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Digitale Fertigung

Die digitale Fertigung ist der Einsatz eines integrierten, computergestützten Systems aus Simulation, 3D-Visualisierung, Analytik und Tools für die Zusammenarbeit zur gleichzeitigen Erstellung von Definitionen für Produkt- und Fertigungsprozesse. Die digitale Fertigung entwickelte sich aus Fertigungsinitiativen wie Konstruktion für Fertigungstauglichkeit (DFM), computerintegrierte Fertigung (CIM), flexible Fertigung und schlanke Fertigung, die den Bedarf an kollaborativem Produkt- und Prozessdesign zeigen.

Viele der langfristigen Vorteile des Product Lifecycle Management (PLM) lassen sich ohne eine umfassende digitale Fertigungsstrategie nicht erschließen. Die digitale Fertigung ist ein wichtiger Integrationspunkt zwischen PLM- und Fertigungsanwendungen und -geräten und ermöglicht den Austausch produktbezogener Informationen zwischen Konstruktions- und Fertigungsgruppen. Diese Ausrichtung ermöglicht es Fertigungsunternehmen, Ziele hinsichtlich Markteinführungszeiten und Volumina zu erreichen sowie Kosteneinsparungen durch die Reduzierung teurer nachgelagerter Änderungen zu realisieren.

Digitale Fertigungsanwendungen

Vereinfachung der Zusammenarbeit für eine ganzheitliche Betrachtung der Produkt- und Prozessgestaltung

Die digitale Fertigung wird branchenübergreifend eingesetzt. Ein Originalgerätehersteller (Original Equipment Manufacturer, OEM) in der Automobilindustrie kann den gesamten Fertigungsprozess (Werkzeuge, Bearbeitung, Montageablauf und Fabriklayout) digital gestalten, während Konstrukteure gleichzeitig das nächste Fahrzeugprogramm entwickeln. Dies ermöglicht es den Fertigungsingenieuren, den Konstrukteuren eine sofortige Rückmeldung zu geben, wenn es Einschränkungen bei der Fertigungstauglichkeit der Teile gibt. Diese Zusammenarbeit zwischen Fertigungsingenieuren und Konstrukteuren führt zu einer ganzheitlichen Betrachtung des Produkt- und Prozessdesigns.

Ein Hightech-Lieferant kann mit einem digitalen Fertigungssystem eine 3D-Simulation einer kompletten Produktionslinie erstellen und die verschiedenen Produktionsvarianten und -konzepte im Rahmen des Ausschreibungsprozesses (RFQ) analysieren. Diese Transparenz und Präzision in der Planung und Angebotserstellung hilft dem Unternehmen, mehr Kundenvertrauen zu gewinnen und letztlich den Auftrag zu erhalten.

Aktuelle Initiativen bei der Entwicklung von Werkzeugen für die digitale Fertigung beinhalten die Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit, sodass die Informationen im Kontext der auszuführenden Aufgaben bereitgestellt werden und die Anwender bessere Entscheidungen schneller treffen können. Es werden entsprechende Maßnahmen ergriffen, um eine direkte Verbindung mit der Hardware in der Fertigung herzustellen, wie z. B. speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Maschinensteuerungen und numerisch gesteuerte (CNC) Maschinen. Außerdem wurden einheitliche Plattformen entwickelt, um sowohl PLM- als auch MES-Informationen (Manufacturing Execution System) zu verwalten.

Vorteile der digitalen Fertigung

Die digitale Fertigung hilft Fertigungsunternehmen, die Produktivität in Planungs- und Produktionsprozessen auf folgende Weise zu verbessern:

  • Verknüpfen und Betrachten von Produkt-, Prozess-, Anlagen- und Ressourceninformationen sowie deren Verwaltung über Änderungsprozesse hinweg mit einem konsistenten und umfassenden Ansatz für Produktionsdesign

  • Optimierung der Teilefertigungsprozesse in einer verwalteten Umgebung, um flexible Arbeitsanweisungen zu erstellen, die 2D/3D-Teileinformationen sowie Bearbeitungs- und Werkzeuganweisungen anzeigen können

  • Reduzierung der Inbetriebnahmekosten über die Simulation durch virtuelle Validierung von Robotik und Automatisierungsprogrammen

  • Schnellere Erstellung von Werksmodellen und Gewährleistung, dass diese vor dem Hochfahren der Produktion unter optimalem Layout, Materialfluss und Durchsatz arbeiten

  • Unterstützung von Six-Sigma- und Lean-Initiativen durch die Bereitstellung einer grafischen Umgebung zur Analyse von Dimensionsvariationen

  • Einfacherer unternehmensweiter Austausch von Qualitätsdaten durch die Erstellung kompletter, verifizierbarer CAD-basierter Maschinenprüfprogramme für Koordinatenmessgeräte (KMGs) und NC-Werkzeugmaschinen

  • Ausführung von Produktionsprozessen mit Echtzeitzugriff auf Lebenszyklusdaten