"Montage ohne Stahl und Eisen"

Treffen von Fertigungsplanern, Konstrukteuren und Logistikern in virtuellen Räumen verkürzen Konstruktionszeiten und erhöhen die Planungssicherheit.

SCOPE: Herr Kempf, eine komplette Montagelinie inklusive aller Bewegungsabläufe und Datenströme im Rechner nachmodellieren, das klingt sehr aufwendig. Lohnt sich dieser Aufwand überhaupt?

Kempf: Nehmen wir das Beispiel Automobilindustrie, ein Bereich in dem wir zum großen Teil, aber nicht ausschließlich tätig sind. Gemeinsam mit unseren Kunden perfektionieren wir den Concurrent-Engineering-Prozess. Prozesse in den Bereichen Konstruktion, Planung und Logistik, die durch mangelnde Visualisierung und damit Problemerkennung bisher weitgehend autonom und fehlerbehaftet abliefen, werden durch den Einsatz von Invision transparent. Unsere Software dient hier als Kommunikationsplattform. Somit erkennt jeder Projektbeteiligte aus Konstruktion, Planung, Produktion, Logistik und Qualitätssicherung schon während der Produktentwicklungsphase die Auswirkungen und damit Konsequenzen der aktuellen Produktgestaltung auf seinen Bereich. Mit unserem System lassen sich in einem frühen Produktreifegrad sämtliche Einflussfaktoren des entstehenden Produktes auf die Herstellung zu einem sehr frühen Zeitpunkt in der Virtuellen Welt darstellen und bewerten. Dadurch werden Kosten- und Planungsrisiken deutlich verringert.

SCOPE: Dass Automobilhersteller sich solche Werkzeuge leisten und sinnvoll einsetzen können, leuchtet ein. Lohnt sich die Anschaffung denn auch für Mittelständler?

Kempf: Die Arbeit mit Invision rechnet sich prinzipiell für alle, deren Produktionsprozess mit hohen Risiken verbunden ist. Diese Risiken ergeben sich zwangsläufig bei den hochkomplexen Produkten der Automobil- oder Luftfahrtindustrie. Aber auch Hersteller wie Gießer oder Kunststoffverarbeiter gehen hohe Investitionsrisiken ein. Dann nämlich, wenn eine strategische Entscheidung für den einen oder anderen Produktionsprozess oder Standort getroffen werden muss. Als weiteres Beispiel sei die Möbelindustrie mit ihrer großen Variantenvielfalt genannt. Hier stellt sich die Frage: Muss wirklich weiterhin von Hand gearbeitet werden oder kann nicht ein Teil der Arbeit automatisiert werden? Was ist günstiger? Oder die Weiße Ware Industrie, wo rückwärts gerechnet wird: Ein Produkt darf soundsoviel kosten, wie und wo muss das Produkt und die Produktion optimiert werden. Durch den hohen Detaillierungsgrad unseres Planungstools und die Berücksichtigung aller Einflussfaktoren lassen sich die Investitionen für die einzelnen Produkt- und Produktionsvarianten sehr genau beziffern. Darüber hinaus erhält der Kunde alles, was er zum Bau der Fertigungsstraße oder Montagelinie benötigt. Vom Hallenlayout über die Stücklisten für den Einkauf bis hin zu interaktiven Materialflussplänen und Steuerungsprogrammen für Roboter.

Menschen am und im Rechner

SCOPE: Vom Layout bis zum Steuerungsprogramm; verliert der Nutzer bei der Vielzahl der Funktionen da nicht die schnell die Übersicht?

Kempf: Um das zu vermeiden haben wir die Bedienung des Systems bewusst einfach gehalten. Außerdem bieten wir verschiedene Ausbaustufen unsres Systems an. Für rein statische Modelle wie Fertigungslayouts, dreidimensionale Hallenpläne und dergleichen genügt das Basis-Paket. Mit ihm erhält der Planer einen Überblick über Mengen-, Kosten und Geometriedaten. Mit der Ausbaustufe ¿Strategy¿ kommt das Datenmanagement hinzu. Hilfreich bei der Beurteilung von Lösungsvarianten. Das Modul ¿Dynamic¿, der Name sagt es, berücksichtigt den Materialfluss. Als Beispiel sei hier die Simulation eines Hochregallagers oder einer Paketverteilung genannt: Wie läuft das Paket durch, wie wirken die einzelnen Aktionen aufeinander, welche Wechselspiele gibt es? Das Modul ¿Kinetics¿ schließlich umfasst alle Einflussfaktoren, inklusive Roboter- und Menschmodell mit all ihren Freiheitsgraden. Für die Robotersimulation lassen sich beispielsweise Steuerungsprogramme nicht nur einlesen. Der Roboter kann im virtuellen Raum sogar über die gewohnte Robotersteuerung programmiert und das fertige Programm anschließend ausgelesen werden. Mit dem Menschmodell dagegen ist es uns möglich, Ergonomiebetrachtungen anzustellen. Das ¿Scannen¿ von Bewegungsabläufen über Datenhandschuhe wird hier in Zukunft noch weitere Verfeinerungen bringen.

SCOPE: Geometrie, Datenmanagement, Materialfluss, Steuerungstechnik, Ergonomie, das klingt ein wenig nach der Eier legenden Wollmilchsau.

Kempf: Die kann und will Invision nicht sein. Wir verstehen unser System ganz bewusst als Kommunikationsplattform, die Probleme aufzeigt und Untersuchungen mit unbedingt notwendigen Simulationstools wie zum Beispiel der Finiten Element Methode, Wärmeübergangsberechnungen oder Strömungssimulation anstößt. Gleichwohl liefert unser System die Entscheidungsbasis für diese Untersuchungen.

Probieren und studieren

SCOPE: Lassen Sie uns etwas in die Praxis gehen: Wie läuft ein solches Projekt konkret ab? Welche Ausgangsdaten benötigen Sie?

Kempf: Nehmen wir das Beispiel einer Cockpit-Montage im Automobilbau. Ausgangsbasis unseres Planungsansatzes sind immer die Geometriedaten des Produktes und der Fertigungsanlagen. Oft können diese direkt aus den gängigen CAD-Systemen oder aus der Invision eigenen Bibliothek übernommen werden. Alternativ hat der Planer die Möglichkeit, diese mit dem zu unserem System gehörenden Modellierer leicht und schnell selbst zu erstellen. Gegenüber dem ¿klassischen¿ Digital Mock Up, der nur zeigt, ob die Teile zusammen passen, kann er dann in Invision verschiedenartige Fertigungsabläufe seiner Produktion, sei es eine vollständige Automatisierung des Einbaus oder Handarbeit simulieren. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Gestaltung des Montagesystems, des Montagewerkzeuges und der Ergonomie werden dann betriebswirtschaftlich und technisch bewertet und die Verbesserungspotenziale auch in die Konstruktion des Produktes übernommen. Die Arbeit mit unserem System kann sogar die Optimierung des einzelnen Gebäudes oder des ganzen Werksgeländes mit einschließen.

SCOPE: Ausgangspunkt für die Arbeit mit Ihrem System ist aber immer ein durchkonstruiertes Produkt?

Kempf: Ganz im Gegenteil! Der Einsatz von Invision beginnt so früh wie möglich, also bereits bei einem Bauteilereifegrad von 20 bis 30 Prozent. Sobald Fertigungs- oder Montageschritte wie beispielsweise Schweißen, Schrauben, Kleben feststehen, legen wir das Bauteil in die virtuelle Fertigung ein, um zu Probleme zu erkennen und diese an die Bauteilentwicklung zurück zu führen. Daraus entsteht ein iterativer Prozess. Ziel dieses Prozesses ist es einerseits die volle Funktionalität zu gewährleisten, andererseits den Wertschöpfungsprozess zu verbessern.

SCOPE: Ihr System bringt also Fertigung/Montage und Konstruktion, die ewig zankenden Geschwister, näher zusammen?

Kempf: Ja, durch die Visualisierung werden die Probleme und Zwänge der Fertigungsplanung für den Bauteilkonstrukteur regelrecht begreifbar. Aber der Mann am CAD ist bei weitem nicht der Einzige, der von unserem System profitiert. Die Visualisierung bringt alle an einen Tisch: Beim Gang durch die virtuelle Fertigung können Geschäftführer, Produktionsleiter, Logistiker, Qualitätssicherung und Konstrukteur gleichermaßen die Zusammenhänge in der Fertigung erkennen und bewerten, ohne dass irgend etwas in Stahl und Eisen gebaut werden muss. Das steigert die Transparenz von Produkt, Montagelinie und Fertigung und somit die Planungssicherheit. Invision ermöglicht eine ganzheitliche Betrachtung und ist somit auch ein wichtiges Werkzeug für Bereiche wie Controlling, Qualitätssicherung, Marketing.

Ein-Sichten für Jedermann

SCOPE: Nutzen für viele, doch irgendjemand muss so eine Simulation erst einmal erstellen? Wer im Unternehmen arbeitet mit Ihrem Werkzeug?

Kempf: Primär natürlich die Leute, die bisher auch mit der Planung beschäftigt waren und dazu andere, zweidimensionale oder rein Zahlen basierte Werkzeuge benutzt haben. Invision verbindet die Ergebnisse dieser Werkzeuge und macht sie sichtbar, begreifbar. So können die Planer die meisten ihrer gewohnten Werkzeuge weiterhin einsetzen, was die Akzeptanz unseres Systems erhöht. Langfristig denke ich jedoch, wird durch die Arbeit mit unserem System ein verändertes Berufsbild entstehen. Um die angesprochene Verschmelzung von Konstruktion und Fertigungsplanung voll ausnutzen zu können, muss auch der Ingenieur vor dem Rechner im Sinne des Ganzen denken und gleichermaßen Wissen aus Konstruktion und Planung mitbringen.

SCOPE: Abschließend noch eine Frage zur Technik: Wie hoch sind die Hardwareanforderungen Ihres Systems?

Kempf: Die sind, wie Sie sich denken können, nicht gering. Allerdings kann zumindest für die Arbeit mit dem Basispaket ein vorhandener CAD-Arbeitsplatz mitbenutzt werden ¿ sofern er auf Unix basiert. Nur unser Modeler läuft unter Windows NT, so dass bei der Modellerstellung mehrere CAD-Arbeitsplätzen gleichzeitig einem Simulationsprojekt zuarbeiten können. Die Ausbaustufen ¿Dynamic¿ und ¿Kinetic¿ unseres Systems fordern dagegen ausgewachsene Workstations mit guten Grafikkarten. Hinzu kommt ein Präsentationssystem mit zwei Beamern und einem Justiergerät für die dreidimensionale Projektion. Alles in allem keine kleine Investition, die sich jedoch angesichts einer vermiedenen Fehlentscheidung bei einer millionenschweren Fertigungsplanung schnell rechnen kann. Und natürlich hat der Kunde stets die Möglichkeit unser Angebot als Dienstleister in Anspruch zu nehmen.

SCOPE: Herr Kempf, wir danken Ihnen für dieses Gespräch.

Das Gespräch führte Matthias Meier.

Links: http://www.intro-gmbh.de