Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Plattformstrategie statt Schnittstellen-Chaos

Prozesse, Produkte und
Produktion neu gedacht

Produkte werden innovationsgetriebener, intelligenter, personalisierter – kleine Losgrößen sind die Folgen. Domänen wie Mechanik, Elektrik und Elektronik sowie Software und Automatisierung wachsen zusammen – smarte Produkte erfordern ein Umdenken bei Produktstrukturen und Prozessen, wie es im Whitepaper von Siemens dargestellt ist. Vor allem in der Produktion wird Flexibilität zum wichtigen Schlüssel, die Wertschöpfung zu optimieren.

Zusammenspiel von ERP, PLM/DES und MOM (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Zusammenspiel von ERP, PLM/DES und MOM (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Eine flexible Produktion benötigt angepasste Strukturen und Methoden, welche mit konventionellen Planungsmethoden unmöglich oder nur schwer abzubilden sind. Basierend auf digitalen Produktmodellen, CAD-Features und modellbasierenden Ansätzen können in der Produktion langfristig neue Optimierungsansätze erzielt werden. Dies hat Auswirkung auf Prozesse und IT-Systeme im ERP-, PLM-, und MOM-Umfeld (Manufacturing Operation Management, MOM, welches MES, APS und QM inkludiert), da mittels durchgängiger Prozesse und der Assoziativität von CAD-Features bis zur Werkzeugmaschine Nutzeneffekte erzielt werden können. Dafür sind geschlossene Kreisläufe auf Basis einer digitalen Plattform (Digital Enterprise Suite, DES) notwendig. Hierbei ist die DES (Erweiterung zum PLM) zur Definition der Produkte von der Idee bis zur Auslieferung bzw. Wartung über den gesamten Produktlebenslauf mit einer Unterstützung des durchgängigen Wertschöpfungsprozesses von Bedeutung. Die Digitalisierung ermöglicht durch die Vernetzung über IoT-Plattformen neue Geschäftsmodelle, wodurch Kunden und Lieferanten einbezogen werden können. Dies bildet die Basis für vernetzte Produkte (Smart Products), Systeme und Dienstleistungen.

Eine Smart Factory eröffnet in der Teilefertigung und Montage neue Möglichkeiten. (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Eine Smart Factory eröffnet in der Teilefertigung und Montage neue Möglichkeiten. (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Grenzen etablierter Methoden

Konventionelle Produktionsmethoden können aufgrund definierter und starrer Arbeitspläne, NC-Programme und abgeleiteter Fertigungsaufträgen eine modellbasierte Produktion auf Basis eines Industrie- 4.0-Ansatzes nur bedingt unterstützen. Hierzu sind neue Methoden auf Basis von CAD-Modellen, Features mit der Verknüpfung zur Konstruktions- und Fertigungstechnologie und der aktuellen Produktionssituation notwendig. Die neuen Fertigungsmethoden auf Basis von CAD-Features und einem modellbasierenden Ansatz, welcher bauteilübergeifend anwendbar ist, werden mit geschlossenen Kreisläufen abgebildet. Dieser Paradigmenwechsel in der Teilefertigung ermöglicht es, Herstellkosten erheblich zu reduzieren, sofern diese sie mit einem durchgängigen und integrierten Konzept umgesetzt wurden. Die Teilefertigung hat die Herausforderung, Informationen aus dem Engineering und der Kundenauftragssicht zu berücksichtigen und zu optimieren. Dafür müssen alle Informationen zur richtigen Zeit mit der freigegebenen Version und dem richtigen Material am notwendigen Arbeitsplatz vorhanden sein. Möglich macht das die Vernetzung des ERP-, DES- und MOM-Umfeldes. Das ERP-System bekommt bei einem solchen Szenario den Charakter eines grobterminierenden aber nicht steuernden Systems für die Fertigung, während die DES und das MOM die technischen Prozesse von der Produktidee oder Anfrage aus der digitalen in die reale Welt überführen und somit den ‚Lebensraum‘ für den digitalen Zwilling bereitstellen. Um die Produktivität im Engineering, der Auftragsabwicklung und im Fertigungsumfeld zu verbessern, ist also eine Datendurchgängigkeit auf Grund einer Informationsvernetzung von erheblicher Bedeutung. Hierbei wird der Änderungsprozess und die Datenrückführung aus der Fertigung übergreifend unterstützt. Das Zusammenspiel der Daten aus verschiedenen Abteilungen, die Verbindung der technischen und betriebswirtschaftlichen Bereiche wird in einer Gesamtbetrachtung des Produktmodells durch die DES im kompletten Werschöpfungsprozess hergestellt.

Konzept der Teilefertigung (Stufenkonzept) (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Konzept der Teilefertigung (Stufenkonzept) (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Modellbasierte Produktion

Für eine Smart Factory im Sinn einer modellbasierten Produktion bieten sich bei der Teilefertigung und Montage zahlreiche neue Möglichkeiten. Basierend auf CAD-Features wird bauteilübergeordnet geprüft, welche Operationen sinnvoll nacheinander gefertigt werden können. Die Methodiken werden im Rahmen der modellbasierten Fertigung von wissenschaftlichen Instituten, wie der TU München oder Fraunhofer Gesellschaft erforscht und verstärkt im Rahmen von Industrieprojekten genutzt. Hierbei betrachtet man die Maschinenzustände, Ressourcen, Rüst- und Durchlaufzeiten aufgrund des Kundenauftragsnetzes, um die Kapitalbindung und Durchlaufzeit – speziell bei kleinen Losgrößen – zu reduzieren. Die so entstehende autonome, in sich selbst organisierbare Fertigung erfordert Verknüpfungen zwischen dem Produkt-Modell, den CAD-Features, CAM-Objekten und PMIs (Produkt- und Fertigungsinformationen) auf der technischen Seite. Somit muss bereits in der Entwicklung das Produktmodell für den digitalen Zwilling aufgebaut sein. Die CAD-Feature benötigen im 3D-Modell für die Durchgängigkeit fertigungs- und qualitätstechnische Zusätze. Damit der Zugriff aus der Fertigung auf die CAM-Objekte möglich ist, muss über MOM auf die CAD- und CAM-Objekte via der DES zugegriffen werden. Aus Sicht der Fertigung sollte das MOM-System in Verbindung mit Qualitätsdaten die Information über gefertigte, bzw. herzustellenden Objekten mit Echtzeit-Anbindung der Maschinen und Anlagen übernehmen. Hierzu ist eine enge Kopplung zur DES notwendig, damit NC-Programme für die noch nicht gefertigten Objekte automatisiert erstellt werden können. Hierbei bildet das Stufenmodell die Basis, welches unten zu sehen ist. Die Technologiezuordnung von Werkzeugen ist ebenfalls in der DES abzubilden, da heutige externe Werkzeugmanagementsysteme meist keine Assoziativität zu CAM-Objekten und CAD-Features aufweisen. Die Plattform bildet nicht nur die Basis für eine flexible Fertigung, sondern reduziert auch den Schnittstellenaufwand und Komplexität in der IT-Infrastruktur von der Planungsebene bis zur Maschinenanbindung. Aufgrund diverser Schnittstellen mit unterschiedlichen Integrationstechniken ist ein Update oder ein Versionswechsel bei heutigen Peer-to-Peer-Vernetzungen aus IT-Sicht aufwendig. Eine Plattformstrategie mit einem integrierten Ansatz reduziert diese Aufwände. Um dieses Konzept der Smart Factory zu realisieren, hat Siemens ein Stufenkonzept entwickelt und für künftige flexible Produktionsvarianten definiert, welche im Stufenmodell ein Ausblick darstellt. Das Konzept bildet die Basis auf dem Weg zur Smart Factory, um mit einer berechenbaren Budgetierung die Effekte in den einzelnen Stufen zu erzielen. Somit können Zukunftsthemen wie die Smart Factory und Datenauswertung basierend auf den heute vorhandenen Funktionalitäten zukünftig systematisch ausgebaut werden.

Plattformen als Basis für durchgängige Lösungen (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Plattformen als Basis für durchgängige Lösungen (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Systemintegration ist wichtig

Für eine zukunftssichere Produktion ist die Systemintegration von zentraler Bedeutung. Es gilt die Prozess- und Systemlandschaft zu harmonisieren, um hier beschriebene Optimierungen erzielen zu können. Wenn Unternehmen beginnen, ihre Prozesse und IT Systeme auf solche Ziele auszurichten, sollten sie beachten, daß ohne optimierte konventionelle Prozesse eine Smart Factory äußerst schwierig umzusetzen ist. Um die automatisierte Produktion zu unterstützen sind in den Stufen Vorbereitungen in den verschiedenen Abteilungen einzuleiten (siehe Tabelle unten). Aufgrund vorhandener Kapazitäten, Infrastrukturen, Produktmodellen, Stammdaten und Automatisierungsfortschritten ist ein stufenweiser Ausbau zu empfehlen. Somit müssen u.a. die Voraussetzungen der Produktmodelle, Ressourcen und Systemintegrationen zu jeder Stufe vorhanden sein, damit diese Verbesserungen erzielbar sind. Eine automatisierte NC-Programmierung auf Basis von CAD-Features benötigt etwa einen direkten Zugriff auf aktuelle Ressourcen, welche über die DES (siehe Grafik) aufgrund der verlinkten PMIs notwendig ist. Serialisierte gefertigte Bauteile benötigen etwa eine Verknüpfung zwischen dem Produktmodell, CAD-Feature, CAM-Objekt und der NC-Sequenz. So kann aufgrund der hohen und echtzeitfähigen Integration in die Maschine via MOM zu fertigenden Bearbeitungsobjekte in Verbindung mit der DES ermittelt werden. Um die Potenziale in den einzelnen Stufen umzusetzen, sind die Produktmodelle, Ressourcen in die Plattformstrategie zu implementieren.

Voraussetzung und Nutzen der einzelnen Stufen (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Voraussetzung und Nutzen der einzelnen Stufen (Bild: Siemens Industry Software GmbH)

Ganzheitlicher Blick erforderlich

Für einen zusätzlichen Nutzen sind ganzheitliche Betrachtungen notwendig. Mit Einzelsystemen im Cloud- oder Client/Server-Bereich sind die Assoziativitäten im Fertigungsumfeld nur mit einem erhöhten Schnittstellenaufwand realisierbar. Mit dem beschriebenen Ansatz lassen sich hingegen Produktivitätsverbesserungen erzielen, die auf deutliche Kosten- und Durchlaufzeitreduzierungen hinaus laufen dürften. Angesichts des globalen Wettbewerbs eine willkommene Stärkung des Produktionsstandortes Deutschland.


Das könnte Sie auch interessieren:

Bosch Rexroth hat mit ActiveCockpit eine interaktive Kommunikationsplattform im Portfolio, die Fertigungsdaten in Echtzeit aus verschiedenen Systemen und Datenquellen verarbeitet und visualisiert. Der Einsatz bei Bosch Thermotechnik in Wetzlar zeigt, dass die Lösung Transparenz in die Lagerlogistik bringen kann.‣ weiterlesen

Die Anpassungsmöglichkeiten eines ERP-Systems entwickeln sich immer mehr zum Unterscheidungsmerkmal aktueller Systeme. Doch welche Möglichkeiten für die individuelle Ausprägung gibt es - und welche Vor- und Nachteile bieten sie?‣ weiterlesen

Novayre Solutions SL und dessen RPA-Plattform Jidoka gehören nun zu Appian. Mit dem Erwerb will das amerikanischen IT-Unternehmen seine Prozessautomatisierungsplattform um Werkzeuge für Robotic Process Automation ergänzen.‣ weiterlesen

Nutzer von Citrix-Systemen sollten unbedingt die aktuell bekannt gewordene Sicherheitslücke per Workaround schließen. Das meldet das BSI erneut, nachdem sich die Zahl der bekannt gewordenen Cyberangriffe über diese Schwachstelle häufen.‣ weiterlesen

Jörg Jung leitet beim ERP-Hersteller Infor seit mehr als zwei Jahren als verantwortlicher Geschäftsführer die Regionen Zentral- und Osteuropa. In diesem Zeitraum konnte der Softwareanbieter sein Geschäft fast verdoppeln, merkte Jung im Gespräch mit der IT&Production an. Vor allem der Absatz mit Cloud-Lösungen scheint zu brummen: In den letzten zwei Jahren sei der Umsatz mit den Multi-Tenant-Lösungen weltweit um den Faktor zehn gestiegen.‣ weiterlesen

Rockwell Automation hat den israelischen Cybersecurity-Anbieter Avnet Data Security übernommen. Das Unternehmen bietet seinen Kunden Services wie Risikobewertungen, Penetrationstests, Netzwerk- und Sicherheitslösungen sowie Schulungen zur Verschmelzung von IT und OT unter dem Gesichtspunkt der Cybersecurity an. ‣ weiterlesen

In der Werkshalle von morgen sind nur noch die Außenwände fest verbaut. Maschinen und Anlagen bewegen sich frei und kommunizieren miteinander. Wichtige Voraussetzung hierfür: Eine dezentrale Versorgungs- und Dateninfrastruktur. Mit dem intelligenten Boden hat Bosch Rexroth ein solches System entwickelt - und dabei Lösungen von Weidmüller verbaut.‣ weiterlesen

In einer Industrie 4.0 stellen vernetzte Maschinen nicht nur Produkte her, sie generieren auch massenhaft Daten. Mit einem ERP-System als Informationsdrehscheibe lassen sich diese Produktionsdaten mit anderen Geschäftsbereichen verknüpfen und so die Wertschöpfung ankurbeln.‣ weiterlesen

Per Radiofrequenzidentifikation lassen sich Waren entlang der gesamten Lieferkette nachverfolgen - oder gleich lückenlos ihren Zustand dokumentieren. Erst RFID-Technologie ermöglicht viele Anwendungen, die mit Industrie 4.0 verbunden werden.‣ weiterlesen

Der ERP-Anbieter Proalpha hat einen Wechsel an der Unternehmensspitze bekanntgegeben. Eric Verniaut übernimmt das Amt des CEO.‣ weiterlesen

Die Siemens AG hat die AIT GmbH übernommen. Das Stuttgarter Unternehmen bietet Softwarelösungen auf der Basis von Microsoft .NET Plattformen an.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige