Inbetriebnahme einer Anlage, deren Bewegungsabläufe zuvor am virtuellen Modell simuliert, getestet und automatisch programmiert wurden.
Fraunhofer IFF/ Dirk Mahler
Noch mangelt es vielfach an der effektiven Integration von Digital-Engineering-Technologien. Und schon steht mit der Industrie 4.0, der Vernetzung und Selbststeuerung der Produktionsmittel, bereits die nächste Herausforderung vor der Tür.
Die Zukunft der Produktion liegt in der Digitalen Fabrik. Doch was können Unternehmen in der Praxis schon heute erwarten? Und worauf müssen sie sich demnächst einstellen? Fragen dieser Art bewegten die Teilnehmer der 11. Fachtagung „Digital Engineering zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme“ Ende Juni in Magdeburg.
Globale Marktanforderungen zwingen Unternehmen, häufiger und schneller innovative neue Produkte hoher Qualität anzubieten. Das fordert im hohen Maß international vernetztes Arbeiten unter Nutzung einer effizienten Informationsbasis. „Die Digitale Fabrik (DF) bietet in diesem Zusammenhang einen neuen Ansatz, um mithilfe einer durchgängigen digitalen Gestaltung der Produkte, Prozesse und Produktionseinrichtungen diesen Forderungen zu genügen. Damit kann der Produktionsstandort Deutschland auf hohem Niveau erhalten werden“, konstatieren die Springer Autoren Uwe Bracht, Dieter Geckler, Sigrid Wenzel in „Digitale Fabrik“ auf Seite 337.
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Inzwischen ist die Digitale Fabrik in aller Munde. „Aber“, sagt Professor Michael Schenk, Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg, „um für diesen nächsten Entwicklungsschritt der industriellen Produktion gewappnet zu sein, müssen sich produzierende Unternehmen zielgerichtet weiterentwickeln.“ Andernfalls würde es schwierig, in den kommenden vernetzten Wertschöpfungsketten und ihren digitalen Entwicklungs- und Produktionsprozessen mitarbeiten zu können, so Schenk.
Beschleunigte Entwicklung mit virtuellen Anlagenmodellen
Wie die digitalen Daten der Produkte prozessübergreifend und möglichste effektiv genutzt werden können, zeigen Beispiele der Forscher des Fraunhofer IFF. Etwa die Software EMELI, die von ihnen unter anderem für Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau entwickelt wurde. Die Engineering-Basis EMELI unterstützt Konstrukteure, Planer, Monteure und Instandhalter über den gesamten Lebenszyklus einer Maschine - von der Entwicklung bis zur Reparatur. Dafür führt sie die unterschiedlichen Informationen für eine zu entwickelnde Maschine aus verschiedensten Konstruktions- und Planungssystemen zusammen. Anschließend entsteht ein virtuelles, voll funktionales Modell der gesamten Apparatur. Konstrukteure, Elektroplaner und Steuerungstechniker können nun gemeinsam an diesem einheitlichen Modell des späteren Produkts arbeiten - und zwar von der Idee bis zur Inbetriebnahme. Die erfolgt damit zum großen Teil schon in der virtuellen Welt. Im Ergebnis werden die Entwicklungszeiten deutlich verkürzt und die Produkteigenschaften bereits vor der Fertigung weitgehend abgesichert.
„Die Einsatzfähigkeit solcher Technik“, sagt Professor Michael Schenk, „ist dabei nicht abhängig von der Unternehmensgröße. Vielmehr spielt überhaupt die Bereitschaft zum übergreifenden Einsatz digitaler Technologien eine große Rolle. Und die Fähigkeit, sich auf neue Prozesse einzulassen. Insbesondere verlangen und unterstützen sie eine sehr enge Kooperation aller Beteiligten. Wem das gelingt, der hat mit der fortgeschrittenen Digitalisierung seiner Prozesse auch eine gute Basis für den weiteren Weg in Richtung Industrie 4.0 gelegt.“