Ihre Herausforderungen bei der Planung von Fabriken

In einer zunehmend dynamischen Umgebung wächst der Anspruch an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Es gilt, sich schnell an die sich ändernden Anforderungen der Kunden anzupassen und sie mit immer stärker individualisierten Lösungen zu versorgen. Diese Entwicklung stellt auch viele Fabriken vor neue Herausforderungen. Häufig muss es beispielsweise möglich sein, eine Vielzahl an Produktvarianten oder viele an den Kunden angepasste Produkte gleichzeitig herzustellen. Um diesen Aufgaben gewachsen zu sein, breiten sich modulare Fabrikkonzepte aus, bei denen Komponenten der Produktionslinien leicht ausgetauscht oder neu angeordnet werden können.

Zur Planung solcher Produktlinien kommen in der Regel Desktop-Anwendungen zum Einsatz, die die Fabrikplanung über einen Bildschirm erlauben.

Ein wirkliches Gefühl dafür, wie das Planungsmodell in der realen Umgebung aussehen und von den Mitarbeitern genutzt wird, kann einem eine solche Anwendung jedoch nicht geben. Der zweidimensionale Bildschirm wird für den Menschen, der für eine dreidimensionale Welt geschaffen ist, immer eine Hürde bleiben. Damit das Layout effizient und funktional wird, ist es wichtig, das Modell bereits in der Planungsphase aus der abstrakten Ebene zu hieven und in eine konkrete, aber dennoch flexible Form zu bringen. So wird gewährleistet, dass die Umsetzung auch wirklich den eigenen Erwartungen entspricht und es zu keinen Planungsfehlern kommt.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, setzen wir auf Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR). Richtig verwendet, helfen beide Technologien dabei die Layoutplanung deutlich effizienter, nachvollziehbarer und lebendiger zu gestalten.

Mithilfe von AR und VR lassen sich beispielsweise die geplanten Anlagen und Strukturen direkt in die reale Umgebung projizieren oder eine vollständig virtuell erzeugte Fabrik simulieren und begehen.

Die dadurch gebotene Immersion und Interaktion ermöglicht es Ihren Planern, das Fabriklayout flexibel und zielgerichtet an die Gegebenheiten anzupassen und ein Layout zu entwerfen, das zu den eigenen Erwartungen aufschließen kann.

Ihre Vorteile durch eine Layout-Planung mit AR und VR

In der Layout-Planung wird bereits seit langer Zeit auf digitale Tools gesetzt. Sie verschaffen den Planern viel Flexibilität und dem Unternehmen wertvolle Kostenvorteile. Dennoch kommt es immer wieder zu Fehlplanungen, die den Aufwand erhöhen und insbesondere den Kostenvorteil aufheben. Das Hauptproblem liegt darin, dass die Übertragung von einem im Bildschirm betrachteten 3D-Modell hin in die wirkliche Umgebung keine triviale Angelegenheit ist. Bereits vorhandene Elemente wie Anschlüsse, Leitungen und vorhandenes Equipment müssen exakt vorliegen und fehlerfrei ins Modell integriert werden. Dabei sind nicht nur die Abmessungen von Bedeutung, sondern auch die exakte Lage und Position der Elemente. Bereits hier entsteht eine relevante Fehlerquelle.

Auch ein weiterer, menschlicher Aspekt sollte nicht unterschätzt werden: In der Planungsphase kann das geplante Modell lediglich beobachtet werden, während das realisierte Modell nicht nur „gesehen” wird, sondern „erlebt”.

Menschen fällt es in der Regel schwer von der einfachen Beobachtung auf das tatsächliche Erlebnis zu schließen und genau in dieser Lücke entstehen bei Layout-Planungen schnell Konzepte, die falsche Erwartungen wecken.

Um all diesen Problemen entgegenzuwirken, können AR und VR eingesetzt werden, um Maschinen, Anlagen, Leitungen und alle anderen zu planenden Elemente in die reale Umgebung zu projizieren oder eine vollständig virtuelle und begehbare Fabrik zu schaffen. So kann bereits im Vorfeld überprüft werden, ob beispielsweise die Position von Anschlüssen oder die Maße der Maschinen und Anlagen optimal geplant wurden. Zudem ist es dadurch möglich, Prozesse und Arbeitsabläufe auf ihre Praxistauglichkeit hin zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen. Die Flexibilität der digitalen Welt wird effizient genutzt: Potenziale und Risiken unterschiedlicher Planungskonzepte können anschaulich ermittelt und effizient optimiert werden.

Auch die aktive Zusammenarbeit vieler Personen an einem Projekt ist ein wichtiger Aspekt der Layoutplanung. Hier bieten sowohl AR als auch VR die Möglichkeit, kollaborativ an verschiedenen Szenarien zusammenzuarbeiten und gemeinsam Konzepte interaktiv umzusetzen.

Zusammengefasst bietet eine AR-/VR-gestützte Layoutplanung

  • Vermeidung von Fehlentscheidungen
  • Beschleunigung des Planungsprozesses
  • Konzepte bereits in der Planungsphase erleben
  • Planung, die sich nahe an den eigenen Erwartungen bewegt
  • Möglichkeit der kollaborativen Planung

Die Funktionen einer Layout-Planung mit AR und VR

Grundsätzlich lässt sich zwischen zwei Darstellungsformen unterscheiden. AR erweitert als Technologie die reale Welt und bietet damit die Möglichkeit virtuelle 3D-Modelle der Fabrikkomponenten in die reale Welt zu übertragen und in Form von Hologrammen zu platzieren. Dadurch hat ein Planer die Gelegenheit maßstabsgetreue Abbilder von Maschinen, Anlagen oder Kabel in den Kontext der realen Umgebung einzusetzen und sie lebensecht zu planen.

Einsatz von AR in der Fabrikplanung.Quelle: eigene Darstellung

Mithilfe von VR wird hingegen ein komplett virtuelles Abbild der Layoutplanung erschaffen und betretbar gemacht. Auch hier hat man die Möglichkeit sich das Planungsmodell vorab maßstabsgetreu anzusehen, allerdings fehlt der Kontext der realen Umgebung, da das Umfeld vollständig computergeneriert wird.

Einsatz von VR in der Fabrikplanung. Quelle: eigene Darstellung

Fundamental für beide Arbeitsweisen sind dreidimensionale CAD-Modelle der für die Fabrik oder Produktionshalle relevanten Objekte. Um diese maßstabsgetreu in einer Datenbrille, einem VR-Headset oder einem mobilen Endgerät anzeigen zu können, müssen sie jedoch häufig noch angepasst und vereinfacht werden. Dafür stehen automatisierte Optimierungsverfahren bereit, die den Detailgrad des Modells und damit die Intensität des Datenstroms verringern.

Sind die Modelle optimiert, kann beispielsweise ein durch eine 3D-Fabrikplanungssoftware erstellter Plan in eine AR- oder VR-Lösung übertragen werden. Anschließend lassen sich die Vorteile der neuen Technologien dazu nutzen, Pläne in beliebigem Maßstab zu betrachten und Komponenten beliebig zu verschieben bzw. anzupassen. Ein zusätzlicher Simulationsmodus kann dabei helfen, Prozesse und Produktionsanlagen zu testen, um sicherzustellen, dass das geplante Layout auch während der Produktion Bestand hat. Voraussetzung dafür ist eine entsprechende Software.

Auch lassen sich verschiedene Layoutpläne miteinander vergleichen. So können Nutzer zwischen unterschiedlichen Plänen flexibel hin und her wechseln und sehen, welche Änderungen vorgenommen werden müssten, um erwünschte Prozess- und Arbeitsabläufe zu erreichen. All diese Funktionen lassen sich mit einer Kostenrechnung verknüpfen, um auch die finanzielle Planungssicherheit zu gewährleisten.

Unsere Dienstleitungen im Bereich Fabrikplanung

Wir haben uns es zur Herzensangelegenheit gemacht, Sie bei Ihrem Digitalisierungsvorhaben zu unterstützen und die für Sie optimale Lösung zu erarbeiten:

  • Dafür würden wir Sie im ersten Schritt mit den Technologien vertraut machen und gemeinsam im Dialog erste Ideen hervorbringen. Mit diesem Fundament erarbeiten wir ein Konzept auf dessen Basis wir iterativ eine neue, auf Ihre individuellen Bedürfnisse angepasste Applikation entwickeln.
  • Dabei wird auch festgelegt, auf welcher konkreten AR/VR-Hardware die Lösung später arbeiten soll.
  • Besteht Bedarf, lässt sich zur optimalen Layoutplanung auch ein vollständiger digitaler Zwilling erzeugen.
  • Zielgerichtet und zugewandt entwickeln wir so gemeinsam und im ständigen Austausch miteinander die perfekte Lösung zur Planung Ihrer Fabrikhalle.

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Rufen Sie uns gerne an und vereinbaren Sie einen Beratungstermin. Wir freuen uns auf Sie!

Ihr Ansprechpartner

Paulo Ferreira da Silva

Consultant
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