Digitale Fabrik: Mit digitalen Lösungen zu mehr Effizienz und Flexibilität

Während sich Produkte, Märkte und ganze Technologien rasant verändern, wird es für Unternehmen immer wichtiger, sich in diesem Umfeld zu behaupten. Doch wie können Industrieunternehmen wettbewerbsfähig bleiben? Agil zu handeln, flexibel zu reagieren, effizienter zu planen, schneller zu liefern – all das ermöglicht eine „digitale Fabrik“. Was steckt hinter dem Begriff, der synonym zu den Worten Digital Manufacturing und Virtual Manufacturing genutzt wird?


Der Verband Deutscher Ingenieure (VDI) definiert die digitale Fabrik als den „Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von digitalen Modellen, Methoden und Werkzeugen – u. a. der Simulation und dreidimensionalen Visualisierung, die durch ein durchgängiges Datenmanagement integriert werden. Ihr Ziel ist die ganzheitliche Planung, Evaluierung und laufende Verbesserung aller wesentlichen Strukturen, Prozesse und Ressourcen der realen Fabrik in Verbindung mit dem Produkt."


Vereinfacht ausgedrückt: Die digitale Fabrik stellt ein virtuelles Abbild der realen Fabrik dar. Sie bildet die Prozesse einer Fabrik in digitalen 3D-Modellen ab, simuliert diese virtuell und prüft, ob die Prozesse durchführbar sind. So lassen sich Produkte und deren Fertigung zunächst am Rechner planen und simulieren. Der Vorteil: Durch die frühzeitige Planung und Optimierung werden die Produktentwicklung und -einführung verkürzt und Kosten eingespart.


Grundlage der digitalen Fabrik ist eine gemeinsame Datenbasis: Alle relevanten Planungsdaten werden nur einmal erfasst und von einer Datenbank verwaltet. Planer, Zulieferer, Ausrüster und Dienstleister können so stets von überall und jederzeit auf die aktuellen Daten zurückgreifen – Stichwort Datendurchgängigkeit. Über eine webbasierte Schnittstelle werden Werkzeugdaten der Maschinen direkt ausgelesen. Ein simultanes Arbeiten von verschiedenen Abteilungen wird so ermöglicht.


Wie digital sind Deutschlands Fabriken?


In vielen Branchen wird die digitale Fabrik heutzutage schon eingesetzt. Ihre Software-Werkzeuge gelten als ein zentraler Aspekt für die Industrie 4.0 – der vierten industriellen Revolution, bei der sich Menschen, Maschinen und industrielle Prozesse intelligent vernetzen.


59 Prozent der deutschen Unternehmen nutzen bereits spezielle Anwendungen aus dem Bereich der Industrie 4.0. 22 weitere Prozent der Unternehmen planen bereits konkret die Digitalisierung ihrer Produktion, während 17 Prozent diesen Schritt zumindest erwägen. So das Ergebnis einer repräsentativen Studie des Digitalverbands Bitkom zur Digitalisierung der deutschen Industrie, für die 552 Industrieunternehmen ab 100 Mitarbeitern von Mitte Februar bis Anfang April 2020 befragt wurden. Alle sind sich einig: Die Industrie 4.0 ist in der heutigen Zeit die Voraussetzung, um die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie zu erhalten – so die Einschätzung von 94 Prozent der befragten Unternehmen der Bitkom-Studie. In Hinblick auf die Corona-Pandemie verstärkt sich dieser Effekt. „Je digitaler die Industrieunternehmen aufgestellt sind, desto schneller werden sie sich von den Folgen des Shutdowns erholen“, betont Bitkom-Präsident Achim Berg.


Mit HS Development & Services GmbH zur digitalen Fabrik


Doch wie genau wird aus einer Fabrik eine digitale Fabrik? Wie lassen sich Prozesse und Fertigungsanlagen digitalisieren? Wir von der HS Development & Services GmbH helfen Unternehmen dabei, die passenden digitalen Konzepte und Technologien aus dem Bereich Industrie 4.0 zu finden und zu integrieren. Schwerpunkt unserer Arbeit bilden die Prozessanalyse und die Methodik: Effizienzschwächen ausfindig zu machen und geeignete digitale Lösungen umzusetzen. Ziel ist es, neue und bestehende Systeme so miteinander zu vernetzen, dass die relevanten Daten an einer Stelle zusammenlaufen und effizient genutzt werden können.


Eine Anwendung der digitalen Fabrik sind hochpräzise, physikalisch korrekte Visualisierungen von Prozessen und Fertigungsanlagen in Echtzeit wie sie beispielsweise die offene Plattform NVIDIA Omniverse ermöglicht. Entwickler, Designer und Ingenieure können in einer geteilten Umgebung virtuell zusammenarbeiten. Mit Tecnomatix Process Simulate können Fertigungsprozessen in verschiedenen Phasen und aus unterschiedlichen Perspektiven virtuell überprüft werden – und zwar mithilfe von 3D-Daten von Produkten und Ressourcen. So können tausende experimentelle Überprüfungen effizient und nahezu automatisch ablaufen. Das Besondere: Während einer laufenden Simulation kann Einfluss auf das Szenario genommen werden. Daten können auf diese Weise nachhaltig genutzt werden, wie es das Video unseres Partners NetAllied zeigt.


Die Anwendungsfelder der digitalen Fabrik sind nicht auf die Entwicklung und Planung beschränkt – sie erstrecken sich auf die gesamte unternehmerische Wertschöpfungskette. Eine ganzheitlich durchgängige Digitalisierung – und in der Folge Optimierung – der Wertschöpfungskette ist der Königsweg für mehr Effizienz und neue Wachstumsfelder.

HS Development & Services GmbH begleitet Unternehmen auf ihrem Weg zur digitalen Fabriktransformation – vom ersten Beratungsgespräch bis zur Digitalisierung und Automatisierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette.