Sie sind hier
E-Book

Digitale Fabrik

Methoden und Praxisbeispiele

AutorDieter Geckler, Sigrid Wenzel, Uwe Bracht
VerlagSpringer Vieweg
Erscheinungsjahr2018
Seitenanzahl490 Seiten
ISBN9783662557839
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis89,99 EUR

Seit Jahren wächst das Interesse am Konzept und der Umsetzung der digitalen Fabrik. Für viele Unternehmen stellt die digitale Fabrik eine Methode für die Beschleunigung von Produkt- und Produktionsentstehungsprozessen dar. Die Autoren definieren das Konzept, beschreiben sein Potenzial für die Industrie und seine Umsetzung. Dabei liegt der Fokus auf der frühzeitigen, mit allen Unternehmensprozessen abgestimmten Planung der Produktion und der Fabrikgestaltung. Beispiele aus verschiedenen Branchen veranschaulichen das Konzept und seine Umsetzung.



Univ.-Prof. Dr.-Ing. Uwe Bracht studierte Maschinenbau an der Universität Hannover. Nach der Promotion am dortigen Institut für Fabrikanlagen und Logistik wechselte er zur Daimler-Benz AG. Im Rahmen verschiedener leitender Funktionen in der Technischen Planung war er zusammen mit seinen Mitarbeitern am Aufbau des PKW-Montagewerks Bremen beteiligt. Prof. Bracht nahm 1996 einen Ruf auf die Professur für Anlagenprojektierung und Materialflusslogistik der TU Clausthal an. Er ist Leiter des Instituts für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), Gründungsmitglied des VDA-Arbeitskreises 'Rechnergestützte Fabrikplanung' und Mitglied im Fachbeirat 'Fabrikplanung und -betrieb' in der Gesellschaft für Produktion und Logistik des Vereins Deutscher Ingenieure. Seit der Gründung im Jahre 2002 steht er dem VDI-Fachausschuss 205 'Digitale Fabrik' vor und hat bis heute weit über 200 Fachbeiträge zum Generalthema Verbesserung der Fabrikplanung und  -organisation veröffentlicht.

Dr.-Ing. Dieter Geckler studierte Maschinenbau mit der Fachrichtung Fertigungstechnik in Hannover. Nach Abschluss des Studiums arbeitete er 5 Jahre für ein Softwarehaus, wo er die Grundlagen der rechnerbasierten Fertigungsplanung kennenlernte und CAD-Systeme, Stücklisten und Arbeitspläne sowie Schnittstellen zwischen den Anwendungen programmierte. 1991 wechselte er zur Produktionsplanung der Volkswagen AG in Wolfsburg und betreute dort Fabrik- und Produktionsplanungsprojekte. Mit der Initiierung eines EDV-Arbeitskreises legte er die Grundlagen für den Ausbau der IT-Landschaft in diesem Bereich. Diese Aufgaben wuchsen seit Ende der 1990er Jahre zum Konzept der Digitalen Fabrik zusammen. Seit 2006 arbeitet er als Fachreferent in der Konzernprojektleitung Digitale Fabrik der Volkswagen AG. In dieser Funktion vertritt er die VW AG in dem VDI-Fachausschuss 205 'Digitale Fabrik'.

Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Sigrid Wenzel studierte Informatik an der Universität Dortmund und war als leitende wissenschaftliche Mitarbeiterin an der TU Dortmund sowie am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik, Dortmund, tätig. Zurzeit leitet sie als Professorin an der Universität Kassel das Fachgebiet Produktionsorganisation und Fabrikplanung und ist stellvertretende geschäftsführende Direktorin des Instituts für Produktionstechnik und Logistik. In der Arbeitsgemeinschaft Simulation (ASIM) ist sie stellvertretende Vorstandsvorsitzende sowie Sprecherin der Fachgruppe 'Simulation in Produktion und Logistik'. Gleichzeitig ist sie in der Gesellschaft für Produktion und Logistik im Verein Deutscher Ingenieure Leiterin des Fachausschusses 204 'Modellierung und Simulation', stellvertretende Leiterin des Fachausschusses 205 'Digitale Fabrik' sowie Mitglied im Fachbeirat 'Fabrikplanung und -betrieb'. Seit 2014 ist sie berufenes Mitglied im wissenschaftlichen Beirat des Simulationswissenschaftlichen Zentrums (SWZ) Clausthal-Göttingen und Vorsitzende des Beirats.

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Geleitwort 2. Auflage6
Vorwort 2. Auflage8
Inhaltsverzeichnis11
1 Einleitung, Definition und Stand der Umsetzung sowie der Bezug zu Industrie 4.016
1.1 Geschichtliche Entwicklung der Rechnerunterstützung17
1.2 Definition der Digitalen Fabrik24
1.2.1 Digitale Fabrik24
1.2.2 Abgrenzung zu anderen Begriffen27
1.3 Stand der branchenbezogenen Umsetzung31
1.3.1 Automobilbau31
1.3.2 Maschinen- und Anlagenbau35
1.3.3 Schiffbau37
1.3.4 KMU39
1.4 Die Digitale Fabrik – eine grundlegende Basis für Industrie 4.039
2 Anwendungsfelder der Digitalen Fabrik im Überblick41
2.1 Fabrik-, Gebäude- und Ausrüstungsplanung42
2.1.1 Fabrikplanung43
2.1.2 Gebäudeplanung47
2.1.3 Ausrüstungsplanung48
2.2 Produktionsplanung50
2.2.1 Planung von Fertigungsprozessen52
2.2.2 Planung von Lackierprozessen54
2.2.3 Planung von Montageprozessen55
2.2.4 Produktionslayoutplanung58
2.3 Logistikplanung60
2.4 Produktions- und logistikgereche Produktgetaltung63
2.5 Anlagenanlauf und -betrieb65
2.6 Die Digitale Fabrik als Basis der Industrie 4.0 - Produktion67
3 Nutzen der Digitalen Fabrik69
3.1 Nutzen für das Gesamtunternehmen70
3.1.1 Marktvorteile durch schnellere Produkteinführung70
3.1.2 Verbesserung der Produktqualität74
3.1.3 Senkung der Produktionskosten75
3.1.4 Verbesserung der Produktionsstätte76
3.2 Nutzen für die Planung77
3.2.1 Ganzheitliche Planung und neue Planungsprozesse77
3.2.2 Verbesserung von Planungsschritten79
3.2.3 Teilautomatisierung durch Assistenzsysteme und Workflowmanagementsysteme81
3.2.4 Reduktion des Informationstransferaufwandes84
3.2.5 Stabilisierung der Projektqualität85
3.2.6 Bereitstellung von Planungsinformationen und -wissen86
3.3 Nutzen für Anfertigung und Inbetriebnahme der Ressourcen89
3.4 Nutzen im Betrieb92
3.5 Quantitative Aussagen zum Nutzen95
4 Methoden und Modelle in der Digitalen Fabrik98
4.1 Die Begriffe Modell, Methode und Werkzeug98
4.1.1 Der Modellbegriff98
4.1.2 Methoden und Werkzeuge100
4.3 Methoden der Informations- und Datenerhebung103
4.3.1 Primärerhebung – Methoden der Befragung105
4.3.2 Primärerhebung – Manuelle Beobachtung106
4.3.3 Primärerhebung – Automatische Beobachtung107
4.3.4 Sekundärerhebung – Dokumentenanalyse113
4.4 Darstellungs- und Gestaltungsmethoden114
4.4.1 Methoden zur Ablauf- und Prozessmodellierung116
4.4.2 Methoden zur Informations- und Datenmodellierung117
4.4.3 Methoden zur Zustandsmodellierung119
4.4.4 Methoden zur Strukturmodellierung120
4.5 Mathematische Planungs- und Analysemethoden121
4.5.1 Methoden der mathematischen Optimierung121
4.5.2 Graphentheoretische Methoden124
4.5.3 Methoden der Statistik und Stochastik125
4.5.4 Vergleichende quantitative Bewertungsmethoden130
4.6 Simulationsmethoden132
4.6.1 Kontinuierliche Simulation133
4.6.2 Zeitgesteuerte (zeitdiskrete) Simulation142
4.6.3 Ereignisdiskrete (Ablauf-)Simulation143
4.7 Methoden der künstlichen Intelligenz147
4.7.1 Multiagentensysteme MAS147
4.7.2 Neuronale Netze148
4.8 Visualisierungsmethoden149
4.8.1 Visualisierung statischer grafischer Modelle152
4.8.2 Dynamische Visualisierung155
4.8.3 Virtual Reality (VR)160
4.8.4 Augmented Reality (AR)161
4.9 Methoden der Kollaboration165
4.9.1 Technische Kommunikationsmittel167
4.9.2 Gemeinsame Informationsräume und Wissens-management167
4.9.3 Workflowmanagement und Workgroup Computing169
4.9.4 Projektmanagement171
4.10 Aspekte der Modellbildung und Modellnutzung172
4.11 Technische Einrichtungen für die Digitale Fabrik176
4.11.1 Einzelarbeitsplätze177
4.11.2 Arbeitsplätze zur Kollaboration178
4.11.3 Projektionstechniken180
4.11.4 Interaktionsmedien182
5 Datenmanagement und Softwarewerkzeug-klassen188
5.1.1 Begriffsdefinition und Abgrenzung188
5.1.2 Anforderungen an das Datenmanagement aus Sicht der Digitalen Fabrik192
5.2 Interoperabilität und Integrationsebenen199
5.2.1 Begriffsdefinition199
5.2.2 Festlegung eines allgemeinen Integrationsrahmens für die Digitale Fabrik201
5.2.3 Beispiel eines Ordnungsrahmen zur Schaffung inter-operabler Modelle und Systeme203
5.3 Softwarewerkzeugklassen im Unternehmen207
5.3.1 Werkzeugklassen der Produkt- und Produktionsmittel-entwicklung207
5.3.2 Werkzeugklassen in der Produktionsplanung209
5.3.3 Werkzeugklassen zum Einsatz im Fabrikbetrieb210
5.3.4 Steuerungssoftware zur Automatisierung von Produktionsanlagen213
5.3.5 Softwarewerkzeugklassen für übergreifende Querschnittsaufgaben213
5.4 Datenaustauschformate215
5.4.1 Proprietäre herstellerspezifische Formate217
5.4.2 De-facto-Standards218
5.4.4 Neutrale standardisierte Datenaustauschformate220
5.4.5 Branchenspezifische Entwicklungen221
5.5 Metasprachen zum Datenaustausch222
5.5.1 Die Metasprache XML223
5.5.2 Standardisierungen auf XML-Basis223
5.6 Technische Systemarchitekturen224
5.6.2 Hub&Spoke-Architektur226
5.6.3 Bus-Architektur227
5.7 IT-Lösungen zur technischen Werkzeugintegration227
5.7.1 Filetransfer228
5.7.2 Netzwerkprotokolle228
5.7.3 Enterprise Application Integration229
5.7.4 Service-orientierte Architektur229
5.7.5 High Level Architecture233
5.8 Integrative Lösungskonzepte233
5.8.1 Produktpalette Dassault Systèmes234
5.8.2 Digital Enterprise Suite von Siemens237
5.8.3 Integrationsplattform der XPLM Solution GmbH240
5.8.4 Virtuelle Inbetriebnahme241
6 Organisation der Einführung und Nutzung244
6.1 Allgemeine organisatorische Hinweise244
6.1.1 Managemententscheidung245
6.1.3 Ablauf- und Aufbaustruktur246
6.1.4 Hardwareinfrastruktur247
6.2 Einführung der Digitalen Fabrik247
6.2.1 Einführungsphasen248
6.2.2 Einführung der Digitalen Fabrik bei KMU250
6.2.3 Einführung der Digitalen Fabrik in einen Konzern251
6.3 Ein neuer organisatorischer Ansatz zur DF261
6.3.1 Anforderungen an die neue Organisationsstruktur261
6.3.2 Alternierendes Mehrstufiges Projektteam (AMP)262
6.3.3 Referenzmodell des Produktentstehungsprozesses263
6.3.4 Grundmodell der neuen Organisationsstruktur265
6.3.5 Embedded Planning266
6.3.6 Anwendungsbeispiel des neuen Konzeptes268
6.4 Neue Mitarbeiterrollen und -aufgaben270
7 Anwendungen der Digitalen Fabrik274
7.1 Industriebau275
7.1.1 Building Information Modeling (BIM)277
7.1.2 Die Modellierung der Fabrik278
7.1.3 Ist-Aufnahme eines bestehenden Gebäudes279
7.2 Planung der Gesamtfabrik283
7.2.1 Fabriklayout284
7.2.2 Fabrik-DMU285
7.3 Planung der Logistik289
7.3.1 Einsatz der Ablaufsimulation in der Logistikplanung292
7.3.2 Auslegung der Betriebsmittel der Logistik294
7.4 Ganzheitlicher Einsatz in der Automobilindustrie296
7.4.1 Planung eines Presswerks298
7.4.2 Planung eines Karosseriebaus301
7.4.3 Planung der Lackiererei305
7.4.4 Planung der Aggregatefertigung310
7.4.5 Planung der Fahrzeugendmontage312
7.4.6 Übergreifende Nutzung von Daten317
7.4.7 Prozessoptimierungen und Änderungsmanagement325
7.4.8 Einsatz von Projekt- und Wissensmanagement328
7.4.9 Planung einer energieeffizienten Produktion331
7.5 Einsatz der Digitalen Fabrik im Anlagenbau339
7.6 Ganzheitliche Planung neuer Fertigungstechnologien344
7.6.1 Einführung344
7.6.2 Planung und Bewertung neuer Prozessketten beim Walzprofilieren348
7.6.3 Ansatz und Vorgehensweise350
7.6.4 Ergebnisse354
7.7 Digitale Fabrik in KMU355
7.7.1 Projektmanagement bei KMU356
7.7.2 Einführung von 3D-CAD und Einsatz von VR in der Fabrikplanung357
7.7.3 Erweiterte virtuelle Fabrikmodelle366
7.8 Die Digitale Fabrik im Schiffbau368
7.9 Digitale Fabrik in der Getränkeindustrie369
7.10 Einsatz mobiler Endgeräte für die Fabrikplanung373
7.10.1 Grundlagen374
7.10.2 Mobile Anwendungen für die Digitale Fabrik375
7.10.3 App-Entwicklungen zur Projektinformation, Datenaufnahme und Layoutabsicherung376
7.10.4 Apps und Drohnen zur Kombination von Realität und Virtualität380
7.11 Digital Lean Factory – eine Vision?384
7.11.1 Grundlagen384
7.11.2 Ist die Zukunft digital, lean und smart?385
7.11.3 Fazit der Digital Lean Factory 4.0388
8 Fazit und Ausblick389
Literaturverzeichnis392
Glossar430
Abkürzungsverzeichnis449
Sachverzeichnis454

Weitere E-Books zum Thema: Produktion - Industrie

Operations Research

E-Book Operations Research
Linearoptimierung Format: PDF

Linearoptimierung wird als mathematische Methode innerhalb des Operations Research bei der Mengenplanung für Absatz und Produktion sowie für Transport-, Netzfluss- oder Maschinenbelegungs-Probleme…

Operations Research

E-Book Operations Research
Linearoptimierung Format: PDF

Linearoptimierung wird als mathematische Methode innerhalb des Operations Research bei der Mengenplanung für Absatz und Produktion sowie für Transport-, Netzfluss- oder Maschinenbelegungs-Probleme…

Operations Research

E-Book Operations Research
Linearoptimierung Format: PDF

Linearoptimierung wird als mathematische Methode innerhalb des Operations Research bei der Mengenplanung für Absatz und Produktion sowie für Transport-, Netzfluss- oder Maschinenbelegungs-Probleme…

Warehouse Management

E-Book Warehouse Management
Organisation und Steuerung von Lager- und Kommissioniersystemen Format: PDF

Professor Dr. Michael ten Hompel ist Inhaber des Lehrstuhls für Förder- und Lagerwesen an der Universität Dortmund und Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML. Er…

Logistik

E-Book Logistik
Grundlagen - Strategien - Anwendungen Format: PDF

Zentrale Aufgabe der operativen Logistik ist das effiziente Bereitstellen der benötigten Mengen materieller Objekte zur rechten Zeit am richtigen Ort. Zu diesem Zweck muß die analytisch-planende…

Logistik

E-Book Logistik
Grundlagen - Strategien - Anwendungen Format: PDF

Zentrale Aufgabe der operativen Logistik ist das effiziente Bereitstellen der benötigten Mengen materieller Objekte zur rechten Zeit am richtigen Ort. Zu diesem Zweck muß die analytisch-planende…

Logistik

E-Book Logistik
Grundlagen - Strategien - Anwendungen Format: PDF

Zentrale Aufgabe der operativen Logistik ist das effiziente Bereitstellen der benötigten Mengen materieller Objekte zur rechten Zeit am richtigen Ort. Zu diesem Zweck muß die analytisch-planende…

Anwendung von RFID-Systemen

E-Book Anwendung von RFID-Systemen
Format: PDF

Die Radio-Frequenz-Identifikation (RFID) dient seit etwa 15 Jahren zur Identifikation von Personen, Objekten und Tieren. Mit der inzwischen gut entwickelten Technologie können heute…

Weitere Zeitschriften

Menschen. Inklusiv leben

Menschen. Inklusiv leben

MENSCHEN. das magazin informiert über Themen, die das Zusammenleben von Menschen in der Gesellschaft bestimmen -und dies konsequent aus Perspektive der Betroffenen. Die Menschen, um die es geht, ...

BONSAI ART

BONSAI ART

Auflagenstärkste deutschsprachige Bonsai-Zeitschrift, basierend auf den renommiertesten Bonsai-Zeitschriften Japans mit vielen Beiträgen europäischer Gestalter. Wertvolle Informationen für ...

Courier

Courier

The Bayer CropScience Magazine for Modern AgriculturePflanzenschutzmagazin für den Landwirt, landwirtschaftlichen Berater, Händler und generell am Thema Interessierten, mit umfassender ...

Deutsche Tennis Zeitung

Deutsche Tennis Zeitung

Die DTZ – Deutsche Tennis Zeitung bietet Informationen aus allen Bereichen der deutschen Tennisszene –sie präsentiert sportliche Highlights, analysiert Entwicklungen und erläutert ...

e-commerce magazin

e-commerce magazin

e-commerce magazin Die Redaktion des e-commerce magazin versteht sich als Mittler zwischen Anbietern und Markt und berichtet unabhängig, kompetent und kritisch über ...