Siemens nutzt die NavVis Digital Factory Solution für die Produktions- und Betriebsplanung

Fallstudie

April 2019

Das Siemens Elektronikwerk Amberg ist die Vorzeigefabrik für die Digitalisierunginitiative des Unternehmens und ist bekannt dafür, Vorreiter bei neuen Technologien zu sein. So auch dieses Mal: Gemeinsam mit NavVis ist es Siemens gelungen, die Vision eines völlig immersiven digitalen Zwillings der Produktionshallen und Büroflächen Realität werden zu lassen.

Das Wichtigste auf einen Blick

Mit dem mobilen Mappingsystem NavVis M6 wurden an einem Tag 10.000 Quadratmeter des Siemens Elektronikwerks Amberg gescannt - und zwar ohne, dass der Betrieb unterbrochen werden musste.
Die NavVis Digital Factory Solution unterstützt Unternehmen dabei, die Planung von Montagelinien und der Verlagerung von Maschinen zwischen verschiedenen Fabriken zu beschleunigen und effizienter zu gestalten. Durch die virtuelle Planung anhand von aktuellen Scandaten werden zudem zeit- und kostenintensive Geschäftsreisen überflüssig.
Das 3D-Modell der Werksanlage kann bei Gesprächen mit Partnern und Zulieferern als Referenz genutzt werden, um Sachverhalte zu besprechen und gemeinsam nächste Schritte zu planen.
Das Siemens Elektronikwerk Amberg führt jährlich über 400 Betriebsführungen für potenzielle Kunden durch und präsentiert seine innovativen digitalen Fabrikanlagen dabei über den NavVis IVION (früher NavVis IndoorViewer).
Mit den so genannten Points of Interest (POI) können wichtige Elemente in der Fabrik (z. B. Maschinen oder Montagelinien) hervorgehoben und virtuell mit zusätzlichen Informationen vernüpft werden.

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Das Siemens Elektronikwerk Amberg

Das Siemens Elektronikwerk Amberg (EWA) wurde 1989 gegründet und stellt eine Reihe von SIMATIC-Produkten her. Dabei handelt es sich um speicherprogrammierbare Steuerungen und Mensch-Maschine-Schnittstellen . Das Werk in Amberg gilt weltweit als Vorreiter in Sachen „Smart Factory“ und „Industrie 4.0“ und setzt für eine immer effizienter werdende Fertigung auf Zukunftstechnologien.

Der Fokus auf kontinuierliche Verbesserung hat sich für den Standort ausgezahlt: Ohne Vergrößerung der Produktionsfläche - 10.000 Quadratmeter - und bei nahezu unverändertem Personalbestand hat das Werk sein Produktionsvolumen seit 1990 um das 13-fache gesteigert.

Durch diese Effizienzsteigerung hat sich auch die Flexibilität der Produktion erhöht, so dass das Werk über 1.000 Produktvarianten pro Tag und ein Produkt pro Sekunde herstellen kann. Siemens hat die in Amberg entwickelten Best Practices für die digitale Fabrik inzwischen auf zwei weitere Standorte ausgeweitet.

Der gemeinsam mit NavVis implementierte digitale Zwilling soll das Werk dabei unterstützen, seine Pionierarbeit im Bereich Digitalisierung und Industrie 4.0 fortzusetzen.

Herausforderung

Wie bei allen Produktionsstätten gibt es eine Vielzahl von Teams und Parteien, die für Ihre Arbeit auf Informationen zum aktuellen Stand der Produktionsflächen angewiesen sind.

Das Planungsteam beispielsweise benötigt solche Daten, um eine Verlagerung von Fließbändern zu planen, sowohl für die anfängliche Planung als auch für die spätere Suche und Auswahl eines geeigneten Zulieferers. Um die Effizienz des Werkes zu steigern oder um auf Marktänderungen zu reagieren, ist es oft erforderlich, Änderungen an den Produktionsprozessen vorzunehmen. Dabei den Überblick nicht zu verlieren und alle Änderungen genau zu dokumentieren, ist keine leichte Aufgabe - Besonders in einer Fabrik wie dem EWA, die sich ständig neu erfindet und wo Veränderung die einzige Konstante ist.

Siemens lädt auch immer wieder potenzielle Kunden ein, das EWA-Gelände zu besichtigen, und veranstaltet so über 400 Werksbesichtigungen pro Jahr. Aus Sicherheitsgründen und um die Produktionsabläufe nicht zu stören, finden die Führungen auf einem Balkon oberhalb der Werkshalle statt. Der Haken: Vom Balkon aus ist oftmals nur ein oberflächlicher Blick möglich, spezielle Maschinen beispielsweise lassen sich nur schwer bis gar nicht näher betrachten.

Lösung

Mit der Intention, einen digitalen Zwilling seiner Fabrikflächen zu erstellen und dafür mehr über unsere Digital Factory Solution zu erfahren, wandte sich Siemens an NavVis. Die erste Idee: Es sollte möglichst schnell eine Punktwolke der Produktionsfläche erstellt werden. Anschließend sollte dann anhand dieser Daten ein CAD-Modell der Produktionsanlage generiert werden. Für den Scan kam der mobile Mapper NavVis M6 zum Einsatz. Die Erfassung der 10.000 Quadratmeter großen Fläche nahm dabei nur einen Tag in Anspruch.

Als das Team den digitalen Zwilling zum ersten Mal in NavVis IVION (früher NavVis IndoorViewer) begutachtete, wurde der Nutzen der NavVis Digital Factory Solution schnell deutlich: Durch die Kombination von präzisen Punktwolkendaten mit 360°-Panoramabildern steht die zuvor gescannte Umgebung in NavVis IVION als 3D-Modell zur Verfügung, das virtuell besucht und erkundet werden kann. Auf diesen digitalen Zwilling kann dann einfach per Browser zugegriffen und der aktuelle Stand des Werkes überprüft werden.

“Wir müssen ständig Maschinen und Anlagen in andere Fabriken verlagern. Um die dafür erforderlichen Messungen durchzuführen, müssen meine Mitarbeiter allerdings nicht mehr nach Amberg reisen. Stattdessen können Sie das einfach in dem immersiven 3D-Modell unserer Fabrik erledigen.”

Thomas Meier

Head of Technology Excellence, Siemens

Ergebnis

Siemens nutzt den digitalen Zwilling des EWA in der Fabrik für verschiedenste Zwecke und plant zukünftige Anwendungen und Integrationen.

Planung und Verlagerung von Montagelinien: Die NavVis Digital Factory Solution unterstützt Unternehmen dabei, die Planung von Montagelinien und der Verlagerung von Maschinen zwischen verschiedenen Fabriken zu beschleunigen und effizienter zu gestalten. Durch die virtuelle Planung anhand von aktuellen Scandaten werden zudem zeit- und kostenintensive Geschäftsreisen überflüssig. Im Durchschnitt werden pro Jahr vier Montagelinien mit einer Länge von 60-70 Metern umgelagert. Früher bedeutete so ein Umzug vom EWA in eine andere Produktionsstätte, dass das Team nach Amberg fliegen musste, um alle Informationen zu sammeln, die für eine effektive Implementierung der Montagelinie im eigenen Werk erforderlich waren. Im schlimmsten Fall waren sogar mehrere Reisen notwendig, wenn nach dem ersten Besuch noch wichtige Details ungeklärt geblieben waren.

In NavVis IVION kann das EWA-Planungsteam einen Link zum genauen Standort einer konkreten Montagelinie in ihrem digitalen Zwilling der Fabrik freigeben. Über diesen Link können dann Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen von anderen Standorten den neuen Aufbau der Montagelinie prüfen und bei Bedarf virtuelle Messungen vornehmen.

Der digitale Zwilling der Fabrik kann zudem als gemeinsame Referenz für Gespräche mit Partnern und Lieferanten genutzt werden, um Anforderungen und Erklärungen leichter zu kommunizieren.

Virtuelle Fabrikführungen: Wie bereits erwähnt, führt Siemens jährlich für potenzielle Kunden über 400 Betriebsführungen in seinem Elektronikwerk in Amberg durch. Auch hier bringt die NavVis Digital Factory Solution dem Unternehmen einen echten Mehrwert: Um die Führung noch anschaulicher zu machen, können über NavVis IVION bestimmte Bereiche und Maschinen herangezoomt und näher betrachtet werden, die bisher vom Besucherbalkon aus nicht einsehbar waren. Das Team kann dafür alle relevanten Details zu den Betriebsabläufen einfach über ein Terminal, auf dem NavVis IVION läuft, abrufen und präsentieren. Schätzungen zufolge könnten so in Zukunft 15-20 % der Werksbesichtigungen vor Ort komplett durch virtuelle Touren ersetzt werden.

IoT-Integration: Ein weiterer Anwendungsfall für Siemens war die Einbindung von IoT-Geräten und den damit verbundenen Live-Datenströmen in NavVis IVION und die Verknüpfung mit Points of Interest (POI) im digitalen Zwilling. Mit den POI können wichtige Elemente in der Fabrik (z. B. Maschinen oder Montagelinien) hervorgehoben und virtuell mit zusätzlichen Informationen vernüpft werden. Das Ziel, das Siemens mit der Integration von IoT-Daten verfolgte, war es, den digitalen Zwilling als visuelle Schnittstelle für die digitale Fabrik zu nutzen. Dadurch sollte es einfacher werden, die großen Datenmengen der IoT-Geräte zu navigieren.

Nächste Schritte: Um die digitalen Zwillinge der Fabrik auf dem neuesten Stand zu halten, plant Siemens, das Werk in Amberg mehrmals im Jahr mit dem NavVis M6 zu scannen. Und nach der erfolgreichen Implementierung der Lösung im EWA soll die NavVis Digital Factory Solution auch in anderen Werken zum Einsatz kommen.

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