Einsatzfelder und strategische Ausrichtung der Digitalen Fabrik
- Art: Studienarbeit
- Autor: Jan-Martin Lurse
- Abgabedatum: September 2002
- Umfang: 78 Seiten
- Dateigröße: 3,3 MB
- Note: 1,7
- Institution / Hochschule: Technische Universität Berlin Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-6825-5
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-6825-5 P - ISBN (CD) :978-3-8324-6825-5 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Lurse, Jan-Martin September 2002: Einsatzfelder und strategische Ausrichtung der Digitalen Fabrik, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Virtuelle Fabrik, Automobilbranche, digitale Produktionsplanung, digital manufacturing, Unternehmensstrategien
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Studienarbeit von Jan-Martin Lurse
Abstract:
In dieser Arbeit sollen die Nutzenpotenziale der angebotenen Lösungen zur Digitalen Fabrik kritisch beleuchtet und die Einsatzmöglichkeiten von IT-gestützten Planungswerkzeugen für die Produktionsentstehungsplanung in der Automobilindustrie herausgearbeitet werden.
Hierzu wird ein Überblick über die heute marktführenden Systeme gegeben und deren Funktionalitäten herausgestellt. Darüber hinaus gibt diese Arbeit einen Überblick über die Aktivitäten, Strategien und Erfahrungen der Automobilindustrie im Bereich der Digitalen Fabrik.
Im Wesentlichen besteht diese Arbeit aus vier Kapiteln. Zunächst wird in Kapitel 2 darauf eingegangen, was genau unter dem Begriff der „Digitalen Fabrik“ zu verstehen ist, welche Komponenten dazugehören und welchen Nutzen man sich aus ihr erhofft.
Das 3. Kapitel beschäftigt sich mit den gegebenen Produktionsentstehungsprozessen der Automobilindustrie. Hierbei wird herausgearbeitet, welche Verbindungen zur Produktentwicklung bestehen und welche Änderungen des Planungsprozesses durch digitale Lösungen zu erwarten bzw. vorzunehmen sind. Darüber hinaus wird auf die speziellen Eigenschaften der Automobilproduktion und auf die Tendenzen von Produktionskonzepten eingegangen. Diese Vorüberlegungen sollen die erwarteten Anforderungen an IT-Solutions erkennen lassen.
Im 4. Kapitel werden die Systemlösungen der Hauptanbieter von Tools zur Digitalen Fabrik vorgestellt und ihre genaue Gliederung in verschiedene Softwaremodule beschrieben Es wird ein Marktüberblick über weitere Anbieter gegeben.
Im 5. und letzten Kapitel werden die Vorgehensweisen, strategischen Ziele und Erfahrungen repräsentativer OEM und OES im Rahmen ihrer Projekte zur Digitalen Fabrik dokumentiert und in allgemeine Schlüsselfaktoren der Digitalen Fabrik zusammengefasst.
Inhaltsverzeichnis:
| 1 | Einleitung | 1 |
| 1.1 | Einführung in den Themenbereich | 1 |
| 1.2 | Ziel dieser Arbeit | 1 |
| 1.3 | Vorgehen und Aufbau dieser Arbeit | 2 |
| 2 | Die Digitale Fabrik | 3 |
| 2.1 | Begrifflichkeiten | 3 |
| 2.2 | Voraussetzungen für die Digitale Fabrik | 4 |
| 2.3 | Erwartungen an die Digitale Fabrik | 6 |
| 3 | Produktion in der Automobilbranche | 8 |
| 3.1 | Produktionskonzepte der Automobil-OEM | 8 |
| 3.2 | Erkennbare Änderungen der Produktionskonzepte der OEM | 10 |
| 3.3 | Aufgabenfelder in der Produktionsentstehungsplanung | 11 |
| 3.3.1 | Stücklistenverarbeitung | 12 |
| 3.3.2 | Prozessplanung | 12 |
| 3.3.3 | Montageplanung | 12 |
| 3.3.4 | Kostenplanung / Kalkulation | 13 |
| 3.3.5 | Operationsplanung, NC/IR-Zellen-Programmierung | 13 |
| 3.3.6 | Ergonomieanalysen | 14 |
| 3.3.7 | Produktionslogistikplanung / Layoutplanung / Fabriksimulation | 15 |
| 3.4 | Darstellung des Produktentstehungsprozesses von PKW | 16 |
| 3.5 | Änderungen im Planungsprozess durch die Digitale Fabrik | 19 |
| 4 | Die wesentlichen Anbieter von Systemlösungen: DELMIA, EDS und Tecnomatix | 20 |
| 4.1 | Firmenportraits | 20 |
| 4.1.1 | DELMIA | 20 |
| 4.1.2 | EDS | 21 |
| 4.1.3 | Tecnomatix | 22 |
| 4.2 | Lösungen zum Thema Digitale Fabrik der Firma DELMIA | 24 |
| 4.2.1 | Der Planungsprozess mit DELMIA | 24 |
| 4.2.2 | DELMIA-Produkte zur allgemeinen Montageplanung | 25 |
| 4.2.3 | DELMIA-Produkte zur Layoutplanung und Simulation | 26 |
| 4.2.4 | DELMIA-Produkte zur Qualitätssicherung | 29 |
| 4.2.5 | Sonstige Produkte | 29 |
| 4.3 | Lösungen zum Thema Digitale Fabrik der Firma EDS | 31 |
| 4.3.1 | Planungsunterstützung durch I-DEAS, Unigraphics und eFactory | 31 |
| 4.3.2 | I-DEAS | 32 |
| 4.3.3 | Unigraphics | 32 |
| 4.3.4 | eFactory | 33 |
| 4.3.5 | Teamcenter | 35 |
| 4.4 | Lösungen zum Thema Digitale Fabrik der Firma Tecnomatix | 36 |
| 4.4.1 | Der Planungsprozess mit Tecnomatix | 36 |
| 4.4.2 | eM-Planner-Produkte | 36 |
| 4.4.3 | eM-Engineer-Produkte | 41 |
| 4.4.4 | eMPower for Quality | 44 |
| 4.4.5 | eMPower PCB Assembly and Test | 45 |
| 4.4.6 | eMPower Box Build | 46 |
| 4.4.7 | eMPower Execution Systeme | 46 |
| 4.5 | Andere Tools zum Thema Digitale Fabrik | 47 |
| 4.5.1 | Fabrikplanungs- und Visualisierungstools | 47 |
| 4.5.2 | Tools zur IR-Arbeitszellenplanung | 49 |
| 5 | Die Aussagen der Automobilindustrie zu ihren Strategien, Konzepten und Erfahrungen beim Einsatz der Digitalen Fabrik | 50 |
| 5.1 | Die hauptsächlich eingesetzten CAD/CAM/PDM/ERP-Systeme | 50 |
| 5.2 | Strategien und Konzepte der OEM | 51 |
| 5.2.1 | Audi | 51 |
| 5.2.2 | BMW | 52 |
| 5.2.3 | DaimlerChrysler | 53 |
| 5.2.4 | Ford | 54 |
| 5.2.5 | Kia Motors | 54 |
| 5.2.6 | Mazda | 55 |
| 5.2.7 | Opel / General Motors | 56 |
| 5.2.8 | Peugeot | 57 |
| 5.2.9 | Renault | 57 |
| 5.2.10 | TOYOTA | 58 |
| 5.2.11 | Volkswagen | 59 |
| 5.3 | Strategien und Konzepte der OES | 61 |
| 5.3.1 | Dürr Schenk | 61 |
| 5.3.2 | EDAG | 61 |
| 5.3.3 | KUKA | 62 |
| 5.3.4 | Zulieferer von General Motors | 63 |
| 5.3.5 | Andere deutsche Zulieferer | 64 |
| 5.4 | Studien zum Thema Digitale Fabrik | 65 |
| 5.4.1 | US-Markt: D H Brown Associates Inc (DHBA) | 65 |
| 5.4.2 | Deutscher Markt: Roland Berger | 67 |
| 5.4.3 | Deutscher Markt: McKinsey | 70 |
| 5.5 | Die Schlüsselfaktoren der Digitalen Fabrik | 72 |
| 6 | Zusammenfassung und Ausblick | 74 |
| Abbildungsverzeichnis | 75 | |
| Literaturverzeichnis | 76 | |
| Eidesstattliche Erklärung | 80 |
4.4.2.3. eM-Reports eM-Report gehört zu den eM-Planner-Produkten und kann webbasierte Berichte über Produktionsdaten erstellen. Die Berichte gewährleisten eine hohe Authentizität und Vertraulichkeit der Daten. So können die Informationen innerhalb und außerhalb der Organisation genutzt werden. Das ermöglicht eine leichtere Absprache mit Zulieferern und Kunden. Der Zugang auf die Berichte erfolgt über einen Sandard-Web-Browser und kann personalisiert werden. Die Nutzer können verschiedene Ansichten gestalten und die Berichte wahlweise in unterschiedlicher Detailtiefe anzeigen lassen, sofern sie dafür die entsprechenden Rechte besitzen. 4.4.2.4. eM-Work-Instructions Das Modul eM-Work-Instructions dient der Erstellung elektronischer Arbeitspläne(CAP), die von Tecnomatix „electronic work instructions“ (EWI) genannt werden. Diese enthalten übliche Informationen, wie die zu verwendenden Werkzeuge und Betriebsmittel und eine schrittweise erklärende Operationsbeschreibung, darüber hinaus jedoch auch [...]
format der Firma Tecnomatix für Prozessfolgen repräsentieren. Diese eBOPs beinhalten die vollständige Beschreibung sämtlicher Prozesse, mit denen ein Produkt z.B. hergestellt, geprüft und verpackt wird. Dabei gehen prozessrelevante Informationen wie Operationsreihenfolge, Operationszeit oder Ressourcenzuweisungen in einen eBOP ein [LIWU-00]. Die eBOPs werden zentral auf dem integrierten eMServer abgelegt. Sämtliche eMPower Anwendungen können an den eMServer gebunden werden und auf die eBOPs zugreifen. Die eM-Planner Produkte unterstützen den Planungsprozess mit Hilfe von 2D- und 3DVisualisierungen. So lassen sich Ressourcen und Operationen planen, als auch MTM- und Durchlaufzeitanalysen erstellen und eine Layoutplanung und Kostenbetrachtungen vornehmen [TECN-02]. 4.4.2.1. eM-Planner Der eM-Planner stellt eine kollaborative Umgebung zum Planen von Prozessen und Operationen dar. Die grafische Oberfläche unterstützt Darstellungsformen wie Baumstrukturen, Fluß- oder Balkendiagramme, mit denen sich Fertigungsprozesse strukturiert gestalten und planen lassen. Die Planung erfolgt anhand eines Top-Down-Ansatzes, zunächst in einer 2D-Oberfläche, in welcher die Operationsreihenfolge eines Prozesses definiert wird. In 3D lässt sich dann das Produktmodell anzeigen sowie die Montageoperationen animieren. Als Voraussetzung dafür müssen bei der ProduktAbbildung 8: eM-Planner Arbeitsoberfläche [LIWU-02] [...]
dabei entstehenden Investitionskosten für das Fabriklayout werden optional von eFactory CAD ermittelt und zusammengefasst. 4.3.4.2. eFactory Flow eFactory Flow ist ein 2D-Tool zur Optimierung von Fabriklayouts unter Materialflussaspekten. Dabei lassen sich verschiedene Layouts in einer eigenen Datenbank archivieren und automatisch miteinander vergleichen. Die Materialflüsse werden als Transportpfade in Form von farblich gestalteten Pfeilen visualisiert und die kürzesten Wege vorgeschlagen. Unterund Übernutzungen von Transportmitteln werden ebenfalls simuliert und die optimale Containerbestückung ermittelt. eFactory Flow verfügt über diverse Berichtsfunktionen. 4.3.4.3. eFactory View efactory View ist ein CAD-Modell-Viewer, mit dem man CAD-Fabrikmodelle innerhalb einer 3D-Umgebung betrachten kann, ohne eine Entwicklungssoftware. Dabei kann immersiv in das Modell eingetaucht und der Blickwinkel dynamisch angepasst werden. Als Besonderheit können sogar die Produkte mit in die virtuelle Fabrik übernommen werden. Dabei lassen sich mögliche Kollisionen visualisieren. 4.3.4.4. eFactory Jack eFactory Jack ist das Ergonomie-Tool von EDS für die Planung und Analyse manueller Fertigungsoperationen und lässt sich sowohl für die Planung von Fertigungsoperationen in der Produktion sowie zur Ergonomieuntersuchung von z.B. Fahrzeuginnenräumen verwenden. In beiden Bereichen können Analysen für das Blickfeld und den Komfort durchgeführt werden. Komplexe Bewegungen können zur Vereinfachung mit dem Motion Capture Toolkit über VR-Eingabegeräte eingefangen werden. Diese können mit den NIOSH- und den OWAS-Verfahren bewertet werden. Auch Erschöpfungsanalysen sind möglich, wie Rapid Upper Limb Assessment (RULA) und die eigene Fatigue/Recovery Time Analysis, welche auf den Forschungen von “Rohmert“ basiert. Die Dauer der Bewegungsabläufe lässt sich anhand der MTM-1 Methode messen und optimieren. 4.3.4.5. eFactory Stamping eFactory Stamping ist eine Simulationssoftware zur leichteren, dreidimensionalen virtuellen Planung von Materialumformprozessen. Dabei werden die Planungsaufgaben folgender Variablen erleichtert: Halterungskraft, Werkstückeigenschaften, Deformation, Kinematiken, Durchlaufbewegungen und -geschwindigkeiten. Außerdem erlaubt eFactory Stamping [...]
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http://www.diplom.de/ean/9783832468255
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Lurse, Jan-Martin September 2002: Einsatzfelder und strategische Ausrichtung der Digitalen Fabrik, Hamburg: Diplomica Verlag
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Virtuelle Fabrik, Automobilbranche, digitale Produktionsplanung, digital manufacturing, Unternehmensstrategien



