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Quo Vadis Digital Manufacturing
 

Quo Vadis Digital Manufacturing

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Was ist Digitale Fabrik? ...

Was ist Digitale Fabrik?
Woher kommt die Entwicklung des digitalen Planens in der Logistik und der Produktion?
Wohin geht die Reise bei der Digitalen Fabrik?
Diese und ein paar weitere Fragen sollen mit diesem Vortrag beantwortet werden.

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    Quo Vadis Digital Manufacturing Quo Vadis Digital Manufacturing Presentation Transcript

    • 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
    • „-MassenfertigungEinführung des Fliessband.“ Henry Ford ab 1908
    • ARBEITSTEILUNG
    • „Erfindung des Computers (Z1-Z3) und der universellen Computersprache (Plankalkül)“ Konrad Zuse ab 1941
    • 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 Werkzeuge Erreichbarkeit alphanumerisch Schnittstellen visuell Benutzerschnittstellen Methoden Programmschnittstellen Organisation Workflow Datenbankdefinition Performance Prozessplanung CAD Virtual Reality PDM Controlling Produktionsplanung Prozessstruktur Stabilität Zeitwirtschaft DMU Augmented Reality ERP Definition Prozessoptimierung Materialflusssimulation haptische Interaktion 3D-Visualisierung Telepräsenz verteilte DB Kinematik
    • Fokus Fachmagazine 1998-August 2009 Anzahl 80 Wirtschaftsberichte 70 Methoden Datenverwaltung 60 Werkzeuge Schnittstellen 50 40 30 20 10 0 Jahr Quellen: GENIOS, WISO, WIN, WT [470 dt./ eng. Fachverlage mit Σ 781 Erwähnungen der digitalen Fabrik und 461 relevanten Artikel]
    • Fokus Fachmagazine 1998-August 2009 Anzahl 80 Neuheiten Berichte/ Tagungen Prozessstandardisierung (Workflow) 70 Implementierung (Workflow) Anlaufmanagement (Workflow) Strategie/ Definition (Orga) 60 Nutzen/ Potentiale (Orga) Sicherheit (Orga) Bewertung (Orga) 50 Controlling (Orga) Prozessoptimierung Datenmanagement IT-Standards 40 virtuelle Inbetriebnahme Simulation Kinematik/ DMU 30 Prototypen/ CAD Supply Chain AR/VR 20 Schnittstellen 10 0 Jahr Quellen: GENIOS, WISO, WIN, WT [470 dt./ eng. Fachverlage mit Σ 781 Erwähnungen der digitalen Fabrik und 461 relevanten Artikel]
    • AUTOMATISIERUNG
    • 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
    • Ist die digitale Fabrik den Kinderschuhen entwachsen?
    • Fokus Fachmagazine 1998-August 2009 Anzahl 80 Wirtschaftsberichte 70 Methoden Datenverwaltung 60 Werkzeuge Schnittstellen 50 40 30 20 10 0 Jahr Quellen: GENIOS, WISO, WIN, WT [470 dt./ eng. Fachverlage mit Σ 781 Erwähnungen der digitalen Fabrik und 461 relevanten Artikel]
    • Öffentliche Aufmerksamkeit Hype Cycle Digitale Fabrik Stand 12-2009 Technologischer Trigger 1998-2002 Gipfel der überzogenen Erwartungen 2003-2006 Tal der Enttäuschungen Pfad der Erleuchtung Plateau der Produktivität 2007-2008 2009-2013 (??) n.n. Zeit Hype Zyklus nach Gartner Verankerungslinie Erhebung Veröffentlichungen DIFA
    • Öffentliche Aufmerksamkeit Augmented Reality Hype Cycle Digitale Fabrik Automatisierung der Planung Hallenlayout digital Man-Modelsimulation Behälterplanung Austaktung Implementierungsmethode NC-Simulation Materialflusssimulation Prämissenplanung durchgängiger Vorranggraph MTM, Refa, Zeitkalkulation Prozessoptimierung Mittelersatzplanung Anlagenlayout Workflowmanagement Lagerkonzepte Fabrikleistungsplanung Fabrikinfrastruktur Kapazitätsplanung Projektmanagement Digitale Prozessbeschreibung technische Virtuelle Berechnung Inbetriebnahme digitale Dokumentation Medienplanung Offline Programmierung Wissenssicherung Digitale Prozessplanung Vorrichtungskonzepte Werkzeugkonzepte Standardarbeitsblatt Maschinenkonzepte Virtual Reality Wegeoptimierung durchgängige Planungsmethode Stand 03-2010 Kostenkalkulation Prozesssimulation Frontloading Generierung Steuerungsprogramm Robotersimulation Technologischer Trigger >1998-2002 Gipfel der überzogenen Erwartungen 2003-2006 Tal der Enttäuschungen Pfad der Erleuchtung Plateau der Produktivität 2007-2008 2009-2013 (??) n.n. Zeit Jahre bis zur Marktreife bereits marktreif weniger als 2 Jahre 2 – 5 Jahre 5 – 10 Jahre mehr als 10 Jahre veraltet vor Marktreife
    • 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 Der Kunde kann wählen bei: - Motorleistung - Innenausstattung - Lackierung … Scirocco
    • Die Modellpalette von VW in 2008 Fox Eos Polo Touareg Golf Passat Jetta Sharan New Beetle Scirocco Touran Phaeton 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 komplexer bei Tiguan Caddy
    • kürzeren Produktlebenszyklen
    • und verteilter Planung
    • 70 50 Anteil Beschäftigter in % 60 67% Landwirtschaft Industrie und Handwerk 40 31% 30 Dienstleistung 20 10 2% 00 1. Kondratieffzyklus Massenproduktion 2. Kondratieffzyklus Warenverteilung 3. Kondratieffzyklus Massenkonsum 4. Kondratieffzyklus Massenverkehr 5. Kondratieffzyklus Weltwirtschaft Boom… Depression… Wachstumsbarriere: Arbeitsfluss Warenfluss Bedürfnis: Energie Mobilität Informationsfluss Von der Manufaktur zur Fabrikarbeit Ausdehnung der Marktgebiete Verbesserung der maschinellen Produktion Ausweitung des Aktionsradius Erweiterung der Wirtschaftsräume Dampfmaschine Chemie/ Elektrizität Automobil Basisinnovation: 1780 1800 1820 Eisenbahn 1840 1860 1880 1900 1920 1940 Informationstechnologie 1960 1980 2000 Jahr 2020
    • 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!