quo vadis digital manufacturing
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Quo Vadis
Digitale Fabrik?
von: Dr. Mathias Engel
Haben Sie das
Frühstückshörnchen
bemerkt?
„Taktzeit“
Franziskanermönche
ab ca. 1500
STEUERUNG
„Massenfertigung“
venetianische Schiffsbauer
ab spätem 15 Jahrhundert
INTERAKTION
„Erste Fabrik
auf dem Festland“
Johann Brüggelmann
1783 - Textilfabrik Cromford in Ratingen
REVOLUTION
„Tätigkeiten vergleichbar
machen
-Shop Management-“
Frederic W. Taylor
ab 1903
STANDARDISIERUNG
„-Massenfertigung-
Einführung des
Fliessband.“
Henry Ford
ab 1908
ARBEITSTEILUNG
Konrad Zuse
ab 1941
„Erfindung des Computers (Z1-Z3)
und der universellen
Computersprache (Plankalkül)“
DIGITALISIERUNG
„Vermeidung von
Muda (Verschwendung),
Muri (Überlastung) und
Mura (Unausgeglichenheit)
-TPS-“
Ōno Taiichi
ab 1950
EFFIZIENZ
„Produktionsvorstände von Daimler,
Volkswagen, BMW, Audi und
Porsche einigen sich auf das
Synonym
-DIGITALE FABRIK-“
Jahreswechsel 1998/1999
„Aber…
Was ist die Digitale Fabrik?“
„DIGITAL = (Daten) mit Ziffern und
Zahlen darstellen?“
„FABRIK = industrielle Anlage zur
Herstellung eines Produktes“
DIGITALE FABRIK
„eine mit Ziffern und Zahlen
dargestellte industrielle Anlage zur
Herstellung eines Produktes“
DIGITALE FABRIK
DIGITALE FABRIK
DIGITALE FABRIK
„ein […] Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von digitalen Modellen und
Methoden unter anderem der Simulation und 3D-Visualisierung. Ihr Zweck ist die
ganzheitliche Planung, Realisierung, Steuerung und laufende Verbesserung aller
wesentlichen Fabrikprozesse und -ressourcen in Verbindung mit dem Produkt “
VDI 4499 Blatt 1:2008-02
DIGITALE FABRIK
„ein […] Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von digitalen Modellen und
Methoden unter anderem der Simulation und 3D-Visualisierung. Ihr Zweck ist die
ganzheitliche Planung, Realisierung, Steuerung und laufende Verbesserung aller
wesentlichen Fabrikprozesse und -ressourcen in Verbindung mit dem Produkt “
VDI 4499 Blatt 1:2008-02
Mögliche Kategorienbildung:
Netzwerk = 1. Datenbanken, 2. Schnittstellen
Modelle und Methoden = 3. Methoden
Simulation/ 3D-Visualisierung = 4. Werkzeuge
Digitale Fabrik
Datenbasisstruktur
Struktur
Datenbankdefinition
Prozessstruktur
verteilte DB
Erreichbarkeit
Performance
Stabilität
Werkzeuge
alphanumerisch
Prozessplanung
Zeitwirtschaft
visuell
CAD
DMU
Materialflusssimulation
3D-Visualisierung
Kinematik
Schnittstellen
Benutzerschnittstellen
Virtual Reality
Augmented Reality
haptische Interaktion
Telepräsenz
Programmschnittstellen
PDM
ERP
Methoden
Organisation
Controlling
Definition
Workflow
Produktionsplanung
Prozessoptimierung
Fokus Fachmagazine 1998-August 2009
Quellen: GENIOS, WISO, WIN, WT [470 dt./ eng. Fachverlage mit Σ 781 Erwähnungen der digitalen Fabrik und 461 relevanten Artikel]
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Wirtschaftsberichte
Methoden
Datenverwaltung
Werkzeuge
Schnittstellen
Jahr
Anzahl
Fokus Fachmagazine 1998-August 2009
Quellen: GENIOS, WISO, WIN, WT [470 dt./ eng. Fachverlage mit Σ 781 Erwähnungen der digitalen Fabrik und 461 relevanten Artikel]
0
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20
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50
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70
80Neuheiten
Berichte/ Tagungen
Prozessstandardisierung (Workflow)
Implementierung (Workflow)
Anlaufmanagement (Workflow)
Strategie/ Definition (Orga)
Nutzen/ Potentiale (Orga)
Sicherheit (Orga)
Bewertung (Orga)
Controlling (Orga)
Prozessoptimierung
Datenmanagement
IT-Standards
virtuelle Inbetriebnahme
Simulation
Kinematik/ DMU
Prototypen/ CAD
Supply Chain
AR/VR
Schnittstellen
Jahr
Anzahl
AUTOMATISIERUNG
Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:
0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400
AUTOMATISIERUNG
Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:
0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400
AUTOMATISIERUNG
Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:
0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400
AUTOMATISIERUNG
Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:
0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400
AUTOMATISIERUNG
Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:
0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400
AUTOMATISIERUNG
Ist die
digitale Fabrik
den Kinderschuhen
entwachsen?
Fokus Fachmagazine 1998-August 2009
Quellen: GENIOS, WISO, WIN, WT [470 dt./ eng. Fachverlage mit Σ 781 Erwähnungen der digitalen Fabrik und 461 relevanten Artikel]
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Wirtschaftsberichte
Methoden
Datenverwaltung
Werkzeuge
Schnittstellen
Jahr
Anzahl
Öff
entl
ich
e A
ufm
erk
sam
keit
Zeit
Stand 12-2009
Hype Zyklus nach GartnerVerankerungslinie Erhebung Veröffentlichungen DIFA
Gipfel derüberzogenenErwartungen2003-2006
Tal der Enttäuschungen
2007-2008
Pfad der Erleuchtung
2009-2013 (??)
Plateau derProduktivität
n.n.Zeit
TechnologischerTrigger
1998-2002
Hype Cycle
Digitale Fabrik
Öff
entl
ich
e A
ufm
erk
sam
keit
Jahre bis zur Marktreifebereits marktreif weniger als 2 Jahre 2 – 5 Jahre 5 – 10 Jahre mehr als 10 Jahre veraltet vor Marktreife
NC-Simulation
Robotersimulation
MTM, Refa, Zeitkalkulation
Materialflusssimulation
Hallenlayout digital
Austaktung
Offline Programmierung
Wegeoptimierung
Behälterplanung
AnlagenlayoutWerkzeugkonzepte
Vorrichtungskonzepte
Digitale Prozessplanung
Standardarbeitsblatt
Kapazitäts-planung
Prozesssimulation
Lagerkonzepte
Prozessoptimierung
Fabrikinfrastruktur
Digitale Prozessbeschreibung
Dokumentation
Projektmanagement
technischeBerechnung
Kostenkalkulation
Man-Modelsimulation
Generierung Steuerungsprogramm
Maschinenkonzepte
Workflowmanagement
Prämissen-planung
VirtualReality
Mittelersatzplanung
VirtuelleInbetriebnahme
Wissens-sicherung
Implementierungs-methode
Fabrikleistungsplanung
durchgängiger Vorranggraph
Augmented Reality
digitaleMedienplanung
durchgängige Planungsmethode
Automatisierung der Planung
Frontloading
Stand 03-2010
Zeit
Gipfel derüberzogenenErwartungen2003-2006
Tal der Enttäuschungen
2007-2008
Pfad der Erleuchtung
2009-2013 (??)
Plateau derProduktivität
n.n.
TechnologischerTrigger
>1998-2002
Hype Cycle
Digitale Fabrik
Wie geht es weiter?
Von 100 Arbeitsplätzen in
Deutschland, sind in der
Industrie und im Handwerk…
50 Arbeitsplätze (1980)
31 Arbeitsplätze (2010)
Dazu kommt in Deutschland eine …
Halbierung der Bevölkerung (2000 2070)
Die Produkte werden hingegen
immer…
Die Modellpalette von VW in den 1970er Jahren
Polo Golf Passat Scirocco
Der Kunde kann wählen bei:
- Motorleistung
- Innenausstattung
- Lackierung
…
komplexer bei
Die Modellpalette von VW in 2008
Polo Golf New Beetle Touran
Der Kunde kann wählen bei: Karosserie, Motorleistung, Innenausstattung,
Innendesign, Technikkomponenten,
Lackierung, Fenstertönung, Felgen, etc.
Zum Vergleich:
theoretische Varianz der C-Klasse von Mercedes-Benz: 1027
Fox Tiguan
Touareg Eos Caddy Passat Scirocco Sharan Phaeton
Jetta
kürzeren Produktlebenszyklen
und verteilter Planung
Arbeitsfluss Warenfluss Energie Mobilität Informationsfluss
Von der Manufaktur zur Fabrikarbeit Ausdehnung der Verbesserung der Ausweitung des Aktionsradius Erweiterung derMarktgebiete maschinellen Produktion Wirtschaftsräume
Dampfmaschine Eisenbahn Chemie/ Elektrizität Automobil InformationstechnologieBasisinnovation:
Bedürfnis:
An
teil
Bes
chäf
tigt
erin
%
Jahr1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020
70
60
50
40
30
20
10
00
Dienstleistung
Boom…Depression…
67%
31%
2%
Industrie undHandwerk
Landwirtschaft
1. KondratieffzyklusMassenproduktion
2. KondratieffzyklusWarenverteilung
3. KondratieffzyklusMassenkonsum
4. KondratieffzyklusMassenverkehr
5. KondratieffzyklusWeltwirtschaft
Wachstumsbarriere:
ZIEL ist eine
Optimierung in…
der Haptik und Usability…
der Vernetzung…
der Automatisierung…
der Virtualisierung…
der Verfügbarkeit von
Programmumgebungen bei Bedarf
…
Jedoch alles mit Maß…
Q + A?
Diese Folien stehen auch bei slideshare.net
zum View bereit.
Google nach Quo Vadis Digitale Fabrik
Mehr dazu im ZWF 03/2010…
Danke,
für die
Aufmerksamkeit!
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