Digitale Musterfabrik mit 3D-Modellen an der Universität Kassel

Planungsfehler zu vermeiden und Planungskosten zu reduzieren ist im Zeitalter der Globalisierung für alle Unternehmen – auch für kleinere und mittlere Unternehmen (KMU) – wichtig: Sie müssen immer schneller auf neue Marktrends reagieren und gleichzeitig Kosten sparen, wenn sie im Wettbewerb bestehen wollen. Große Firmen setzen dabei schon länger auf die rechnergestützte Simulation von Produktions- und Logistiksystemen. Planer ‚spielen’ dabei ein Projekt von der Produktidee bis hin zur Auslieferung der Ware virtuell durch. „Das ist auch für kleine und mittlere Unternehmen attraktiv, hier besteht aber noch Nachholbedarf“, sagt Professor Dr.-Ing. Sigrid Wenzel, Leiterin des Fachgebiets Produktorganisation und Fabrikplanung an der Universität Kassel.

„Mit einer dreidimensionalen Beispielvisualisierung solcher Prozesse können wir nun – dank Förderung durch Sponsoren – unsere digitalen Methoden und ihre Möglichkeiten nachvollziehbar und plastisch präsentieren. Simulation und Visualisierung machen Innovationsentscheidungen leichter und erschließen möglicherweise auch für KMU Effizienzreserven“, so Maschinenbauprofessorin Wenzel. Und weiter: Kleine und mittlere Unternehmen müssten besonders schnell auf neue Produkttrends reagieren und zeitig Marktnischen besetzen, wenn sie am Markt bestehen wollen. Dass sie dennoch selten die Instrumente der Digitalen Fabrik einsetzen, liege unter anderem daran, dass solche Firmen keine oder nur kleine Planungsabteilungen hätten, wie Prof. Wenzel betont. Ihnen macht die Wissenschaftlerin Mut. Sie entwickelt hierzu gefördert durch die Hessenagentur u. a. Assistenzsysteme für die einfache Anwendung von Simulationsmethoden. Zwar sei es nötig, Prozesse innerhalb eines Unternehmens neu zu strukturieren, Datenflüsse neu zu ordnen und die – oft nur vereinzelt vorhandenen – Werkzeuge der Digitalen Fabrik, zu denen auch die Visualisierung und die Simulation zählen, zu ergänzen und miteinander zu verknüpfen. Der Aufwand zahle sich aber langfristig aus.

Ein Flug durch eine digitale Beispielfabrik im Labor des Fachgebiets macht das vielleicht deutlicher als viele Worte: Der Betrachter schaut aus der Vogelperspektive auf die Fabrik, taucht dann in diese ein, schaut in die Robotermontagezellen, beobachtet, wie die Spritzgießmaschine arbeitet und wie am Ende teilmontierte Brauseköpfe verpackt und zur Endmontage an einen anderen Betrieb versendet werden. Zwei Beamer, ein Server und zwei Rechner zum Aufbereiten der Bilder ermöglichen diese realitätsnahe Darstellung des Produktionsprozesses. Simulation und Visualisierung ermöglichen nicht nur eine optimale Abstimmung der Produktionsprozesse, bevor das Unternehmen überhaupt den Grundstein für die neue Fabrik gelegt hat. Sie sind auch das Argument, wenn es gilt, Firmenchefs und Vorstände im Rahmen einer Präsentation von den Chancen eines Projekts zu überzeugen, führt Prof. Wenzel aus.

Sponsoren fördern 3D-Visualisierung

Die Universitätsgesellschaft Kassel (UGK), die Gesellschaft zur Förderung des kaufmännischen und technischen Führungsnachwuchses in Kassel (GFF Informatik) und die MLP Niederlassung Kassel haben anlässlich des 40-jährigen Bestehens der Universität Kassel das Fachgebiet Produktionsorganisation und Fabrikplanung auf dem Weg zur Präsentation einer begehbaren 3D-Musterfabrik finanziell unterstützt. Deren Vorsitzenden, Dipl.-Oec. Andreas Fehr (UGK) und Prof. Dr. Michael Link (GFF) sowie MLP-Geschäftsführer Marc Everding hat überzeugt, das es nun möglich ist, die Fabrikplanung als wichtige Ingenieursaufgabe auch dem breiten Publikum verständlich zu machen.

Forschung und Entwicklung im Fachgebiet

Das Fachgebiet Produktionsorganisation und Fabrikplanung an der Universität Kassel beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit dem Einsatz innovativer Methoden, Modelle und Werkzeuge zur Fabrikplanung und forscht unter anderen im Bereich der digitalen Produktions- und Logistikplanung. Dabei werden auch der Einsatz und die Weiterentwicklung der 3D-Visualisierung und der Simulation als Planungsmethoden im Rahmen der Digitalen Fabrik fokussiert. Das Fachgebiet setzt diese verstärkt auch in der Lehre ein, damit die künftigen Ingenieure diese später bei ihrem Arbeitgeber beherrschen.

Im fachgebietseigenen Kompetenzlabor Digitale Fabrik (DFC-Lab) mit der Möglichkeit der aktiven Stereoprojektion auf einer über 12 m² großen Powerwall werden unterschiedliche 3D-Musterfabriken umgesetzt. Mit diesen Arbeiten wird aber auch das Potential der Simulation und 3D-Visualisierung im Rahmen von Schulungen und Ausbildung hervorgehoben und somit das derzeitige Spektrum der 3D-Visualisierung für die digitale Planung als Kommunikationsplattform in interdisziplinären Planungsteams oder zum Zwecke der Ergebnispräsentation in Planungsprojekten um eine zusätzliche Komponente erweitert“, berichtet Wenzel und lädt interessierte Unternehmen zur Besichtigung des Kompetenzlabors Digitale Fabrik ein.

Erfolgreiches Grundlagenwerk „Digitale Fabrik“ ist jetzt erschienen

Mit dem neu erschienenen Grundlagenwerk ‚Digitale Fabrik’ haben die Autoren Uwe Bracht, Sigrid Wenzel und Dieter Geckler schon jetzt auf der ECO-Website des Schweizer Fernsehens besondere Aufmerksamkeit erzeugt. Das Buch wurde als eins von drei hervorragenden Businesstiteln zum ‚Buch der Woche’ erklärt. Prof. Wenzel und ihre Fachkollegen halten darin ein Plädoyer für die Digitale Fabrik: Sie berichten von den positiven Erfahrungen, die die Vorreiter dieser Technik, die Automobil-, Flugzeug- und Schiffsbauindustrie, gemacht haben und zeigen auf, dass inzwischen auch Zuliefererbetriebe und Maschinenbauer erkannt haben, welche Chancen ihnen die Digitale Fabrik bietet. Und diese sind beträchtlich: Untersuchungen zeigten, dass Firmen Produktionsplanung und –anlauf um bis zu 30 Prozent verkürzen und bis zu 70 Prozent der Planungsfehler vermeiden können, berichtet Wenzel. Das spare Kosten und erhöhe oft auch die Qualität des Produkts.

Literaturhinweis: Uwe Bracht, Dieter Geckler, Sigrid Wenzel: Digitale Fabrik. Methoden und Praxisbeispiele, Springer-Verlag 2011, 419 Seiten mit vielen Illustrationen, ISBN 978-3-540-89038-6