Virtuelle Produktionsplanung. Erstellt: Beck Reinhard / Magna Powertrain

Transkript

1 Virtuelle Produktionsplanung Erstellt: Beck Reinhard / Magna Powertrain

2 Inhalt der Präsentation Digitale Fabrik vs. Virtuelle Produktion Aufbau einer virtuellen Produktionsplanung Projektphasen der virtuellen Produktionsplanung Lehr Beispiel für virtuelle Produktionsplanung Verbaureihenfolge Prozessablauf 3D-Layout Simulation (Absicherung Prozess, 3D-Layout) Absicherungsmöglichkeiten der virtuellen Produktionsplanung Prozesssimulation Materialflussimulation Robotersimulation mit Offlineprogrammierung Virtuelle Inbetriebnahme Anbieter für virtuelle Produktionsplanung Anwendungsbeispiele der virtuellen Produktionsplanung für Klein- und Mittelunternehmen 2

3 Digitale Fabrik versus Virtuelle Produktionsplanung Digitale Fabrik vollständige digitale Darstellung aller Elemente die zur Entwicklung eines Produktes notwendig sind. Dazu gehören: Alle digitalen Produktentwicklungsmaßnahmen (z.b. CAD, Festigkeitssimulation, Crashsimulationen usw.) Alle digitalen Produktionsdarstellungen (z.b. Fabrikgebäude, Medien, Anlagen, Werkzeuge in 3D. Virtuelle Produktionsplanung Teilbereich der Digitalen Fabrik Darstellung der Zusammenhänge aller Produktions - Prozesse, der zu erzeugenden Produkte und aller dazu notwendigen Ressourcen und deren Absicherung mittels Simulation 3

4 Aufbau einer virtuellen Produktionsplanungsstruktur Ressourcen Teile Layoutstruktur Erzeugung intelligenter 3D Layouts unter Verwendung von Bibliotheken Arbeitsgänge 4

5 Lehrbeispiel virtuelle Produktionsplanung Planung einer Rohbauzelle zur Fertigung eines Autodaches Fügefolge Prozessablauf mit Stationen & Abtaktung 3D-Layout Simulation Planungsergebnis 5

6 Konzept Fügefolge 6

7 Überführung Fügefolge Produktstruktur Struktur der Fügereihenfolge im Product Tree Stationenzuteilung 7

8 Produktstruktur wird zu Prozessstruktur Gantt-Diagramm Anpassung der Fügefolge notwendig Basis für dynamische Simulation und Offline-Roboterprogrammierung 8 Cycle- Time: 6,5 min

9 Erstellung 3D - Layout aus Prozessstruktur Ergebnis aus Planung 3D Layout Kaufteile Fertige Geometrie vom Lieferanten verwaltet in einer Bibliothek Vorrichtungen am Anfang als Dummy Dummy 9

10 Projektphasen der virtuellen Produktionsplanung 10

11 Beispiele - Statische Untersuchungen In einer sehr frühen Projektphase wo es noch keine fertig entwickelten Konstruktionszeichnungen gibt. Man untersucht die Teile zueinander um eine mögliche Verbaureihenfolge zu erkennen. 11

12 Beispiele - Dynamische Untersuchungen Sobald eine Prozessstruktur erzeugt wurde ist die Basis für dynamische Simulationen gegeben. Diese dient sowohl für die Prozesssimulation als auch für die Materialflusssimulation 12

13 Beispiele Robotersimulation, Virtuelle Inbetriebnahme Robotersimulation ist gleich wie eine dynamische Simulation jedoch unter Verwendung des originalen Robotersteuercodes Virtuelle Inbetriebnahme ist das Verbinden zwischen der originalen SPS Steuerung mit einer virtuellen Roboterzelle. 13

14 Anbieter für virtuelle Produktionsplanung Siemens ProcessDesigner (Planungstool) ProcessSimulate (Simulationstool) Plant Simulation (Materialfluss) tix/tecnomatix10/index.shtml Delmia Process Engineer (Planungstool) Robotics Engineer (Simulationstool) Quest (Materialfluss) Dualis Issop & Ganttplan (Planungsmodule) Visual Components (3D - Tool) Speedsim (Materialfluss) 14

15 Virtuelle Produktionsplanung für KMU s* Wesentliche Hemmnisse für einen erfolgreichen Einsatz der Digitalen Fabrik in KMU s Zuwenig Erfahrung in der Konzeption von Methoden und Techniken der Digitalen Fabrikplanung Zuwenig Know-how in der Bedienung von Systemen der digitalen Fabrik Kosten für die Anschaffung zu hoch Effiziente Beherrschung ist nur durch permanente Benutzung zu erreichen Nutzung von Planungsdienstleistern erschwert aufgrund von Sicherheitsbedenken * Klein und Mittelunternehmen 15

16 Virtuelle Produktionsplanung für KMU s Mögliche Ansätze Zusammenarbeit mit externen Planungsleistern wie z.b. Technischen Hochschulen VRSim Konzept für KMU basiert auf Bereitstellung einer sehr großen Bibliothek und einer einfachen Handhabung sowie einer Software welche für KMU erschwinglich ist und geringe Zugangsbarrieren für die Umsetzung und Nutzung der Digitalen Fabrik bereithält. ( ERP (Enterprise Resource Planning) System als Mietmodell aus dem Internet ( Engineering.asp) 16

17 Reinhard Beck & Digitale Fabrik Ab 2004 im Projekt VIPS (= Virtuelle Produktion und Simulation) bei Magna Steyr Ab 2005 technischer Projektleiter und Missionar im Projekt VIPS Mitglied der AUG (Automotive User Group) zusammen mit Audi, VW, BMW, EDAG, Mercedes Trucks, Kuka Roboter zum Thema Unterstützung mehrerer Projekte mit Prozesssimulationen (Fiat, Porsche, Mercedes, Peugeot ) 2007 Schulung BMW X3 Team für virtuelle Produktionsplanung. Das Rohbauteam lebt seither virtuelle Produktionsplanung bei Magna Steyr vor. Ab 2008 Besuch FH Campus02, Spezialist für Digitale Fabrik (Definition Professor Dr. Haas) Ab 2011 Wechsel zu Magna Powertrain, Umstieg von Prozesssimulation auf Materialflusssimulation, verantwortlich auch für Digitale Fabrik 2011 Erstellung eines Materialflussmodells der gesamten Härterei 17