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Metav: Effizienter fertigen dank "digitalem Bruder"

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Interview mit Claudia Kleinschrodt, Forscherin an der Universität Bayreuth

20.02.2018

Die virtuelle Inbetriebnahme von Anlagen kann zu einer "enormen Zeit- und Kosteneinsparung" führen, betont Claudia Kleinschrodt, Forscherin an der Uni Bayreuth. Welche weiteren Vorteile dies bringt, erläutert sie im Gespräch mit DIE MESSE.

 - Der „digitale Bruder“ (rechts) ist das virtuelle Abbild des physischen Werkzeugs (links).
© Universität Bayreuth
Der „digitale Bruder“ (rechts) ist das virtuelle Abbild des physischen Werkzeugs (links).

Frau Kleinschrodt, der digitale Zwilling – also das virtuelle Ebenbild von Werkzeugen – ist ein Schwerpunktthema auf der Metav. Was verstehen Sie darunter?
Der Begriff digitaler Zwilling beschreibt grundsätzlich das exakte virtuelle Abbild von realen Objekten, Prozessen oder Systemen. Im Bereich Werkzeuge ist meist das physische Werkzeug inklusive aller mit ihm verknüpften Informationen gemeint. Allerdings ist zum Beispiel bei 3D-Modellen der Begriff Zwilling etwas irreführend, da es nicht darum geht, das äußere Erscheinungsbild exakt wiederzugeben, sondern die für die Weiterverarbeitung nötigen Informationen zu übertragen. Man sollte daher vielleicht eher vom digitalen Bruder sprechen.

Welche neuen Optionen eröffnen sich durch eine virtuelle Inbetriebnahme?
Die Inbetriebnahme von Anlagen ist immer zeit- und kostenintensiv. Nicht kalkulierbare Verzögerungen, Störungen und Schäden sorgen für zusätzlichen Aufwand. Durch eine Verlagerung der Inbetriebnahme in die virtuelle Welt kann ein Großteil der Arbeitsvorbereitung außerhalb der laufenden Produk­tion beziehungsweise parallel dazu stattfinden. Die Folge ist eine bessere Auslastung der vorhandenen Anlagen, aber zum Beispiel auch geringerer Personalbedarf, Vermeidung realer Schäden, weniger Ausschuss, erhöhte Flexibilität und verringerte Reaktionszeiten. Neben einer enormen Zeit- und Kosteneinsparung können die so frei werdenden Ressourcen anderweitig genutzt werden.

 - Claudia Kleinschrodt, Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD der Universität Bayreuth
© Universität Bayreuth
Claudia Kleinschrodt, Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD der Universität Bayreuth

Welche konkreten Vorteile können Automatisierung und eine zentrale Planung in der Fertigung bringen?
Es gibt diverse Vorteile, die eine Automatisierung mit sich bringen kann: Steigerung der Produktivität, erhöhte Produktqualität, Entlastung des Personals von schwerer körperlicher Arbeit oder die Fehlerreduktion sind nur einige davon. Automatisierte Prozesse sind zudem eine Voraussetzung für Planungssicherheit und ein flexibles Management. Verbunden mit einer zentralen Planung wird es möglich, die vorhandenen Kapazitäten optimal zu nutzen und das Tagesgeschäft effektiv zu koordinieren, aber auch flexibel auf neue Situationen zu reagieren.

Warum sind effiziente Toolmanagementsysteme (TMS) unabdingbar, um einen Überblick über die große Anzahl an verwendeten Werkzeugen in Betrieben zu erhalten?
Durch erhöhte Anforderungen an die Fertigungsverfahren und eine steigende Produktvielfalt steigt die Anzahl und Varianz der in Betrieben vorhandenen Werkzeuge. Ohne effizientes TMS ist es nicht mehr möglich, den Überblick über den Bestand zu bewahren. TMS sind zudem in der Lage, alle relevanten Informationen über das Werkzeug zentral und abteilungsübergreifend, also ohne doppelte Datenhaltung, abzuspeichern. So ist es möglich, firmenweit Werkzeuge zu finden und gleichzeitig auf Informationen wie Einsatzempfehlungen, aktuelle Auslastung oder Anzahl der bereits erfolgten Nachschleifungen zurückzugreifen. Dies hat nicht nur für die Fertigung großen Nutzen, sondern dient auch allen anderen Bereichen – wie der Logistik oder dem Einkauf – ihre Abläufe effizient zu gestalten.

Unter welchen Voraussetzungen können Unternehmen von einer Digitalisierung ihrer Prozesse profitieren?
Digitalisierung ist immer eine zukunftsträchtige Investition. Das Arbeiten mit digitalen Daten hat das Potential, Abläufe enorm zu beschleunigen – und das branchenübergreifend. Der Grad sowie die Methoden der Digitalisierung und der dadurch erzielte Nutzen hängen jedoch meist stark von der Betriebsgröße, Branche und Mentalität ab, müssen somit für den Einzelfall abgewogen werden und hinterlassen ein sehr heterogenes Bild in der Industrie. Ob es sich nun um die Digitalisierung von Verwaltungsvorgängen oder komplett autonome Prozessketten handelt – grundsätzlich kann jeder die Vorteile der Digitalisierung für sich nutzen.

Ein Ausblick: Welche weiteren Möglichkeiten eröffnen sich der smarten Fabrik der Zukunft aus wissenschaftlicher Sicht?
Durch die allumfassende Vernetzung im Sinne des Internet of Things (IoT) entstehen neue Herausforderungen und verschiedene Forschungsbereiche rücken in den Fokus. Wird die smarte Fabrik als ein autonom arbeitendes und flexibel agierendes beziehungsweise reagierendes System betrachtet, werden technische Themenstellungen im Bereich Datenübertragung, künstliche Intelligenz oder IT-Sicherheit eine zentrale Rolle einnehmen. Wirtschaftliche Aspekte zum Beispiel in Bezug auf das veränderte Konsumverhalten oder die Notwendigkeit innovativer Geschäftsmodelle müssen neu überdacht werden. Aber auch Fragestellungen im sozial-gesellschaftlichen Bereich wie Arbeitsplatzgestaltung oder Mensch-Maschine-Interaktion werden größere Bedeutung erlangen.