Fraunhofer-Gesellschaft

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Einführung in die virtuelle Anlagenprojektierung und Demonstration eines Anlagenkonfigurators

 
: Ritter, A.; Tix, F.

Verein Deutscher Ingenieure e.V. -VDI-, Düsseldorf; Württembergischer Ingenieurverein, Stuttgart:
EDV-gestützte Angebots- und Kostenkalkulation für Einzel- und Variantenfertiger : Seminar, 24. November 2005
Stuttgart, 2005
11 pp.
Seminar "EDV-gestützte Angebots- und Kostenkalkulation" <2005, Stuttgart>
German
Conference Paper
Fraunhofer IPA ()
Anlagenprojektierung; Layoutplanung; Materialflußsimulation; Prozeßplanung; 3D-Visualisierung; digitale Fabrik; Anlagenkonfigurator; Anlagenbau

Abstract
Virtuelle Anlagenprojektierung ist nicht nur eine effektive Werkzeugunterstützung für erfolgreichen Vertrieb und Projektierung, sondern bietet auch die Grundlage für effizientere Geschäftsmodelle. Daneben ist sie auch ein erster Schritt in Richtung Digitale Fabrik.
Am Ende einer Anlagenprojektierung zählt nur das Ergebnis: ein beauftragtes und gut kalkuliertes Angebot sowie ein zufriedener Kunde. Entscheidende Erfolgsfaktoren in der Projektierung und im Vertrieb sind Schnelligkeit, minimaler Aufwand bei Projektierung und Angebotserstellung sowie attraktive, kompetente Präsentation beim Kunden. Je früher die zu planende Anlage produziert, desto früher und höher ist der Return On Investment für den Kunden. Eine am Fraunhofer IPA entwickelte und in der Praxis mehrfach bewährte Lösung stellt hierfür die Virtuelle Anlagenprojektierung mit Anlagenkonfiguratoren dar.
Die Virtuelle Anlagenprojektierung basiert auf einem Konzept der ganzheitlichen Projektierung kundenindividueller Anlagen innerhalb eines integrierten IT-Systems. Die Idee liegt dabei im integrierten Einsatz von Prozess- und Layoutplanung, Materialflusssimulation und der 3-D-Visualisierung bzw. 3-D-Animation, sowohl in der Angebotsphase als auch in der eigentlichen Projektierung. Ein Anlagenkonfigurator ist kein allein stehendes Softwarewerkzeug, sondern ein auf den jeweiligen Anlagenbauer zugeschnittener, optimierter Prozess mit Werkzeugunterstützung, d.h. eine Business Concept Innovation.
Kern eines Anlagenkonfigurators ist die Abbildung der wesentlichen Anlagenmodule des Herstellers in einer Anlagenmodulbibliothek. Diese einmalig erstellte und erweiterbare Bibliothek enthält alle zum Modul zugehörigen Daten, wie Betriebsmittel, Bearbeitungs-, Stör- und Rüstzeiten, Schichtmodelle, Investitionskosten und geometrische Abmessungen der Anlagenmodule. Aus dieser Bibliothek erstellt der Vertriebsingenieur im ersten Schritt kundenspezifische Systemlösungen per "Drag & Drop". Um alternative Lösungen quantitativ zu bewerten und die Varianten einander gegenüberzustellen, werden Ergebnisse einer integrierten generischen Simulation zur Bewertung herangezogen. Generische Simulation erfordert kein IT-Expertenwissen. Entsprechend einer vom Vertriebsingenieur erstellten Konfiguration baut sich das Simulationsmodell automatisch auf. Voraussetzung hierfür ist allerdings das Bestehen einer Simulations-Komponentenbibliothek, in der das Verhalten der einzelnen Anlagenmodule hinterlegt ist. Durch Einsatz der Simulation ist der Vertriebsingenieur in der Lage, dem Kunden in kurzer Zeit detaillierte Leistungsdaten der Lösung zu präsentieren. Entscheidend für aussagekräftige Ergebnisse ist die Simulation mit realen Produktionsprogrammdaten des Kunden - auch auf Basis von Betriebskosten. Einerseits werden dabei Engpässe und Bereiche identifiziert, bei denen eine Investition zur Leistungsverbesserung für den Kunden sinnvoll ist. Andererseits werden durch simulationsgestützte Überprüfung der Anlagenkonfiguration unnötige Investitionen vermieden.
Durch die Integration von 3-D-Layoutplanung in den Anlagenkonfigurator werden angepasste Layoutvarianten generiert. Dabei werden bestehende Hallengeometrien des Kunden berücksichtigt und eine Prüfung hinsichtlich der Strukturverträglichkeit vorgenommen. Die Verbindung des 3-D-Modells mit der Datenbank ermöglicht die Generierung von Materialauszügen und Stücklisten sowie die Ermittlung des benötigten Komponentenumfangs ohne weiteren Aufwand. Aufgrund der oftmals großen Investitionen in eine Anlage müssen Projektierungsergebnisse so überschaubar dargestellt sein, dass unterschiedliche Fachbereiche wie Einkauf oder Management in den Entscheidungsprozess effizienter miteinbezogen werden. Dynamische 3-D-Animationen der Anlage lassen sich direkt aus dem Simulationsmodell erstellen und mit Methoden der Virtuellen Realität z.B. in einer CAVE begehbar machen.
Virtuelle Anlagenprojektierung ist nicht nur als ein neues IT-Tool zu verstehen, sondern als eine Lösung für effizientere Geschäftsprozesse in Vertrieb und Projektierung, wie Erfahrungen aus verschiedenen Projekten des Fraunhofer IPA gezeigt haben. Sie bietet dem Anlagenbauer deutliche Wettbewerbsvorteile und Alleinstellungsmerkmale. Sie unterstützt den Vertrieb durch erleichterte und schnellere Angebotserstellung. In der Projektierung werden belastbare Anlagenvarianten schneller und aufwandsoptimiert gebildet. Darüber hinaus ergeben sich auch zukunftsweisende Möglichkeiten, zum Beispiel durch Einbindung der Virtuellen Anlagenprojektierung in Digitale-Fabrik-Lösungen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-36036.html