Kommunikation, die Werte schafft - Maisberger

Digitalisierung in der Fertigung: Mittel der Kommunikation und Automation

Es steht schlecht um die Digitalisierung in Deutschland, heißt es immer wieder. Herbert Beesten weiß, wie VR-Technologie Unternehmen doch nach vorne bringt. Als Werkzeug für den Vertrieb, die Kommunikation und Steuerung von Prozessen. Wir finden es wichtig, die Innovationen im Blick zu behalten.

3D-Simulationen in der Fertigung sind durch VR-Technologie heute auch begehbar (Alle Bild- und Videoquellen: tarakos GmbH)

3D-Simulationen und VR-Technologien gehören zu den neuen Werkzeugen, die uns die Digitalisierung geschenkt hat. Herbert Beesten spricht darüber, wie digitalisierte Prozesse neue Möglichkeiten der internen und externen Kommunikation hervorbringen und komplexe Fertigungsabläufe beherrschbar machen. Die Industrie widmet sich bereits den Potentialen der Technologie, wie ein Beispiel von Automatica 2016 zeigt.

„Nach 40 Jahren allenfalls internationales Mittelmaß“, lautete Anfang 2016 das harsche Urteil der von der Bundesregierung beauftragten Expertenkommission zur Digitalisierung.[1] Die Bereitschaft in Forschung und Innovationen zu investieren, sei in Unternehmen und staatlichen Stellen zu gering, urteilt der Bericht. Seit dem sind die Unkenrufe nicht weniger geworden, immer wieder gerät das noch ungenutzte Digitalisierungspotential in die Kritik. „Wo liegt der Nutzen?“, fragen manche Unternehmer, „Lassen sich meine Prozesse überhaupt digitalisieren?“, wollen andere wissen.

Dabei erleben wir eine Zeit technischer Innovationen und ungewöhnlicher Ideen, die in die Werkshallen Einzug halten. Die Vision der Industrie 4.0 ist in aller Munde, einer vernetzten und intelligenten Produktion. Automatisierung ist essentiell, digitalisierte Prozessdarstellung ein nicht wegzudenkender Baustein. Doch bevor eine Innovation in der Breite ihrer Zielgruppe Fuß fassen kann, muss sie dieser erklärt und vermittelt werden. Die digitale Technologie ist in diesem Fall zugleich Mittel der Kommunikation und der Automatisierung.

Prozesse digitalisiert vermitteln

In der Fertigung werden Anlagen und ihre Planung immer komplexer. Mehr Komponenten wirken in einer zunehmend vernetzten Umgebung aufeinander ein und bedingen einander. Eine verständliche Vermittlung ist hier gefragt. Die Prozessdarstellung oder BPMN (Business Process Modelling Notation) ist eine Symbolsprache, die Standards zur Modellierung von Geschäftsprozessen festlegt und visualisiert. Im Jahr 2002 von einem IBM-Mitarbeiter entwickelt, ist die BPMN seit 2006 ein offiziell anerkannter Standard in Industrie, IT und Wirtschaft.

Es handelt sich um eine Semantik, die in vielen Computersprachen und Software-Programmen dazu dient, komplexe Abfolgen von miteinander verzahnten Tätigkeiten in einem grafischen Diagramm übersichtlich darzustellen. Die generierten Simulationen bilden die Grundlage für weitere Optimierung, da sich abstrakte Prozessstrukturen so leichter analysieren und kommunizieren lassen.

Bei einem derart digitalisierten Prozess lässt sich jede Tätigkeit und jeder Produktionsschritt direkt einer an diesem Prozess beteiligten Einheit zuordnen. Auch weitere Einteilungen in Untereinheiten sind sehr gut möglich. Die dazu erforderlichen Darstellungs- und Interaktionsregeln sind eindeutig festgelegt.

Animation eines Industrieroboters
Die Animation eines Industrieroboters bei einer Palettier-Anwendung veranschaulicht das Prinzip der Prozessdarstellung in 3D.

Simulationen machen Komplexität beherrschbarer

Ziel ist es, das Aufkommen immer vielfältigerer Produktvarianten und die sich beschleunigenden Produkt- und Innovationszyklen effizient zu steuern. Denn nur durch eine transparente 3D-Simulation lassen sich schnell und einfach Alternativen ausprobieren oder Schwachstellen ermitteln. Beispielsweise sind die Produktionsverantwortlichen in der Lage, die einzelnen Schnittstellen und Verbindungen eines Prozesses leicht zu erkennen und etwaige Fehler frühzeitig zu ermitteln.

Eine gute Software ist das beste Medium für eine moderne Prozessdarstellung. Mit ihrer Hilfe kann ein Prozess digital so aufbereitet werden, dass es dem Verständnis aller Beteiligten am besten entgegen kommt. Dabei werden für ein optimales Planungsergebnis Parameter wie Zeitfenster, Mengen, Kosten, Personal und Betriebsmittel in der Simulation berücksichtigt. Liegen die erforderlichen Komponenten bereits als Hüllgeometrien konstruiert und parametrisierbar in Bibliotheken vor, lassen sich viele Simulationen ohne CAD- und Programmierkenntnissen erstellen.

Einfache Anpassungen und eine Ablaufsteuerung über Parameter lassen sich bei einer anwenderfreundlich gestalteten Software an einem Tag erlernen. Müssen neue Komponenten für eine Simulation angelegt werden, lassen diese sich mit flexibel skalierbaren Eigenschaften ausstatten. Denkbar ist beispielsweise eine Zuordnung von Robotermodellen und unterschiedlichen Bewegungsgraden, Geschwindigkeiten, Arbeitsradien und Taktzeiten.

3D-Simulation der Produktion von Reifenfelgen.
3D-Simulation vereinfacht die komplexe Planung von Fertigungsanlagen wie bei dieser Produktion von Reifenfelgen.

Einsatz von VR-Brillen in der internen und externen Kommunikation

3D-Simulation ist längst nicht mehr auf Standbilder und Animationen auf dem Monitor beschränkt. Sie ist interaktiv geworden. So können Planer, Anwender oder Kunden mit Hilfe von VR-Brillen vom Typ Oculus Rift komplexe Fertigungsanlagen virtuell durchwandern. Sie sehen zu, wie Maschinen und Prozesse miteinander verzahnt sind. Ingenieure gewinnen so einen realistischen Eindruck von ihrer Produktionsumgebung. Darstellen lassen sich auch Informations- und Materialflüsse oder Service- und Dienstleitungen, die zueinander in Wechselwirkungen stehen.

Das ist notwendig, denn Projekte in der Industrie 4.0 sind sehr vielschichtig und komplex. Als ein großer Anbieter von Robotik- und Automationslösungen auf der Automatica 2016 sein neues Konzept für die Produktionsautomatisierung inklusive Materialfluss und Anlagenplanung vorstellen wollte, spielte VR darum eine entscheidende Rolle.

Um die zahlreichen, miteinander vernetzten Prozesse – etwa das Bereitstellen von Werkzeugen, Schweißen, Kleben, Stanzen und Löten – überzeugend zu präsentieren, kam eine 3D-Simulation zum Einsatz. Sie ließ sich sowohl als Video bestaunen als auch via VR-Brille betreten. In der internen Kommunikation eingesetzt, ermöglichte sie den Ingenieuren, mögliche Schwachpunkte auszumachen und die Konstruktion entsprechend anzupassen. In der Kommunikation nach außen, bekommen potentielle Kunden die Möglichkeit, das abstrakte Konzept nachzuvollziehen. Ohne Simulation hätte das Unternehmen eine entsprechende Anlage mit unverhältnismäßig hohem Aufwand aufbauen müssen.

Integrationsfähigkeit der Technologie und deren Vermittelbarkeit nach innen und außen bestimmen den Erfolg der smarten Industrie 4.0

Wenn sich die Vision einer smarten Industrie 4.0 erfüllen soll, müssen digitale und analoge Werkzeuge ineinandergreifen. Dass die Digitalisierung von Prozessen mehr ist als ein leeres Versprechen und reine Fortschrittsbegeisterung, zeigt der Blick in die Praxis. Dort helfen betriebsnahe Simulations- und Planungslösungen häufige Produktionsabläufe, Linienumstellungen und verzweigte Montageprozesse schnell und ausfallsicher durchzuführen. Gleichzeitig gibt sie Unternehmen neue Werkzeuge wie VR-Lösungen an die Hand, mit denen sich komplexe Abläufe nach innen wie außen leicht verständlich kommunizieren lassen.

[1] Quelle: http://www.spiegel.de/netzwelt/netzpolitik/efi-gutachten-deutschland-muss-bei-digitalisierung-aufholen-a-1078133.html

 

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KURZBIO:
HERBERT BEESTEN

Herbert Beesten, Geschäftsführer tarakos GmbH

Nach Lehre als Starkstromelektriker und Studium der Automatisierungstechnik in den 70er Jahren Anfang der 80er Jahre Gründung einer Firma im Bereich Messtechnik für alternative Energiesysteme, später für Prozessvisualisierung. Seit 2000 geschäftsführender Gesellschafter von tarakos GmbH, einer Softwarefirma für Virtual-Reality-Softwaretools für Fabrik-Logistik-Simulation. Vater von drei erwachsenen Kindern, Großvater und zum Ausgleich Performer und Schriftsteller.