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f+h fördern und heben 4/2018

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f+h fördern und heben 4/2018

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG FABRIKLAYOUTS AUTOMATISIERT PLANEN UND BEWERTEN Auf Knopfdruck zum optimalen Fabriklayout: An diesem Ziel arbeiten Wissenschaftler des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH. Im Forschungsprojekt „MeFaP“ entwickeln sie ein Softwaretool, das Maschinen, Lagerflächen und Büroräume automatisch optimal anordnet. In Zukunft können Unternehmen damit Zeit und Kosten sparen – und sogar bessere Ergebnisse erzielen als mit einer manuellen Planung. 1 DER PROJEKTINHALT Bei der Planung von Fabriken verbringen Ingenieure und Architekten viel Zeit mit der Suche nach dem optimalen Layout, also der bestmöglichen Anordnung aller Maschinen, Lager und Büroräume. Experten ordnen diese Fabrikbereiche bisher in Handarbeit an, entweder auf einem Grundriss aus Papier oder digital in einer Fabrikplanungssoftware. Anschließend bewerten sie die verschiedenen Varianten, um das optimale Layout auszuwählen. Dieser manuelle Prozess erfordert viel Zeit und Erfahrungswissen. Trotz des hohen Aufwands ist die manuelle Layoutplanung bisher nicht zu ersetzen. Zwar existieren bereits Möglichkeiten, Fabriklayouts am Computer zu generieren, optimale Ergebnisse sind damit aber noch nicht möglich. Denn die bisherigen Programme sind recht einseitig und optimieren meist nur die Transportintensität – die Fabrikbereiche werden also so angeordnet, dass die Wege möglichst kurz sind. Andere Aspekte werden dabei außer Acht gelassen. Das kann z. B. dazu führen, dass die Software den Meetingraum in Hörweite einer lärmenden Fräsmaschine platziert. Ein Softwaretool, das mehrere Aspekte in die Layoutplanung einbezieht und damit praxistaugliche Fabriklayouts erzeugt, entwickelt das IPH derzeit. Damit lassen sich Fabriklayouts in Zukunft automatisiert berechnen, bewerten und optimieren. 36 f+h 2018/04 www.foerdern-und-heben.de

Die automatisierte Bewertung ist bereits in einem Vorgängerprojekt gelungen. Im Forschungsprojekt „QuaMFaB“ haben die Wissenschaftler ein Softwaretool entwickelt, das aus mehreren manuell geplanten Layouts das Beste auswählt. Dafür zeichnet der Nutzer die Fabriklayouts zunächst in ein Raster ein, definiert Lager-, Montage- und weitere Flächen und hinterlegt Eigenschaften, etwa die Flächenlast und die Geräuschemissionen der Maschinen. Aus all diesen Daten berechnet das Programm 22 Kennwerte in vier Kategorien – Wandlungsfähigkeit, Materialfluss, Umgebungseinfluss und Kommunikation – und setzt daraus eine Gesamtnote zusammen. So lassen sich mehrere Layoutvarianten schnell und objektiv miteinander vergleichen. 2 DAS PROJEKTZIEL Wir bewegen die Zukunft Halle 16 Stand A04 Ziel des neuen Forschungsprojekts „MeFaP“ ist es nun, Fabriklayouts nicht nur automatisch zu bewerten, sondern von vornherein automatisiert zu planen. „MeFaP“ steht für „Entwicklung einer Methode zur quantitativen, mehrdimensionalen Fabriklayoutplanung mittels mathematischer Modellierung von fabrikplanungsrelevanten Eigenschaften“. Das Projekt ist Ende 2017 gestartet und läuft bis November 2019. Im Projekt wollen die Wissenschaftler ein Softwaretool entwickeln, das Fabriklayouts automatisiert erzeugt. Dafür gibt der Nutzer das Raumbuch in die Software ein, also eine detaillierte Bestandsaufnahme der Fabrik mit allen Maschinen, Lagerflächen, Büros und Meetingräumen. Diese Daten müssen ohnehin bei jedem Fabrikplanungsprojekt detailliert aufgenommen werden und bieten auch die Grundlage für die manuelle Planung. Zusätzlich kann der Nutzer individuelle Prioritäten vorgeben: Sind kurze Wege wichtiger als ruhige Arbeitsplätze? Zählt eine optimale Flächenausnutzung mehr als Wandlungsfähigkeit? Anhand des Raumbuchs erzeugt die Software nun viele verschiedene Fabriklayouts und bewertet diese nach den Kriterien, die der Nutzer vorgegeben hat. Die Wissenschaftler wollen die Bewertungsalgorithmen aus dem Vorgängerprojekt nutzen, um das optimale Layout auszuwählen. 3 DIE VISION Während bisher ein ganzes Experten-Team notwendig war, um ein Fabriklayout zu entwickeln und zu bewerten, reicht künftig ein Knopfdruck. Im Vergleich zur manuellen Planung ließen sich damit Zeit und Kosten einsparen. Darüber hinaus glauben die Forscher, dass die automatisierte Planung sogar bessere Ergebnisse liefern wird: Schließlich kann ein Algorithmus in kürzester Zeit viel mehr mögliche Lösungen betrachten und objektiv bewerten, als ein Mensch überblicken kann. Experten müssten sich in Zukunft nur noch um die Details kümmern – um die Feinlayoutplanung. Das erleichtert und beschleunigt den Fabrikplanungsprozess spürbar. 4 DIE PROJEKTPARTNER Für das Projekt werden noch Partner gesucht: Produzierende Unternehmen, die die automatisierte Layoutplanung testen wollen und dafür Daten bereitstellen, können sich noch am Forschungsprojekt beteiligen. Auch Unternehmen mit Fabrikplanungs-Know-how sind willkommen. Das erste Projekttreffen wird voraussichtlich Ende dieses Monats stattfinden. 5 DER FÖRDERHINWEIS Das IGF-Vorhaben 19666 N der Bundesvereinigung Logistik (BVL) e. V. wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Foto: IPH Autor: Paul Aurich ist Projektingenieur am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH. In Forschungs- und Beratungsprojekten beschäftigt er sich mit der Planung von Fabriken und innerbetrieblichen Materialflüssen mefap.iph-hannover.de www.torwegge.de

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