Aspekte der Fabrikplanung für die Ausrichtung auf Industrie 4.0
Handbuch Industrie 4.0, chapter A7, Hanser, München, (2017)DOI: 10.3139/9783446449893.007
Abstract
Die Industriestruktur befindet sich in einem ständigen Wandel, aus dem sich kontinuierlich wachsende Herausforderungen entwickeln. Besonders ist dieser Trend in der Automobilindustrie zu erkennen, der sich hier vor allem durch eine ausgeprägte Wertschöpfungsstrategie hervorhebt. Die immer kürzer werdenden Innovationszyklen und die damit verbundene sinkende Produktlebenszeit führen zu erhöhtem Entwicklungs- und Planungsaufwand, der in kürzester Zeit bewältigt werden muss. Hieraus resultieren kurze Fabrik- und Produktionsanlagennutzungszeiten und Forderungen nach schnellen, stabilen und steilen Produktionsanläufen sowie wandlungsfähigen Fertigungs- und Gebäudestrukturen inklusive der Material- und Informationsflüsse und des zugehörigen Layouts. Um dieser Entwicklung gerecht zu werden, muss ein Fabrikplaner heute eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen. Prozesse müssen transparent und Abläufe innerhalb der Fabrik mit externen Netzwerken abgestimmt werden. Zur zukunftssicheren Planung neuer Fabriken müssen heutzutage viele Elemente berücksichtigt werden, wie die Einbeziehung von CAD-Modellen in der virtuellen Realität oder die Einbindung flexibler, vernetzter Fertigungsanlagen. Bei diesen komplexen Planungsaufgaben unterstützen seit vielen Jahren erfolgreich die Werkzeuge und Methoden der Digitalen Fabrik. Die stetige Weiterentwicklung der Digitalen Fabrik führte zur erfolgreichen Etablierung in der Industrie und in vielen Fabrikplanungsprojekten. Im Rahmen der Einführung von Industrie 4.0 wird dabei weniger die Entwicklung neuer Methoden der Digitalen Fabrik erwartet, sondern vielmehr die effektivere Vernetzung bestehender Prozesse und Ressourcen. Zukünftig werden die Methoden und Werkzeuge der Digitalen Fabrik verstärkt durch Lösungselemente der digitalen Vernetzung ergänzt und hierdurch der mögliche Einsatzbereich erweitert. Insbesondere die Vernetzung bietet erhebliche Potenziale, aber auch zahlreiche Herausforderungen bei der Planung. Dieses Kapitel beschreibt zunächst den aktuellen Stand und die zukünftigen Weiterentwicklungen der Digitalen Fabrik. Basierend darauf wird dann der Beitrag der Digitalen Fabrik zur Ausrichtung der Fabrikplanung auf die Industrie 4.0 anhand des Referenzmodells des Instituts für Fabrikbetriebslehre und Unternehmensforschung (IFU) der TU Braunschweig für den Fabriklebenszyklus beschrieben.