Fabrikplanung

Andreas Mühlbauer,

Fabrik digital in 3D

Die Fabrikplanung genießt bei den OEMs durch die veränderten Produktions- strukturen höchste Priorität. Schließlich befindet sich die Automobilbranche in der größten Transformation in ihrer weit über 100-jährigen Geschichte. Die Basis für eine effektive und effiziente Fabrikplanung stellen aktuelle Gebäudedaten dar.

Während der Laserscanner Navvis M6 durch die Fabrik geschoben wird, ist der Navvis VLX tragbar. © NavVis

Aufgrund neuer Produkte ändert sich derzeit die Produktionsstruktur in den Automobilwerken. Die Aufgabenstellung ist in diesem Rahmen oft ganz pragmatisch: Eine neue Produktionslinie wird in einer existierenden Fabrik geplant, es ist aber nicht bis ins Detail bekannt, was sich in der Fabrik befindet: Wo sind die Maschinen, die Säulen oder die Rohre? Schließlich wird im Zuge von Continous Improvement permanent verbessert und umgestellt, die Änderungen werden aber nicht immer in die Systeme eingepflegt. „Dies betrifft mittelständische Unternehmen ebenso wie große. Corona hat zudem dafür gesorgt, dass es mitunter unmöglich ist, zu Werken zu reisen und die nötigen Vermessungen für die Fabrikplanung vor Ort durchzuführen“, erläutert Finn Boysen, Chief Revenue Officer von Navvis.

Hinzu kommt, dass eine schlechte Datenqualität häufig enorme Zusatzkosten und Zeitverlust bedeutet. Ein Beispiel in der Automobilindustrie betrifft einen Kunden von Navvis: Dieser hat eine große Fabrik in Osteuropa und stellte dort auf ein neues Modell um. Allerdings wurde die gesamte Planung auf der Basis falscher Daten durchgeführt. Acht Wochen vor der Umsetzung erkannte man, dass drei Zentimeter fehlen und daher kein Platz für eine wichtige Maschine vorhanden war. Diese mangelhafte Datenqualität kostete das Unternehmen sehr viel Geld. Das ist keineswegs ein Einzelfall. Bei Navvis spricht man in diesem Zusammenhang vielmehr vom gelebten Alltag, den man auch immer wieder bei innovativen, großen und bekannten Unternehmen vorfindet. „Unternehmen müssen den Daten vertrauen können, auf deren Basis sie weitreichende Entscheidungen treffen. Dafür müssen sie zwingend up to date sein und die Realität der Fabrik abbilden“, unterstreicht Boysen. „Wir sehen unsere Kernkompetenz nicht nur in der Erfassung hochgenauer Daten im Millimeterbereich, sondern diese auch ‚intelligent‘ zu machen sowie den Nutzern zur Verfügung zu stellen. Daher ist Navvis seit Langem ein Verfechter der digitalen Transformation in der Produktionsplanung sowie -steuerung.“ Der Spezialist mit Sitz in München bietet Unternehmen leistungsstarke

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Möglichkeiten, kundenspezifische digitale Zwillingslösungen ganzer Fertigungsanlagen zu erstellen und zu betreiben, um deren Planungs- und Betriebsabläufe zu optimieren. Die mit Laserscannern gewonnenen Daten sind vielfältig nutzbar bis hin zu Maintenance- und Continous-Improvement-Prozessen. Neben der Automobilbranche kommen die Kunden vor allem aus den Bereichen Konsumgüter, Elektronik und der Prozessindustrie.

Daten erfassen mit Laserscannern

Navvis bietet zwei mobile Indoor-Mapping-Systeme an: Der Navvis M6 ist ein Laserscanner, der sich schieben lässt. Er spielt seine Vorteile insbesondere in großen, ebenen Fabriken aus. Der Laserscanner Navvs VLX ist tragbar. Mit beiden Systemen lässt sich ein digitaler Zwilling des Gebäudes und der Maschinen sowie allem weiteren Inventar aufnehmen. Dies erfolgt über die Kameras und Lidar-Sensoren in hoher Auflösung. Anschließend wird alles in ein konsistentes Bild umgesetzt. Eines der technischen Patente dafür basiert auf dem sogenannten SLAM-Algorithmus, der aus dem autonomen Fahren bekannt ist. Die Münchner haben die SLAM-Technologie weiterentwickelt, um die benötigte Datenqualität liefern zu können.

Den Nutzern müssen die Daten in einer verständlichen Form zur Verfügung gestellt werden, sodass sie damit problemlos arbeiten können: „Bei Navvis sind die Daten im Browser verfügbar – jeder, der die Rechte hat, kann darauf zugreifen, die Bedienung ist ganz einfach. Die Daten müssen aber auch komplett und konsistent sein“, sagt Finn Boysen. „Mit früheren Technologien hätte man wahrscheinlich ein Jahr benötigt. Dabei wären nicht nur hohe Kosten angefallen, auch wären die Daten nach zwölf Monaten nicht mehr aktuell gewesen.“ Bezüglich der Datenerfassung haben die Kunden die Wahl, diese entweder selbst durchzuführen oder Navvis damit zu beauftragen. Letzteres wickeln die Münchner mit der Unterstützung eines Netzwerks von weltweiten Partnern ab, das die Daten sammelt und sie zu einem Digital Twin zusammenführt, der als Komplettlösung in der Navvis-Software zur Verfügung gestellt wird. Pro Tag lassen sich rund 10.000 bis 20.000 m2 erfassen. Der entscheidende Punkt für den Kauf der Navvis-Hardware ist, dass ein Kunde seinen digitalen Zwilling up to date halten möchte. Schließlich gibt es Bereiche, in denen sich permanent etwas verändert. Zumal die Anwendungsfälle des Systems über die Fabrikplanung hinaus vielfältig sind: Dazu gehört unter anderem die Dokumenta-tion bei Um- oder Neubauten, ebenso wie die Unterstützung bei der Wartung. „Bei großen Kunden sehen wir schon mal 20 oder 30 Anwendungen. Im Vordergrund stehen aber die „Global Operations“ – die weltweite Arbeit mit Fabriken. Mit unserer Technologie können Nutzer diese virtuell einsehen“, sagt Boysen.

Schnelle Lösung zum niedrigen Preis

Die Lösungen von Navvis haben sich in der Automobilindustrie etabliert. Sie zeichnen sich vor allem durch ihre Geschwindigkeit und entsprechend geringe Kosten aus sowie durch die Aktualität und Verfügbarkeit der Daten mit Navvis Ivion. Damit lassen sich die Daten ansehen und allen Nutzern zur Verfügung stellen. Darüber hinaus unterstützen Ivion und die App Ivion Go Planungsprozesse interaktiv. Navvis sieht den Nutzen seiner Technologie auch und gerade darin, vorhandene Prozesse digitaler, nachhaltiger und genauer zu machen sowie Kosten zu sparen, Produktionslinien rascher umzubauen und Probleme schneller zu lösen.

Abschließend spricht der Chief Revenue Officer noch das Thema Cloud an: „Die Punktwolke beschreibt im Prinzip die Fabrik, sie vereint die Messungen wie auf einer 3D-Karte, zudem werden in ihr die von uns erzeugten Panorama-Bilder von der ganzen Fabrik in HD-Qualität hinterlegt. Die Datensätze erzeugen das Gesamtbild der Fabrik“, sagt Boysen. Mithilfe des Navigationsgraphen wissen die Nutzer, wie sie sich durch das Gebäude bewegen können. Im Prinzip liegt eine interaktive 3D-Karte von der Fabrik und dem Gebäude vor. Darüber hinaus lassen sich einzelne Objekte per KI-Technik identifizieren und aus den Bildern herauslösen. Dies ist aber noch weitestgehend Zukunftspotenzial, das Modell muss noch trainiert werden. Realität ist dagegen, dass dem Anwender die gigantische Menge an gesammelten Daten intuitiv im Browser zur Verfügung gestellt wird.

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