Kollaborative Fabrikplanung

Was ist kollaborative Fabrikplanung?

Kollaborative Fabrikplanung (engl. collaborative factory planning) ist eine Methode zur Organisation und Durchführung von Fabrikplanungsprojekten. Sie wird im Zusammenhang mit modellbasierter Kollaboration oder Building Information Modeling (BIM) genannt. Diese Methode liefert Ansätze und Möglichkeiten, um Herausforderungen, wie stetig kürzeren Produktlebenszyklen besser zu begegnen und verschiedene Planungsbereiche in den Fabrikplanungsprozess zu integrieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Projekten arbeiten Fachplaner:innen bei der kollaborativen Fabrikplanung eng zusammen. Dies fördert die Transparenz und Planungsqualität. Dadurch können potenzielle Planungsfehler frühzeitig identifiziert und behoben werden, was Zeit- und Kostenaufwände reduziert. Dieser integrative und ganzheitliche Ansatz des Fabrikplanungsvorgehens leistet einen entscheidenden Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit des produzierenden Gewerbes, was in zunehmend dynamischeren Marktsituationen von Vorteil ist.

Die Zukunft der kollaborativen Fabrikplanung

Kollaborative Fabrikplanung mit Augmented Reality-Lösungen
© Fraunhofer IGCV
Integration von XR-Technologien in der Planung zur Steigerung der Immersivität

Aktuelle Entwicklungen in verschiedenen Branchen, darunter Chipherstellung, Elektromobilität und klimaneutrale/-positive Technologien, prägt die industrielle Landschaft. Eine zunehmend ganzheitliche Betrachtungsweise rückt dabei ins Zentrum, wobei insbesondere die ökologische Nachhaltigkeit durch Digitalisierung bewertbar werden muss.

In diesem Zusammenhang gewinnt die Immersivität von Anwendungen an Bedeutung, vor allem in der Planung, wo vermehrt modellbasiert objektorientierte Ansätze zum Einsatz kommen. Die Integration solcher Technologien ermöglicht eine präzisere Analyse und Optimierung von Prozessen, was wiederum zu einer effizienteren Nutzung von Ressourcen beiträgt.

Zusätzlich zeichnen sich technologische Trends wie der digitale Zwilling und das Metaverse ab, die die Datenverfügbarkeit, -qualität und –durchgängigkeit signifikant erhöhen werden. Diese Entwicklungen eröffnen neue Horizonte für eine nahtlose Integration von Daten in verschiedene Arbeitsprozesse und tragen dazu bei, die Innovationskraft und Flexibilität in Unternehmen zu steigern. Es wird entscheidend sein, diese Trends aktiv zu gestalten und in unternehmerische Strategien zu integrieren, um die Chancen der digitalen Ära optimal zu nutzen.

Kollaborative Fabrikplanung @Fraunhofer IGCV

Unser Forschungsziel im Bereich kollaborative Fabrikplanung ist es, eine umfassende, effiziente und zukunftsorientierte Produktionsumgebung zu schaffen. Dazu forschen unsere Expert:innen insbesondere in folgenden Themenfeldern:  

 

Digitale Fabrikplanung

Einsatz digitaler Technologien zur Planung und Gestaltung von Produktions- und Logistiksystemen

 

Bestandsdigitalisierung und Visualisierung

Ganzheitliche Fabrikmodelle als Grundlage für die digitale Fabrikplanung, unter anderem mit VR und AR

 

Building Information Modeling – BIM

Vernetzung von Bau- und Produktionssystemplanung mit BIM

Vorteile für Ihr Unternehmen

Unsere Services und Leistungen

Bestandsdigitalisierung

Wir unterstützten bei der Erfassung und Verarbeitung von Punktewolken und digitalen Fabrikmodellen. Die gewonnenen Daten dienen als Grundlage für Vermessung, Modellierung oder Optimierung in der Fabrikplanung!

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Herausforderung

  • Eine fehlende Datenbasis erschwert die Planung mit digitalen Fabrikmodellen.
  • Anlagen- und Gebäudemodelle liegen oftmals nicht vor oder sind veraltet.
  • Die ortsunabhängige Erfassung notwendiger Daten wie Wegbreiten oder Abstandsmessungen ist zudem erschwert.

Ihr Mehrwert:

  • Nutzen Sie Punktwolken als digitale Planungsgrundlage
  • Vereinfachen Sie die Zusammenarbeit und Transparenz in Fabrikplanungsprojekten
  • Vermeiden Sie Planungsfehler durch die Arbeit mit präzisen Modellen.

Unser Lösungsangebot:

  • In einem Workshop (digital oder vor Ort) identifizieren wir gemeinsam mit Ihnen individuelle Anwendungsfälle für den Einsatz von Punktwolken und digitalen Fabrikmodellen.
  • Für ausgewählte Bereiche erstellen wir mit unseren Laserscannern Punktwolken mit verknüpften Panoramabildern. Der Umfang kann von einem Gebäudeteil bis zu mehreren ganzen Gebäuden reichen.
  • Die Daten werden aufbereitet und Ihnen zur Nutzung auf einer browserbasierten Plattform zur Verfügung gestellt. Diese Daten können als Basis für Besprechungen, zur Vermessung oder als Modellierungsgrundlage in der Fabrikplanung verwendet werden.
  • Abhängig von den definierten Anwendungsfällen unterstützen wir Sie bei Bearbeitungsmaßnahmen oder ermitteln mögliche Verwertungspotentiale mit Ihnen.

Potentialanalyse für Produktionssysteme

Wir bieten eine umfassende Analyse und Optimierung Ihrer Produktionsprozesse, um Effizienz, Flexibilität und Transparenz zu steigern und aktuelle Trends wie den Digitalen Zwilling oder Industrie 4.0 greifbar zu machen. Der Mehrwert liegt in der gezielten Umsetzung von Optimierungspotenzialen mit klaren Maßnahmen und strategischer Begleitung

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Herausforderung

  • Sie kämpfen mit einer unzureichenden Effizienz Ihrer Produktionsprozesse und verfehlen so Ihre ambitionierten Ziele?
  • Mangelnde Flexibilität Ihres Produktionssystems verhindert, dass Sie sich schnell an geänderte Rahmenbedingungen anpassen können?
  • Die Integration neuer Systeme in bestehende Fertigungsprozesse gestaltet sich als komplexe Aufgabe?
  • Ihre Produktion ist undurchsichtig und es fehlt an Transparenz? Sie erheben viele Daten können diese aber nicht gewinnbringend nutzen?
  • Begriffe wie der Digitaler Zwilling, das Industrial Metaverse, die Digitale-/Gläserne-Fabrik oder Industrie 4.0 sind für Sie schwer greifbare Trends ohne erkennbaren realen Nutzen für Ihre Produktion?

 

Unser Lösungsangebot

Analyse des Ist-Zustands Ihres Unternehmens

  • Festlegung von für Ihre Situation und Ihr Unternehmen zugeschnittene Zieldimensionen
  • Prozessaufnahme und Modellierung der Prozesse in Prozessdiagrammen, Identifikation von Bottleneck-Prozessen
  • Erfassung von Freiheitsgraden und Restriktionen

Produktionssystem-Profiling

  • Darstellung der Stärken und Schwächen Ihres Unternehmens/Produktionssystems bezüglich Ihrer spezifischen Unternehmensziele
  • Hauptaspekte können sein: Leistungsanalyse, Effizienzbewertung, Ressourcennutzung, Qualitätskontrolle, Kostenanalyse, Bottelneckanalyse

Identifizierung von Optimierungs-Potentialen

Basierend auf dem Profiling und den Analysen werden unter Berücksichtigung Ihrer spezifischen Freiheitsgrade konkrete Optimierungs-Potentialen identifiziert

Quantifizierung der Potenziale und Maßnahmenplanung

  • Mithilfe von für den Anwendungsfall spezifisch ausgewählten Werkzeugen werden die Potentiale quantifiziert. Hier können bspw. Simulationstools eingesetzt werden.
  • Im Anschluss leiten wir konkrete Umsetzungsmaßnahmen ab

Objektivierte Strategieentwicklung und Umsetzungsbegleitung

  • Maßgeschneiderte Strategie zum Heben der erfassten Potentiale
  • Wir begleiten Sie bei der Implementierung Ihres erfolgreichen Wandels

Fabrikplanungsstrategie

Wir begleiten Sie umfassend bei der Analyse, Optimierung und Validierung Ihres Fabrikplanungsprozesses. Dabei setzen wir auf Workshops, Prozessdarstellungen, Evaluierungen, Softwareauswahl und die Entwicklung eines zukunftsorientierten Planungsszenarios.

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Herausforderung

  • Sie kämpfen mit einem immer häufigeren Bedarf an Umplanungen?
  • Fehlende Kollaboration sowie eine Vielzahl an Schnittstellen verlangsamen Ihre Planungsprozesse?
  • Bei Fabrikplanungsprojekten kommt es bei Ihnen aufgrund fehlender Standards (Prozesse, Rollen, Verantwortlichkeiten) wiederholt zu Problemen?

Ihr Mehrwert:

  • Steigern Sie die Effizienz ihrer Fabrikplanungsprozesse für eine signifikante Zeit- und Kostenersparnis
  • Verbessern Sie die Ergebnisse Ihrer Planungen
  • Vermeiden Sie Planungsfehler durch eine Optimierung Ihrer Fabrikplanungsstrategie

Unser Lösungsangebot:

  • Aufnahme Ihrer spezifischen Herausforderungen im aktuellen Fabrikplanungsprozess sowie der Ziele für einen optimierten Fabrikplanungsprozess
    • Durchführung eines Workshops mit Vertretern der relevanten Organisationseinheiten
    • Strukturierte und priorisierte Herausforderungen und Ziele
  • Abbildung Ihres Ist-Prozesses inklusive sämtlicher Rollen, Aktivitäten sowie eingesetzter Software
    • Aufbau einer Prozessdarstellung (z.B. BPMN oder SIPOC) und Evaluation von Optimierungspotenzialen
    • Strukturierter Ist-Prozess inklusive ausgewiesener Potenziale
  • Evaluation Ihres zukünftigen Fabrikplanungsprozesses
    • Entwicklung des optimierten Fabrikplanungsprozesses inklusive Identifikation geeigneter Software
    • Organisatorischer und technischer Fabrikplanungsprozess der Zukunft
  • Gemeinsame Validierung des neuen Fabrikplanungsprozesses anhand einer Fallstudie
    • Entwicklung und Umsetzung eines Planungsszenarios
    • Validierter Fabrikplanungsprozess der Zukunft

 

Forschungsprojekte rund um das Thema Fabrikplanung

KI-Produktionsnetzwerk Augsburg


Ausgangssituation: 

Die Produktion mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz noch effizienter gestalten und damit die Unternehmen vor Ort unterstützen – das ist das Ziel des KI-Produktionsnetzwerks in Augsburg.

Ziel:

Ziel des KI-Produktionsnetzwerks ist die Erforschung von neuartigen KI-Konzepten und -Technologien, für die Produktion. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen, durch einen gemeinschaftlichen Verbund aus zahlreichen Forschungspartnern und Wirtschaftsförderungsnetzwerken, unmittelbar in die industrielle Anwendung.

»FaBIM«
 

Ausgangssituation:

In Deutschland werden jährlich über 5.800 genehmigungspflichtige Fabrikgebäude gebaut. Rund 60 % dieser Projekte verfehlen ihre Kostenziele aufgrund von Informationsmängeln, die die Planung, Genehmigungsverfahren und Abstimmung erschweren.

Ziel:

Das Forschungsprojekt »FaBIM« hat das Ziel, ein ganzheitliches Vorgehen für die Planungs-, Bau- und Betriebsphase einer Fabrik zu entwickeln. Dabei soll eine gemeinsame openBIM-basierte Datenumgebung (Common Data Environment) geschaffen werden, um den Austausch und das Management von Projekt- und Produktinformationen auf Basis des Industry Foundation Classes (IFC) zu ermöglichen.

 

Forschungsfertigung Batteriezellenproduktion »FFB«


Ausgangssituation:

  • Trend hin zu nachhaltiger umweltschonender Energieversorgung
  • Steigender Bedarf an Energiespeichern für beispielsweise die
    E-Mobilität
  • Keine Umgebung zur Erprobung neuer Produkte und Fertigungstechnologien

Ziel:

  • Bündelung des Batteriewissens in Deutschland und Bereitstellung einer
    innovativen Versuchsumgebung für neue Produkte und Technologien
  • Am Standort Münster soll daher eine offene Forschungsfabrik zu Forschungs- und Entwicklungszwecken aufgebaut werden.

»eTruckpro«


Ausgangssituation:

In den letzten Jahren stiegen die weltweiten Treibhausgasemissionen weiter an. Die klimafreundliche Wandlung von straßenbasierten Nutzfahrzeugen (NFZ) muss deshalb einen wichtigen Beitrag zur Reduktion der Emissionen leisten. 

Ziel:

Entwicklung eines Vorgehens zur Einführung einer Mischproduktion zur symbiotischen Herstellung elektrischer und konventioneller Lastkraftwagen 

Weitere Referenzprojekte zum Thema nachhaltige Fabrikplanung

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  • Titelbild, Kachel, Icon zum Thema Bestandsdigitalisierung
    © Fraunhofer IGCV | Bernd Müller

    Fabrikumgebungen verändern sich kontinuierlich und konventionelle Planungsvorgehen führen oftmals zu einer mangelhaften Zielerreichung. Mit der Anwendung der Methodik des Building Information Modeling in Fabrikumgebungen kann diesen Herausforderungen begegnet werden. Die Bestandsdigitalisierung liefert dabei den ersten Schritt, um ein BIM-Modell in bestehenden Fabrikumgebungen zu erstellen.

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  • Projekt zum Thema Fabrikplanung und -steuerung, Copyright: ShutterB - stock.adobe.com
    © ShutterB - stock.adobe.com

    Weniger als 30% der Fabrikneubauprojekte in Deutschland erreichen ihre Kostenziele. Gleichzeitig verspricht die BIM-Methodik in der Planung eine Kostenreduktion in 60% der Planungsprojekte. Das Forschungsprojekt »FaBIM« hat das Ziel, ein ganzheitliches Vorgehen für Planung, Bau und Betrieb einer gemeinsamen openBIM-basierten Datenumgebung (Common Data Environment) zu entwickeln.

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  • Titelbild, Kachel, Icon zu Zusammenarbeit
    © Shutterstock | Rawpixel.com

    Das Mittelstand-Digital Zentrum Augsburg unterstützt kleine und mittlere Unternehmen, die Veränderungen von Digitalisierung und Industrie 4.0 als Chance zu nutzen. Dazu bieten wir praktische Informationen und verständliche Lernangebote.

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  • Titelbild, Kachel, Icon zum Thema Automated Fiber Placement in der Compositetechnik
    © Fraunhofer IGCV | Thomas Fischer

    Die Prozessdigitalisierung im IoT-Kontext revolutioniert traditionelle Abläufe durch die Integration von intelligenten Technologien. Im Projekt DIGIMAP wird eine umfassende IoT-Infrastruktur aufgebaut, welche auf den automatisierten Faserauftragsprozess (AFP) angepasst ist. Dadurch soll eine genaue Analyse und Optimierung der Prozessschritte und der Qualität möglich werden. Anhand der gesammelten und in der Cloud gespeicherten Daten soll ein Produktzwilling entstehen.

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  • Projekt zum Thema Energiespeicher / Batterie, Copyright: Fraunhofer IGCV | Bernd Müller
    © Fraunhofer IGCV | Bernd Müller

    Der Strombedarf in Deutschland soll bis 2050 komplett aus erneuerbaren Energien bedient werden. Dabei gibt es allerdings ein Problem: Wind und Sonne sind keine beständigen Energielieferanten, das Stromangebot schwankt. Ein Beitrag zur Lösung liegt in der Anpassung des Stromverbrauchs von Fabriken an die fluktuierende Stromerzeugung. Die Ergebnisse sind ermutigend. Das Konzept der energieflexiblen Fabrik funktioniert auch in der Praxis – und senkt sogar den CO2-Aussstoß.

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  • Projekt zum Thema Nachhaltigkeit, Copyright: vegefox.com - stock.adobe.com
    © vegefox.com - stock.adobe.com

    Im Forschungsprojekt »DekPro« (Dekarbonisierung der Produktion) werden Lösungen zur Reduktion von produktionsbedingten Treibhausgasen (z. B. CO2-Emissionen) entwickelt. Ziel dieses Projekts ist es, entlang des Wertschöpfungsprozesses Treibhausgas-Emittenten auf Grundlage einer belastbaren Datenerhebung zu identifizieren und im Einklang mit unternehmerischen Zielgrößen wie Kosten, Qualität und Leistung die Emissionen signifikant zu reduzieren.

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Fraunhofer IGCVirtuell

Titelbild, Kachel, Icon zu Querschnittslösungen
© Fraunhofer IGCV | Bernd Müller

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In virtuellen Rundgängen erfahren Sie mehr darüber, wie wir unsere Forschung im Produktionsumfeld in industrielle Anwendungen und modernste Anlagentechnik umsetzen!

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Weitere Projekte

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