LEK

Definition Simulation: ist die Nachbildung eines dynamischen Prozesses in einem Modell, um zu auf die Wirklichkeit übertragbaren Erkenntnissen zu gelangen.

Im Gegensatz zu deterministischen Simulationsmodellen betrachten stochastische zufällige Einflüsse.

Während kontinuierliche Simulationsmodelle dauerhaft sind, können diskrete als zeitdiskret (sprungweise Simulation von Ereignissen) bezeichnet werden.

Die Materialflusssimulationen sind i.d.R. dynamische, diskrete und stochastische Modelle.

Eine schlechte Datenqualität kann eine neue Datenaufnahme (von Takt-, Störungs-, Rüstzeiten sowie Nacharbeits-/Ausschussanteilen) erforderlich machen.

Der Zeitaufwand ist abhängig von:

- der Anzahl und Komplexität der Problemfelder

- dem Detailierungsgrad des Simulationsmodells

- dem Aufwand bei der Datenakquisition (Datengewinnung)

Zieldefinition (5-10%)

ungenügende Realitätstreue aufgrund wenig repräsentativer Daten

- Überschätzung der Simulation als Ersatz für eine gründliche Planung

- Zeitaufwand größer Nutzen

-Visualisierung von Systemverhalten

-Vergleich von Planungsvarianten mit Berücksichtigung von Störeinflüssen

-Abbildung kritischer Systemzustände

-niedrige Aufwendungen

Definition „Digitale Fabrik“: ist der Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von digitalen Modellen, Methoden und Werkzeugen, die durch ein durchgängiges Datenmodell integriert werden mit dem Ziel der ganzheitlichen Planung, Evaluierung und laufenden Verbesserung aller wesentlichen Strukturen, Prozesse und Ressourcen der realen Fabrik in Verbindung mit dem Produkt.

-Verringerung der Herstellkosten

-Verkürzung der Produktentstehungszeit (Parallelisierung einzelner Phasen auf Basis

gemeinsamer digitaler Modelle)

-Verbesserung der Qualität (Aufdeckung und Vermeidung von Fehlern vor SOP durch

transparente Daten und Simulation)

-Verbesserung der Zusammenarbeit (von Entwicklung, Produktion und Zulieferern)

-Standardisierung von Prozessabläufen

-Reduzierung des Änderungsaufwandes

Vor allem die Kosten für Einführung, Software und Betrieb/Wartung, fehlendes Know-how sowie ein unklarer Nutzen stehen einer Einführung gegenüber.

Definition „Digital Mock-Up (DMU)“: bezeichnet die 3-dimensionale Abbildung von Produkten

und ihrem geometrischen Zusammenhang im Rechner.

-Anwendung für den Zusammenbau großer Baugruppen

-Annäherung der Geometrie über ebene Dreiecksflächen

-schnelle Berechnung graphischer Darstellungen

-Verarbeitung großer Datenmengen

Definition „Virtual Reality (VR)“: beruht auf der rechnergestützten Erzeugung, Wahrnehmung

und Manipulation von 3-dimensionalen virtuellen Umgebungen.

-von der Position und Orientierung des Anwenders abhängige 360°-Visualisierung

-Manipulation von Objekten in allen Raumdimensionen

-realitätsnahe Interaktion in Echtzeit

Definition „Augmented Reality“ (AR): bedeutet die überlagerte oder erweiterte Realität auf

Grundlage der Zusammenführung von Informationen aus der realen Welt und dem Computer

-Projektionswand mit Beamer

-Powerwall

-Virtuelle Sitzkiste (cockpit)

-CAVE (Computer Automatic Virtual Environment)

-Flexible VR-Großprojektion

-digitaler Planungstisch

-VR-Helm

-Unterstützung manueller Prozesse in Montage und Instandhaltung durch z.B. Visualisierung von Montage- oder Anlageinformationen

- Layout-Planung

- Programmierung von Industrierobotern

ein „digitales Abbild eines spezifischen Produkts (reales Objekt, Service oder immaterielles Gut), das dessen Eigenschaften, Zustand und Verhalten durch Modelle, Informationen und Daten erfasst“

Definition Materialflusssimulation: beinhaltet die herkömmliche Abbildung des Materialflusses, also Rohmaterial, Halbzeuge und fertige Erzeugnisse, wie auch die Abbildung von Aufträgen, Daten, Strategien und Menschen.

Allgemeine Anforderungen:

- leicht erlernbare Bedienung

- schnelle Simulation

- möglichst wenig Programmierung

- projektspezifisch unbegrenzte Erweiterungsfähigkeit

- sinnvolle Fehlermeldungen

Spezielle Anforderungen:

- Unterstützung bei Vorbereitung und Eingabe der Daten, Modellerstellung sowie Vorbereitung und Durchführung der Experimente

- Auswertung der Ergebnisse

• Ermittlung der Durchlaufzeiten

• Bestimmung der optimalen Steuerstrategie

• Bestimmung der Auslastung einzelner Systemelemente

• Auffinden von Engpässen

• Ermittlung der Systemleistung

• Ermittlung des Personalbedarfs eines Systems

• Reduzierung von Lagerbeständen

Die Planung von Layout, Infrastruktur, Logistik, Lager und Materialbereitstellung sowie

Fabrikvisualisierung.

Aufbau des Hallenbezugsystems -> Laserscannen der Fabrik -> Auswertung der Scanbilder -> Übertragung von Scanpunkten in CAD -> Modellierung realistischer 3D-Modelle

• Arbeitsplatzgestaltung

• Beurteilung von Blickfeld und Greifraum

• Algorithmen für optimale Arbeitshöhen

• Belastungs- und MTM-Analysen

• Einbauuntersuchungen

Aufgrund eines steigenden Altersdurchschnitts und einem längeren Arbeitsleben gewinnt das Thema Ergonomieplanung an Bedeutung. Diese wird aber selten durchgeführt, da die Simulation menschlicher Bewegungen hochkomplex und damit zeitaufwendig ist.

• Computermaus zur Winkeleingabe

• „Motion Capturing“

• spezielle Eingabegeräte (z.B. menschähnliche Puppe)

Definition „Motion Capturing“: bezeichnet die zeitaufwendige Aufnahme und Übertragung von Bewegungen auf ein Modell.

• Entwicklung und Lieferung von Werkzeugen und Verfahren zur Planung, Auswahl und Offline Programmierung von Fabrikationsprozessen

• Integration in vorhandene Konstruktions- und Fabrikationsumgebungen

• Download der erzeugten Programme in die Steuerung der Maschine

• Planung, Erstellung und Optimierung von Prozessabläufen

• Bereitstellung einer anwenderfreundlichen, interaktiven und umfassenden Arbeitsumgebung

• Anfertigung der Steuerungsprogramme ohne Störung der Produktion

• schnelle Programmmodifikation bei Änderung von Aufgabenstellung oder Werkzeug

• Kollisionsüberprüfung: zur Erkennung von Kollisionen mit Hilfe mathematischer Funktionen, die das Durchdringen von Volumen- bzw. Flächenkörpern berechnen.

• Ermittlung des optimalen Roboterstandorts in Bezug auf Raumbedarf, Prozessdauer und Erreichbarkeit mit Werkzeugen durch Simulationsläufe

Hersteller(un)gebundene CAR-Systeme:

± (keine) neue Simulation/CAR-System bei Austausch des Roboters notwendig

± (keine) Umsetzung der Programme in spezifische Programmiersprache des Roboters

Anwendung für Schulungen, um Bedienung und NC-Programmierung von

Werkzeugmaschinen ohne Crash oder Materialverbrauch zu erlernen.

• Visualisierung der späteren Bearbeitungsbahn

• Fehlervermeidung bei komplexeren Bearbeitungsfolgen

• CNC können vorab getestet werden

• Optimierung von Fertigungszeiten

• Erhöhung der produktiv nutzbaren Maschinenkapazitäten

Angaben zu NC-Programm, Maschinenbeschreibung (z.B. Kinematik, Steuerung), Werkstück (z.B. Geometrien), Spannmittel (z.B. Vorrichtung) und Werkzeugen.

• kein durchgängiges Datenformat (unterschiedliche Formate, Schnittstellen)

• fehlende Verknüpfung geometrischer und technologischer Daten

• großer Erstellungsaufwand für Simulationen bei komplexen Fertigungslinien

• begrenzte Detaillierungsmöglichkeit der Simulation (eingeschränkte Genauigkeit)

• Rechnereinsatz vs. Beteiligung der Mitarbeiter

• Produktions- und Bearbeitungszeit

• Störungen (Verfügbarkeit, MTTR),

• Pufferkapazitäten

• Erhöhung der Laufzeit

• genauere Ergebnisse (leichte Veränderung der Ausbringung)

Definition MTTR (Mean Time To Repair): ist die mittlere Ausfallzeit, d.h. die Zeit zwischen dem Beginn und dem Ende der Störung einer Station.

Definition Verkettungsverluste: bezeichnen die Unterbrechung der Materialversorgung einer Station innerhalb eines Systems durch den Stillstand einer anderen. Eine Lösung zur Begrenzung der Verkettungsverluste stellt der Einbau von Puffern dar.

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