Digitale Planungsumgebung

In der Digitalen Planungsumgebung werden zusätzlich auch IT-Werkzeuge vorgestellt, die zur Unterstützung der Planungsmethoden eingesetzt werden, um künftig Potenziale hinsichtlich einer Erhöhung der Planungsqualität und einer Verkürzung der Reaktionszeit auf Turbulenzen auszuschöpfen. Den Teilnehmern wird gezeigt wie sich einzelne IT-Werkzeuge zu einer ganzheitlichen digitalen Planungsumgebung verknüpfen lassen. Der Fokus liegt hier nicht auf dem isolierten Einsatz einzelner IT-Werkzeuge, sondern speziell auf dem Zusammenwirken und dem Austausch von Informationen der einzelnen Systeme. Aufgrund der zentralen Datenbasis, über die alle Werkzeuge sowohl Information beziehen, als auch bereitstellen, ist eine durchgängige Unterstützung der Planung durch die IT-Systeme gegeben. Mit den hier gewonnenen Erfahrungen können die Schlungsteilnehmer dann später unternehmensspezifische Anforderungen ableiten und entscheiden, in welchen Bereichen der Einsatz von IT-Systemen für ihr Unternehmen sinnvoll ist.
Vom Produktionsprogramm ausgehend können Szenarien entwickelt werden, mit denen die Fabrik künftig konfrontiert werden könnte und auf welche sie vorbereitet werden muss.

Im Delmia Process Engineer, dem zentralen Datenhub der digitalen Planungsumgebung, werden diese Szenarien Step by Step bis zur Realisierung in der realen Fabrik aufgebaut. Die nachgelagerten, detaillierteren Planungen der Systemkonfiguration und der Arbeitsplanung und Arbeitsgestaltung werden durch separate Werkzeuge unterstützt und letztendlich in den Datenhub zurückgespielt, um die jeweiligen Ergebnisse für die weiteren Planung der Fabrik nutzen zu können.
Die Systemkonfiguration beinhaltet die Fabrikstruktur- und Layoutplanung sowie die Planung des Logistiksystems. Für die Layoutplanung wird ein Fabrikplanungstisch eingesetzt. Das 2D Layout wird, wie es aktuell in der physischen Modellfabrik aufgebaut ist, auf einen Tisch projiziert. Parallel dazu wird das Layout in 3D durch einen zweiten Projektor auf einer Wand angezeigt. Mit Hilfe von Bausteinen die auf dem 2D Layout bewegt werden, können einzelne Betriebsmittel neu angeordnet werden. Das Ergebnis ist sofort in 3D zu sehen. Vorteil dieses partizipativen Werkzeugs ist, dass mehrere Personen gemeinsam das Layout planen können. Jeder kann direkt seine Ideen und Vorstellungen einbringen. Die so entstehenden Layoutvarianten können für eine spätere Auswahl dokumentiert werden.
Für die Logistikplanung wird der Logistikprüfstand als Simulationssystem eingesetzt, der am Fraunhofer IPA entwickelt wurde.

Die Gestaltung der Arbeitspläne erfolgt parallel zur Systemkonfiguration. Die grundlegenden Informationen der möglichen Produktkonfigurationen werden aus dem Produktdatenmanagementsystem Windchill entnommen. Die Arbeitsplanerstellung kann im Delmia Process Engineer als auch mit verschiedenen Modulen von MTM-TiCon durchgeführt werden. Eine Verifizierung des Arbeitsplans kann anschließend mit V5 DPM Assembly erfolgen.
Auf Grundlage des Arbeitsplans und der parallel erfolgten Gestaltung des Logistiksystems werden die Arbeitsplätze gestaltet. Die Methoden zur Planung werden MTM-eGPS entnommen. Manuelle Arbeitsplätze werden mit dem Montagekonfigurator und dem Delmia Process Engineer gestaltet sowie mit dem Modul Ergonomics von MTM-TiCon ergonomisch bewertet werden. Automatisierte Module wie Roboterzellen können mit V5 Robotics geplant werden.
Nach Planungsabschluss eines ausgewählten Szenarios erfolgt die Feinplanung für den operativen Betrieb anhand der aktuellen Kundenbestellungen. Die endgültige Kapazitätsplanung wird mit dem Manufacturing Execution System (MES) PSImes durchgeführt.

Anschließend kann die reale Fabrik nach den Planungsvorgaben verändert werden. In der Lernfabrik steht hierfür ein wandlungsfähiges Montagesystem zur Verfügung, mit dem die erforderlichen Veränderungen abgebildet werden können. Das Montagesystem iTRAME besteht aus sich selbststeuernden Modulen, die in beliebiger Konfiguration zusammengefügt und ohne zusätzlichen Programmieraufwand in Betrieb genommen werden können. Somit wird die Zeitspanne des Produktionsanlaufs auf ein Minimum reduziert. Die Produktionsdaten können nach der Umgestaltung des Produktionssystems über das MES in den Leitrechner der physischen Modellfabrik eingespielt werden und die Produktion kann aufgenommen werden.
Um einen kontinuierlichen Fabrikplanungsprozess zur stetigen Adaption der Fabrik an veränderte Umfeldbedingungen zu erreichen, werden aktuelle Daten wie beispielsweise Prozesszeiten oder Auslastungsgrade von Arbeitsplätzen aus der Fabrik benötigt, die vom Montagesystem an den Datenhub der digitalen Planungsumgebung zurückgemeldet werden.