der Fabrik-, Technologie- und Produktplanung.

Unternehmen sind heutzutage sowohl einem zunehmend schneller werdenden produkt- als auch technologiespezifischen Veränderungsdruck ausgesetzt, auf den sie schnell und flexibel reagieren müssen. Als problematisch erweist sich dabei die Fabrik, in der die Marktleistungen erstellt werden. Diese ist aufgrund struktureller sowie räumlicher Restriktionen auf die häufigen Veränderungen meist nicht eingerichtet. Unternehmen reagieren mit der Gestaltung wandlungsfähiger Fabriken, vernachlässigen dabei aber, dass zusätzlich eine intensive Abstimmung der betroffenen Planungsabteilungen als Grundvoraussetzung gegeben sein sollte. Ein am Produktionstechnischen Zentrum Hannover (PZH) entwickelter Ansatz zur strategischen Werksentwicklung unterstützt diesen Prozess durch eine umfassende Beurteilung zukünftiger Planungsalternativen.

Unternehmen sind einer Vielzahl äußerer Einflüsse ausgesetzt, die zu einem turbulenten Umfeld führen. Beispiele dieser Faktoren umfassen verkürzte Produktlebenszyklen, zunehmenden Kostendruck durch Globalisierung oder steigende Variantenanzahl. Um ihre Fabriken zukunftsrobust aufzustellen, verfolgen Unternehmen häufig das Ziel einer wandlungsfähigen Produktion. Um ein Wandlungspotenzial im Bedarfsfall vollständig abrufen zu können, ist eine Betrachtung der Potenziale ausführender Mitarbeiter erforderlich. In diesem Beitrag wird eine Methodik vorgestellt, mit der die Mitarbeiterkompetenzen auf die Anforderungen der Wandlungsfähigkeit abgestimmt werden können.

Das Produktions- und Logistiksys-tem von Werkstattfertigungen muss aufgrund verschiedenartiger Produkte, schwankender Losgrößen und stark vernetzter Materialflussstrukturen hohe Anforderungen erfüllen. Diese werden oftmals noch dadurch erhöht, dass in den voneinander abhängigen und rückgekoppelten Produktionsschritten ein komplexes dynamisches Verhalten auftreten kann. Eine solche Systemdynamik kann die Produktionsleistung negativ beeinflussen. Der vorliegende Beitrag betrachtet Größen und Einflussfaktoren des dynamischen Verhaltens einer Werkstattfertigung. Hierbei wird der Stellenwert der Gestaltungsphase als das Festlegen langfristiger Rahmenbedingungen unterstrichen. Anschließend wird ein Ansatz vorgestellt, mit dem untersucht werden soll, ob die Systemdynamik bereits in der Planungsphase positiv beeinflusst werden kann.

„Gentelligenz“ ist ein Neologismus und beschreibt im folgenden Zusammenhang die Eigenschaft von Bauteilen, Informationen zu übermitteln und zu verarbeiten (Intelligenz) sowie an nachfolgende Bauteil-Generationen zu vererben (Genetik). Im Gegensatz zu vorhandenen Technologien ermöglicht das Konzept der gentelligenten Technologie (GI-Technologie) die Speicherung von Informationen ohne eine physische Trennung von Bauteil und Information. Durch die Verwendung dieser Technologie können Informationen in Echtzeit gespeichert, verarbeitet und ausgelesen werden. Der vorliegende Beitrag zeigt die Potenziale auf, die im Rahmen der Montagesteuerung und Fabrikstrukturierung durch den Einsatz gentelligenter Bauteile erschlossen werden können.

Der Artikel beschreibt einen Ansatz zur Integration der Energieeffizienz in Fabrikplanungsprozesse. Der Betrachtungsraum zielt weniger auf die bauliche Hülle, sondern auf die energieeffiziente Gestaltung von Fertigungsprozessen und -anlagen. Der Ansatz hat eine allgemeine Gültigkeit, wird im vorliegenden Beispiel jedoch auf die Automobilindustrie bezogen. Wesentliche Inhalte des Ansatzes zielen dabei auf eine Lebenszyklusbetrachtung von Produktionsanlagen ab.

Die Produktionsplanung der Mercedes Car Group steht durch kürzere Entwicklungszeiten und Modell-offensiven ständig vor steigenden Her-ausforderungen. Damit die Fahrzeugentwicklung schon früh die Anforderungen der späteren Serienproduktion berücksichtigen kann, wurde bereits vor rund fünf Jahren begonnen, neue Ansätze zu verfolgen. Hierbei entstand die Digitale Fabrik aus der Zielsetzung, zukünftig keine Produktionsanlage in Betrieb zu nehmen, ohne dass vorab Produkt, Produktionsprozess und Produktionsanlage digital abgesichert wurden. Heute werden die Endmontagelinien bereits durchgängig über einen integrierten Workflow zwischen Montage-, Logistik- und Fabrikplanung geplant.

Die Aufgaben zur Neuplanung kompletter Fabrikanlagen oder zur Optimierung komplexer Produktions- und Logistiksysteme werden von den Auftraggebern häufig an Planungsbüros und spezialisierte Unternehmensberatungen vergeben. Diese haben sich im Verlauf vieler Jahre und entsprechend vieler Projekte ein enormes Know-how zur effizienten und zielgerichteten Analyse und Umsetzung der Kundenanforderungen in praktikable Lösungen erarbeitet. Häufig geht dies einher mit der Entwicklung eigener Vorgehensmodelle sowie zugehörigen Methoden und Werkzeugen zur Durchführung und effektiven Bearbeitung der Projektthemen. Darüber hinaus ist es das Ziel sich mit Vorgehensmodellen, Methoden und Werkzeugen eine spezifische eigene Identität mit eindeutigem Wiedererkennungswert zu schaffen. Dieser Beitrag beschreibt ein Vorgehensmodell sowie zugeordnete Methoden und Werkzeuge vor dem Hintergrund ausgewählter Praxisbeispiele aus der Sicht der GPS Planfabrik.