Die Rahmenbedingungen der Märkte haben sich in den letzten Jahren des vorigen Jahrtausends
in fast allen Branchen massiv verändert und wirken sich sehr negativ auf die Spielräume
unternehmerischen Handelns aus. Auch die Automobilbranche ist einem steten Druck
turbulenter Märkte voller Diskontinuitäten ausgesetzt: schwankende Nachfragemengen,
immer kürzer werdende Produktlebenszyklen bei gleichzeitig steigender Komplexität der
Produkte. Hinzu kommt die Belastung durch den Wandel vom Verkäufermarkt zum Käufermarkt
in den neunziger Jahren, der zu immer anspruchsvolleren Kundenerwartungen
hinsichtlich der Komplexität der Produkte führte, sowie die Globalisierung der Märkte,
welche die Zahl leistungsfähiger Wettbewerber auf dem Zulieferermarkt ständig anwachsen
ließ.
Um in dieser Wettbewerbssituation trotz des fortwährenden Drucks bestehen zu können,
müssen auch in Zukunft Produkte angeboten werden, die individuell, innovativ, äußerst
preiswürdig und zugleich qualitativ hochwertig sind. Diese müssen in immer kürzerer Zeit
entwickelt und unter Minimierung der Kosten produziert werden können.
Hierfür ist eine Absicherung der Produktfunktionalität und der Produzierbarkeit bereits in
frühen Phasen des Entwicklungsprozesses nötig. Dies ist nicht ohne moderne IT-Solutions
zu erreichen. Sie versprechen neu strukturierte und digital abgewickelte Planungsprozesse
und verbessern die Planungsqualität, -dauer und -dokumentation [BOST-00], [BRAC-00],
[CREM-02], [SMG-98], [WEBE-98], [WARN-92], [WIEN-02].
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1. Einführung in den Themenbereich
1.2. Ziel dieser Arbeit
1.3. Vorgehen und Aufbau dieser Arbeit
2. Die Digitale Fabrik
2.1. Begrifflichkeiten
2.2. Voraussetzungen für die Digitale Fabrik
2.3. Erwartungen an die Digitale Fabrik
3. Produktion in der Automobilbranche
3.1. Produktionskonzepte der Automobil-OEM
3.2. Erkennbare Änderungen der Produktionskonzepte der OEM
3.3. Aufgabenfelder in der Produktionsentstehungsplanung
3.3.1. Stücklistenverarbeitung
3.3.2. Prozessplanung
3.3.3. Montageplanung
3.3.4. Kostenplanung / Kalkulation
3.3.5. Operationsplanung, NC/IR-Zellen-Programmierung
3.3.6. Ergonomieanalysen
3.3.7. Produktionslogistikplanung / Layoutplanung / Fabriksimulation
3.4. Darstellung des Produktentstehungsprozesses von PKW
3.5. Änderungen im Planungsprozess durch die Digitale Fabrik
4. Die wesentlichen Anbieter von Systemlösungen: DELMIA, EDS und Tecnomatix
4.1. Firmenportraits
4.1.1. DELMIA
4.1.2. EDS
4.1.3. Tecnomatix
4.2. Lösungen zum Thema Digitale Fabrik der Firma DELMIA
4.2.1. Der Planungsprozess mit DELMIA
4.2.2. DELMIA-Produkte zur allgemeinen Montageplanung
4.2.3. DELMIA-Produkte zur Layoutplanung und Simulation
4.2.4. DELMIA-Produkte zur Qualitätssicherung
4.2.5. Sonstige Produkte
4.3. Lösungen zum Thema Digitale Fabrik der Firma EDS
4.3.1. Planungsunterstützung durch I-DEAS, Unigraphics und eFactory
4.3.2. I-DEAS
4.3.3. Unigraphics
4.3.4. eFactory
4.3.5. Teamcenter
4.4. Lösungen zum Thema Digitale Fabrik der Firma Tecnomatix
4.4.1. Der Planungsprozess mit Tecnomatix
4.4.2. eM-Planner-Produkte
4.4.3. eM-Engineer-Produkte
4.4.4. eMPower for Quality
4.4.5. eMPower PCB Assembly and Test
4.4.6. eMPower Box Build
4.4.7. eMPower Execution Systeme
4.5. Andere Tools zum Thema Digitale Fabrik
4.5.1. Fabrikplanungs- und Visualisierungstools
4.5.2. Tools zur IR-Arbeitszellenplanung
5. Die Aussagen der Automobilindustrie zu ihren Strategien, Konzepten und Erfahrungen beim Einsatz der Digitalen Fabrik
5.1. Die hauptsächlich eingesetzten CAD/CAM/PDM/ERP-Systeme
5.2. Strategien und Konzepte der OEM
5.2.1. Audi
5.2.2. BMW
5.2.3. DaimlerChrysler
5.2.4. Ford
5.2.5. Kia Motors
5.2.6. Mazda
5.2.7. Opel / General Motors
5.2.8. Peugeot
5.2.9. Renault
5.2.10. TOYOTA
5.2.11. Volkswagen
5.3. Strategien und Konzepte der OES
5.3.1. Dürr Schenk
5.3.2. EDAG
5.3.3. KUKA
5.3.4. Zulieferer von General Motors
5.3.5. Andere deutsche Zulieferer
5.4. Studien zum Thema Digitale Fabrik
5.4.1. US-Markt: D. H. Brown Associates Inc. (DHBA)
5.4.2. Deutscher Markt: Roland Berger
5.4.3. Deutscher Markt: McKinsey
5.5. Die Schlüsselfaktoren der Digitalen Fabrik
6. Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die Nutzenpotenziale und Anwendungsmöglichkeiten von IT-gestützten Planungswerkzeugen für die Produktionsentstehungsplanung in der Automobilindustrie. Ziel ist es, marktführende Systeme zu analysieren sowie einen Überblick über Strategien, Konzepte und Erfahrungen namhafter Automobilhersteller im Kontext der Digitalen Fabrik zu geben.
- Grundlagen und Definition der Digitalen Fabrik im Automobilbau.
- Analyse aktueller Produktionskonzepte und deren Anforderungen an IT-Lösungen.
- Vergleich der Systemlösungen führender Anbieter (DELMIA, EDS, Tecnomatix).
- Dokumentation der Strategien und Erfahrungen bei Automobil-OEM und Zulieferern.
- Identifikation der zentralen Schlüsselfaktoren für einen erfolgreichen Einsatz der Digitalen Fabrik.
Auszug aus dem Buch
3.3.6. Ergonomieanalysen
Ergonomieanalysen zählen zu den moderneren Planungsaufgaben der Arbeitsvorbereitung. Sie haben sich im letzten Viertel des vorigen Jahrhunderts, insbesondere in großen Unternehmen mit monotonen Tätigkeiten durchgesetzt. Monotone und im Akkord durchgeführte körperliche Tätigkeiten hatten sich als gesundheitsschädlich erwiesen und führten regelmäßig zu Unzufriedenheit und Krankheit der Arbeiter. Ziel der Ergonomieanalyse ist es, die Belastung körperlicher Tätigkeiten zu minimieren und Bewegungsabläufe zu optimieren. Darüber hinaus gestaltet sie Hebe- und Trageoperationen, die innerhalb der gesetzlichen Rahmenbedingungen liegen [UMDC-02].
Methoden zu Ergonomieanalysen sind ABBA, ErgonLift, EU-Check, HuT-Rechner, LASI-Leitmerkmalmethode, NIOSH, OWAS, Win-EDS. Die im 4. Kapitel vorgestellten Softwaretools zur Ergonomieanalyse verwenden u.a. die NIOSH- und die OWAS-Methoden.
NIOSH ist ein Verfahren, das manuelle Lastenhandhabungen beurteilt. Es ist vom amerikanischen National Institute for Occupational Safety and Health herausgegeben worden. Unter der Angabe von Daten der Lastenhandhabung, wie Griffbedingungen, Lastgewicht, Häufigkeiten, Körperhaltung, wird ein maximal empfohlenes Lastgewicht bestimmt. Diese auch „Grenzlast“ genannte Größe wird in Beziehung gesetzt zu dem tatsächlich vorhandenen Lastgewicht, welches die Bestimmung eines Lifting-Index gestattet. Das NIOSH-Verfahren ist für beidhändiges, gleichförmiges Heben von Lasten unter üblichen Handhabungsbedingungen geeignet (Quelle: IADM-Hannover).
OWAS ist eine Methode zur Analyse von Körperhaltungen. Bei dieser 1974 in einem finnischen Stahlwerk (OVAKO) entwickelten Methode werden Körperhaltungen über eine Matrix systematisiert. OWAS berücksichtigt 360 verschiedene Arbeitshaltungen sowie 5 Kopfhaltungen. Dabei werden Variationen von Rücken-, Arm- und Beinhaltung sowie deren erforderlicher Kraftbedarf betrachtet und anhand von vier Belastungsgruppen bewertet (Quelle: IADM-Hannover).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung führt in die Herausforderungen der Automobilbranche durch turbulente Märkte ein und definiert das Ziel der Arbeit sowie den methodischen Aufbau.
2. Die Digitale Fabrik: Hier werden grundlegende Begrifflichkeiten, technische Voraussetzungen und die strategischen Erwartungen an eine Digitale Fabrik dargelegt.
3. Produktion in der Automobilbranche: Dieses Kapitel erläutert aktuelle Produktionskonzepte, Änderungen im Planungsprozess durch die Digitale Fabrik und detaillierte Aufgabenfelder wie Montage- und Kostenplanung.
4. Die wesentlichen Anbieter von Systemlösungen: DELMIA, EDS und Tecnomatix: Eine tiefgehende Analyse der marktführenden Softwareanbieter, ihrer Produktpaletten und der Integration in den Planungsprozess.
5. Die Aussagen der Automobilindustrie zu ihren Strategien, Konzepten und Erfahrungen beim Einsatz der Digitalen Fabrik: Eine Dokumentation der praktischen Umsetzung und Strategien bei verschiedenen OEM und Zulieferern sowie Auswertungen durch Marktstudien.
6. Zusammenfassung und Ausblick: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und gibt einen Ausblick auf die zukünftige Bedeutung der Digitalen Fabrik für den Wandel zu virtuellen Unternehmen.
Schlüsselwörter
Digitale Fabrik, Produktionsentstehungsplanung, Automobilindustrie, Prozessplanung, Simulation, Montageplanung, PLM-Systeme, Simultaneous Engineering, Time-to-Market, Layoutplanung, Ergonomieanalyse, Softwaretools, Fabriksimulation, Prozessoptimierung, Kostenreduktion
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert, wie IT-gestützte Planungswerkzeuge im Rahmen der "Digitalen Fabrik" dazu beitragen können, den Produktionsentstehungsprozess in der Automobilbranche effizienter zu gestalten.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Im Fokus stehen die Definition der Digitalen Fabrik, die Identifikation von Planungsprozessen, die Vorstellung führender Softwareanbieter (wie DELMIA, EDS und Tecnomatix) und die Auswertung von Strategien und Erfahrungen der Automobilhersteller.
Welches primäre Ziel verfolgt die Arbeit?
Ziel ist es, die Nutzenpotenziale der Digitalen Fabrik kritisch zu beleuchten und herauszuarbeiten, inwieweit IT-gestützte Planungswerkzeuge die komplexen Anforderungen der Automobilproduktion unterstützen können.
Welche wissenschaftliche Methode wird in dieser Arbeit verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturrecherche, der Analyse von marktführenden Softwarelösungen sowie der Auswertung von Experteninterviews, Workshops und Branchenstudien.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Vorstellung der technologischen Konzepte, eine detaillierte Marktübersicht der Systemanbieter und eine umfassende Dokumentation der Strategien bei Herstellern wie Audi, BMW, VW und deren Zulieferern.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Digitale Fabrik, Prozessoptimierung, Simultaneous Engineering, Automobilindustrie und Software-Integration beschreiben.
Wie bewertet der Autor den Nutzen der Digitalen Fabrik für die Kostenstruktur?
Der Autor führt aus, dass die Digitale Fabrik maßgeblich zur Kostenreduktion durch die Vermeidung von Planungsschleifen, Fehlererkennung in der Frühphase und die Optimierung von Arbeitsabläufen beiträgt.
Warum spielen die Zulieferer bei der Einführung der Digitalen Fabrik eine so wichtige Rolle?
Zulieferer müssen zunehmend in die IT-Systeme der OEM integriert werden, um an Prozessen des Simultaneous Engineering teilzunehmen und die notwendige Prozessintegration zu gewährleisten, was die Zusammenarbeit für alle Beteiligten attraktiver macht.
- Quote paper
- Jan-Martin Lurse (Author), 2002, Einsatzfelder und strategische Ausrichtung der Digitalen Fabrik, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/29606
