Digitale Fabrik: virtuelle Planung & Wartung

Planung für einen effizienten Anlagenbau

Ein zentraler Vorteil der Integration von 3D-Modellen in die Unternehmenssoftware ist die Möglichkeit, virtuelle Simulationen durchzuführen: Mit Hilfe der Simulation können im Zuge der Fabrikplanung verschiedene Konstellationen der Produktionsanlagen durchgespielt und mit "was wäre, wenn" experimentiert werden. So ist es möglich, potenzielle Probleme vor der tatsächlichen Umsetzung der geplanten Änderungen zu erkennen und zu beheben, ehe die reale Produktion beginnt. Das trägt dazu bei, die Produktionskosten zu senken, den Baufortschritt zu beschleunigen und die korrekte Umsetzung der Planung während des Anlagenbaus zu erhöhen. Ein Beispiel ist die Planung von Fertigungsanlagen in der Automobil-Industrie mit Hilfe eines Digitalen Zwillings, bei denen aufeinander abgestimmte Robotik zum Einsatz kommt und die häufig umstrukturiert werden müssen.

Konkret unterstützt eine digitale Fabrik bei folgenden Schritten:

1. Bestandsdokumentation: Dank der lückenlosen und exakten Erfassung durch 3D-Laserscanning werden die notwendigen Basisdaten für die Umbauplanung generiert und somit Planungssicherheit hergestellt. Je nach Anwendungsfall oder Einsatzgebiet eignen sich der präzise Alleskönner RTC360 mit Edge-Computing für die patentierte VIS-Technologie und der mobile Handscanner BLK2GO, der BLK ARC für Roboterplattformen und/oder der autonom fliegende Laserscanner BLK2FLY zur Datenerfassung für die Digitale Fabrik.
2. Basic- und Detail-Engineering: Auf Grundlage der Bestandsaufnahme wird mit der entsprechenden Software, zum Beispiel der All-In-One-Lösung Cyclone 3DR, das Basic- und Detail-Engineering entwickelt. Damit können unter anderem folgende Disziplinen durchgeführt werden:
   - Machbarkeitsstudien (Simulationen/Berechnungen)
   - arbeitsvorbereitende Maßnahmen wie Gerüstbau, Transportstudien und Rückbau
   - Rohrleitungsplanungen
   - Kollisionskontrollen

Mit diesen Funktionalitäten können bereits vor jeglichem Eingriff in die laufende Produktion Transportstudien und Kollisionsanalysen durchgeführt und damit die Prozessoptimierung wesentlich vorangetrieben werden.

3D-Erfassung, Qualitätskontrolle und Anlagenoptimierung

Zum Zweck der Qualitätskontrolle und des -managements ist ein ständiger Soll-Ist-Vergleich der digitalen Fabrik mit der realen Industrieanlage nötig, sodass die im Bau befindliche Anlage der Anlagenplanung folgt. Gerade während der Umsetzungsphase ermöglicht die digitale Fabrik jederzeit einen Soll-Ist-Vergleich sowie die Kontrolle über den Baufortschritt.

Mit der Fertigstellung und Übergabe der Anlage beginnt das Plant-Lifecycle-Management. Dazu gehört unter anderem die Pflege der Bestandsdaten, denn jede Änderung oder Weiterentwicklung der Anlage muss im Rahmen einer lückenlosen Dokumentation durch 3D-Erfassung in den Bestandsdaten ergänzt werden. Nur so kann eine fortlaufende und immer aktuelle Dokumentation des Ist-Zustandes einer Industrieanlage sichergestellt werden.

Wenn eine digitale Fabrik, also ein digitales 3D-Modell einer Fertigungsanlage, in die Prozessoptimierung mit einbezogen wird, können Unternehmen ihre Fertigungsprozesse besser visualisieren und deren Effizienz steigern: Anhand der 3D-Modellierung kann die Anordnung von Maschinen, Anlagen und Materialflüssen geplant und optimiert werden. Analysieren Sie Ihre Produktionsstrecke und gestalten Sie beispielsweise Ihre Material-Logistik so, dass die jeweiligen Ressourcen zum richtigen Zeitpunkt im Produktionsablauf an genau den Ort gebracht werden, an dem sie weiterverarbeitet werden. Auch Leerfahrten können durch strategische Logistik-Planung reduziert werden. Durch das digitale Durchspielen der Prozesse mit einer entsprechenden Software wie der Asset Lifecycle Intelligence Division oder einem digitalen Prozess-Zwilling erreichen Sie so eine Weiterentwicklung und Effizienzsteigerung Ihrer Produktion.

Mitarbeiterschulung durch Simulation

Darüber hinaus kann die digitale Fabrik auch zu Schulungs- und Trainingszwecken eingesetzt werden: Neue Mitarbeiter können anhand des 3D-Modells die Strukturen der Fertigung leichter erfassen und bekommen schneller einen Überblick über die Industrieanlagen. Durch die Simulation bekommen sie eine bessere Vorstellung davon, wie die Produktionsprozesse ablaufen und wie sie ihre Aufgaben innerhalb des Systems effektiver erledigen können. Auch Standortbesichtigungen können auf diese Weise virtuell durchgeführt werden, ohne dass die Mitarbeiter dazu vor Ort sein müssen.

Wartungsplanung und Fehleranalyse

Auch im Bereich der Instandhaltung und Wartungsplanung leistet die digitale Fabrik wertvolle Dienste: Ist das 3D-Modell mit künstlicher Intelligenz und speziellen Sensoren an den Produktionsanlagen verbunden, wird Asset Performance Management möglich, also die Analyse von Wartungs- und Sensordaten sowie die Überwachung der Industrieanlagen aus der Ferne. Dadurch hat das Instandhaltungspersonal auch die Möglichkeit, funktional eingeschränkte oder für Menschen gefährliche Bereiche, zum Beispiel in der chemischen Industrie, nur bei vorliegenden Fehlern zügig und zielgerichtet Instand zu setzen. Bei der allgemeinen Überwachung kann das Personal sich zudem auf die gesendeten Sensordaten verlassen und muss nicht ständig vor Ort sein. Das führt zu mehr Sicherheit, zur Verbesserung der Wartungsplanung, zu Kostenoptimierung und zur Umsetzung der wirtschaftlich günstigsten Lösung.