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Wie eine 3D-Simulations- und Offline-Programmiersoftware zu einer nachhaltigen Digitalisierung beiträgt

Immer mehr Menschen verlangen ganz bewusst nach mehr „Green“ in den Produkten, die sie kaufen. Sie sorgen sich um eine zunehmende Umweltzerstörung und Klimaerhitzung, setzen damit die Politik unter Druck. Diese wiederum versucht, darauf mit entsprechenden gesetzlichen Regelwerken zu reagieren, was die Wirtschaft zum Handeln zwingt.

Der Begriff „Nachhaltigkeit“ hat eine facettenreiche Verständnisgeschichte hinter sich und lässt auch heute noch Raum für vielfältige Interpretationen. Wichtig dabei ist zu verstehen, dass Nachhaltigkeit nicht ausschließlich im Bereich des Umweltschutzes verortet werden darf, vielmehr gleichzeitig auch wirtschaftliche, soziale und ökologische Verantwortung betrachtet werden muss. Trotz aller Schwierigkeiten bei einer konkreten Mess- und Bewertbarkeit lässt sich Nachhaltigkeit mit den Mitteln einer Ende zu Ende gedachten Digitalisierung in allen Unternehmensprozessen verankern und damit zugleich die Chance ergreifen, den Unternehmenserfolg zu steigern. Treiber hierfür sind eine höhere Mitarbeiterbindung – gerade bei den jüngeren Mitarbeitern – gesteigerte Prozesseffizienz und größere Innovationsfähigkeit.

Für CENIT ist eine „nachhaltige Digitalisierung“ nicht neu. In einer Vielzahl von Kundenprojekten werden schon seit geraumer Zeit an Themen gearbeitet, die wir heute mit dem Label „Nachhaltigkeit“ versehen würden. So bei der Implementierung von Lösungen auf Basis der CENITs eigner Lösung für die Digitale Fabrik, FASTSUITE.

 

Nachhaltigkeit 2.0

Doch nun wollen die Experten von CENIT noch stärker als bisher gemeinsam mit ihren Kunden jene Schätze heben, die in deren Daten stecken – sozusagen für eine bessere Welt. Es geht darum, Potenziale für eine „bessere“ Produktentstehung, für eine „bessere“ Betriebsphase der Produkte zu heben – zum Beispiel im Sinne einer Kreislaufwirtschaft nach dem Motto: Von der Wiege bis zur Bahre und wieder zurück mit minimalen Ressourcenverbrauch.

Das Ziel nicht aus den Augen verlieren

Nachhaltigkeit verlangt nach einem strategischen Denken, um Ziele möglichst schnell, aber mit möglichst wenig Aufwand zu erreichen. Mit konventionellen Wasserfallmodellen kommt man da nicht mehr weit: In der Ausgangssituation, sei es nun, ein neues Produkt zu schaffen, oder dafür ein neues Werk oder vielleicht auch nur eine neue Fertigungslinie zu planen, liegt meist nur ein grobes Verständnis von der Zielsituation vor. Den genauen Plan mit klar definierten Einzelschritten gibt es nicht mehr; vielmehr sind Iterationsschleifen von Maßnahmen notwendig, die permanent überprüft werden müssen. Wie aber lässt sich überprüfen, dass man sich immer noch in Richtung Ziel bewegt, nicht ins Abseits, obwohl sich das Ziel in den Zeiten von VUCA auch selbst bewegt? Hier kommt die Digitalisierung ins Spiel, mit der sich die Planungssicherheit auf eine höhere Stufe heben lässt. Entscheidend ist, die verschiedenen Ziel-Szenarien so präzise und so vollständig wie möglich digital abzubilden und schließlich durchzuspielen („simulieren“). Bei der Umsetzung einer Strategie geht es ja immer wieder darum, zu hinterfragen, ob die angenommenen Randbedingungen nach wie vor ihre Gültigkeit haben. Ist die Supply resilient genug? Sind die Kosten für die benötigten Rohstoffe noch in einem kalkulatorischen Rahmen? Vereiteilt eine höhere CO2-Bepreisung nicht die Rentabilität der Herstellung? Die konsequente Analyse von Daten aus Projekten der Vergangenheit, hilft, die Zukunft treffsicher vorauszuberechnen. Das ist Teil des Kalküls „nachhaltige Digitalisierung“ von CENIT.

Sustainable Factory Automation

Wie passen nun die Konzepte der Digitalen Fabrik im Allgemeinen in dieses Bild? Und wie die FASTSUITE von CENIT im Besonderen? Der etwas in die Jahre gekommene Begriff „Digitale Fabrik“ kann als Synonym verstanden werden von dem, was wir heute als Digitaler Zwilling bezeichnen: als virtuelles 1:1-Abbild des realen Shopfloors mit all seinen Maschinen und Arbeitsabläufen. Damit verbunden ist der Anspruch auf vollständige Transparenz, um im Sinne von Lean-Production-Ansätzen jeglicher Art von Verschwendung oder sinnlose Tätigkeiten („Muda“) auf die Spur zu kommen, diese auszumerzen und die Gesamtsituation gezielt zu verbessern. Muda im Shopfloor hat viele Ursachen und die Antwort von CENIT darauf lautet „Sustainable Factory Automation“ durch die (Offline-)2D/3D-Programmierung mit der FASTSUITE. Damit ist die FASTSUITE ein wichtiger Baustein zur Umsetzung von mehr ganzheitlich betrachteter Nachhaltigkeit.

Muda entsteht zum Beispiel dadurch, dass sich ein Werker verletzt, weil ein Roboter falsch programmiert wurde – das Band steht still, der Betrieb kann nicht liefern und die Erklärungsnot gegenüber dem Auftraggeber ist groß. Muda kann aber auch bedeuten, dass die Taktzeiten der einzelnen Prozessschritte nicht optimal auf einer angestimmt sind, was zu unnötigen Lastspitzen beim Energiebedarf führt – das tut besonders weh in Zeiten von immens gestiegenen Energiekosten. Gerade heute überwiegt nicht selten das Kostenargument dem des vergrößerten CO2-Fußabdrucks. Natürlich kann die FASTSUITE auch genutzt werden, um bei einer neuer Fabrikanlage („Greenfield Project“) den Energiebedarf insgesamt zu minimieren, was tatsächlich signifikant die Emission von Treibhausgasen der neuen Fabrik reduzieren würde.

CENITs Ansatz „Sustainable Factory Automation“ garantiert die hohe Verfügbarkeit aller Ressourcen in der Produktion, maximale Flexibilität und Skalierbarkeit, Risikominimierung, aber auch Wertschätzung den Mitarbeitern gegenüber. Man könnte meinen, letzteres Argument sei aus der Luft gegriffen, schließlich habe der vermehrte Einsatz von Software zum Ziel, eine Reduktion der Abhängigkeit von den eigenen Mitarbeitern zu bewirken. Doch das Gegenteil ist der Fall. Die FASTSUITE sorgt dafür, sicherzustellen, dass die Mitarbeiter werthaltige Tätigkeiten verrichten und diese damit zufriedener mit ihrer Arbeit werden. Und das fördert die Mitarbeiterbindung. Nichts ist schlimmer in Zeiten eines eklatanten Fachkräftemangels, als Kollegen unnütze Tätigkeiten verrichten zu lassen!

Hinzu kommt die Optimierung von Fertigungsvorgängen, bei denen es stets viele Optionen gibt, etwa bei einem breiten Variantenspektrum der hergestellten Produkte. Nur mit einer professionellen, tief integrierten 3D-Simulationsumgebung lassen sich alle Möglichkeiten nachvollziehbar durchspielen und die ressourcenschonendste Reihenfolge, etwa beim Setzen von Schweißpunkten finden – mit der Offline-Programmierung eines Schweißroboters.

Verantwortung gegenüber der nächsten Generation übernehmen

Noch viel spannender wird es, wenn ein Cobot gemeinsam mit einem Werker an einem Strang ziehen soll. FASTSUITE bringt – natürlich offline, damit die Fertigungszelle weiterhin produktiv genutzt werden kann – das optimale Tête-à-Tête zwischen Mensch und Roboter zutage. Online-Teaching passt nicht mehr in eine Zeit, die geradezu nach mehr Nachhaltigkeit ruft. Von der ersten Layout-Validierung bis zur virtuellen Inbetriebnahme, in jeder dieser Phasen, zum Beispiel im Automobil-Rohbau oder in der Blechteile-Fertigung, die aktuelle FASTSUITE Edition 2 kommt jeder Art von Muda auf die Spur und sichert damit nachhaltig den Unternehmenserfolg auf unseren, auch weiterhin lebenswerten Planeten.

MODERATOREN:

Bernhard Valnion, Dr.

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ArtikelMaschinenbau- AutomatisierungstechnikDigitaler ZwillingOffline-ProgrammierungDigitale Fertigung
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