Von Dieter Geckler, Claudia Rehnelt

Die Digitale Fabrik fasst als Sammelbegriff die Konstruktions-, Abbildungs- und Simulationstechniken zur CAD-Unterstützung in der Fabrikplanung zusammen. Strukturiert man die Elemente, so entsteht ein digitaler Projektstrukturplan, der das Rückgrat der Projektkommunikation zwischen den am Projekt beteiligten Unternehmen bildet. Zusätzlich kann diese Struktur zur Projektfortschritts- und Reifegradmessung genutzt werden. Durch die Zuordnung von Projekterfahrung zu Bilbliothekselementen entsteht eine lernende Digitale Fabrik.

Jedes neue Kommunikationsmedium hat bisher die kulturelle Landschaft verändert. Diese Regel wird auch für die Digitale Fabrik gelten und ebenso für die betroffenen Automobilhersteller wie auch die Zulieferer. Es lohnt sich daher, einen Blick auf die digitalen Planungsmethoden und die damit zu erwartenden Veränderungen zu werfen.

Die ersten Einsätze von CAD-gestützter Computertechnik in der Fertigungsplanung erfolgten in den 70er-Jahren des 20. Jahrhunderts. Damals wurden die ersten Fabrik- Layouts mit 2-D-Darstellungen erstellt und die ersten Fertigungsprozesse rechnergestützt simuliert.

Der Projektentstehungsprozess in der Automobilindustrie

In den 80er-Jahren wurden die ersten CAD/CAM-Anwendungen einem breiteren Anwenderkreis zugänglich gemacht. Diese ermöglichten die Nutzung von CADGeometrien der Konstruktion zur Programmierung von NC-gesteuerten Maschinen in der Fertigungsplanung. Gleichzeitig wurde es möglich, die ersten Architekturmodelle von Fertigungsanlagen dreidimensional zu entwerfen. In dieser Zeit entstand der Traum von CIM, der Computer-integrierten Fertigung, bei der alle Fertigungsprozesse von automatisierten Maschinen ausgeführt und von einer zentralen Fertigungssteuerung geleitet werden sollten. In einem dritten Ast entstanden in dieser Zeit die ersten FEM-gestützten Simulationsmethoden, die z. B. zur Analyse von Umformprozessen, Gussprozessen oder dem Verhalten von Werkzeugen bei spanender Fertigung genutzt wurden.

Dieser Traum wurde aber in den 90er-Jahren aufgegeben. Es stellte sich heraus, dass die zentrale Steuerung ganzer Fertigungsanlagen zu unflexibel ist. Zudem war das japanische Konzept des Lean Manufacturing, welches eine sinnvolle Nutzung menschlicher Kreativität und Anpassungsfähigkeit vorsah, wesentlich flexibler und erfolgversprechender. Vom CIM-Gedanken blieb aber eine ganze Palette bis dahin erarbeiteter rechnergestützter Methoden in der Fertigungsplanung bestehen. Diese wurden in dem Konzept der „Digitalen Fabrik“ neu zusammengefasst. Die Digitale Fabrik sollte jetzt nicht mehr die Fertigung steuernd übernehmen, sondern als Planungsinstrument die kommende Fertigung vorausschauend planen. Zum Leitmotiv wurde der Satz: „Jede Fertigung muss vorab in der Simulation zeigen, dass sie die an sie gestellten Anforderungen erfüllen wird.“

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