Samstag, 13. Oktober 2018

BIM-Fabrikplanung und Industrie 4.0


Nimmt ein Unternehmen BIM ernst und will prozessbezogene Daten von bestehenden Maschinenparks aufnehmen und für Fabrikplanung sowie -betrieb nutzen, könnte die "Factory Design Suite" von "Autodesk" helfen.

Das Programm ermöglicht einen integrierten Datenaustausch. Es gelingt auf diese Weise, Materialflussanalysen und In- und Outputs der grafisch dargestellten Maschinen zu nutzen. Ferner kann das Fabrikprogramm Durchlauf- und Pufferzeiten sowie Kosten darstellen.

Durch die Verknüpfung mit räumlichen Daten können Fertigungslayouts nach den Prinzipen der schlanken Produktion (Lean Production) geplant werden. Allerdings ist das noch keine Selbstverständlichkeit und es gilt, über die Möglichkeiten einer durchgängigen Nutzung der BIM-Daten bei Fabrikprojekten zu informieren.

Weiterführende Links:
http://www.autodesk.de/suites/factory-design-suite/overview

Dienstag, 2. Oktober 2018

Bitte recht freundlich: Mensch-Maschine-Schnittstellen


Die Industrie 4.0 lebt von weitgehender Automatisierung bzw. Digitalisierung der Produktion. Stellt der Bediener bzw. Nutzer nun aber eine Art Bremse bzw. Fehlerquelle innerhalb der hocheffizienten Prozesse dar oder kann er gar eine wertvolle Hilfe sein?

Sicherlich eine Gretchenfrage oder zumindest ein Spannungsfeld. Zweierlei dürfte diesbezüglich einleuchten: Der Mensch kann und soll nicht vollständig ersetzt werden und der Schnittstelle von Mensch und Maschine kommt hohe Bedeutung bei.

Wie stellt sich eine gute Mensch-Maschine-Schittstelle dar? Es kommt darauf an, was in einem bestimmten Prozess für Sachverhalte dargestellt, entschieden oder kontrolliert werden müssen. Eine vorangehende Analyse ist also unabdingbar und ein anschließendes Maßschneidern der Anforderungen.

Es kommt auch darauf an, welche Nutzer zu erwarten sind. Ein Fachmann kommt mit spezifischen Informationen zurecht, während ein fremder Bediener scheitert. Weiter ist der intuitive Zugang wichtig und hier stütze ich mich auch auch auf ästhetische Prämissen.

Wir Wissenschaftler und Ingenieure sind es gewohnt, in abstrakten Zusammenhängen, Schemata, Zahlen, Kurven und Tabellen zu denken. Der Mensch ist aber mehr als sein Verstand. Dass die Verpackung ebenso wichtig ist wie der Inhalt, leuchtet uns im Alltag ein - warum sollte eine Mensch-Maschine-Schnittstelle uns nicht auch Spaß machen dürfen?

Wir bei formitas haben eine Menge Architekten im Team, die gleichermaßen generalistisch wie ästhetisch arbeiten. Ton, Bild, Proportionen und Farben sind daher in unseren Daten- und Prozessvisualisierung selbstverständliche Größen und auch die Werkzeuge der Virtual- bzw. Augmented Reality helfen uns, intuitive Zugänge in die Welt der Industrie 4.0 zu modellieren.

Montag, 24. September 2018

Augmented bzw. Virtual Reality Zeitreisen


Wie es gelingen kann, verschüttete, verborge oder vergangene Schichten eines Stadtraumes sichtbar zu machen, haben Forscher des Londoner „Interactive Architecture Lab“ gezeigt. Das Projekt „Palimpsest“ zielte darauf ab, St. James Garden, das durch künftige Umbaumaßnahmen stark verändert werden wird, als erlebbare Erinnerung zu bewahren.

3-D Laser Scanning und die Aufnahmen des bestehenden Raumklanges bilden Rohstoffe, die mittels virtueller Technologien für Dritte zugänglich gemacht werden. Das Video (Link unten) zeigt, wie Ästhetik sich mit einem stadtplanerischen Ansatz verbindet und dabei doch harte Fakten transportiert – in diesem Fall bald vergangen sein werdende.

Sicherlich ist dieses Fallbeispiel auch für zukünftige Projekte vorstellbar und bietet eine gute Möglichkeit, Anwohnern Veränderungen begreiflich zu machen und diese damit in die Lage zu versetzen, aktiv an Wandelprozessen teilzuhaben.

Link zum Artikel:
https://vimeo.com/184694770

Sonntag, 16. September 2018

Nachbrenner zur Industrie 4.0. Zum Stichwort Messtechnik

Kaum den Dreiteiler „Digitalisierung und Industrie 4.0“ beendet, kam mir ein interessanter Artikel unter die Augen, der das Thema gut abbindet (Link unten). Prof. Lanza, eine Expertin zur Qualitätssicherung, spricht darin über die Rolle der Messtechnik in intelligenten (smarten) Produktionsprozessen.

Künftig, so Lanza, würden nicht mehr nur Stichproben zur Qualitätssicherung genommen, sondern es stünden 100 % aller relevanten Daten zur Verfügung. Wohlgemerkt Daten, die während der laufenden Produktion anfielen und nicht etwa in nachgeordneten Messräumen. Das wiederum mache Werkzeugmaschinen nötig, die trotz diverser Störeinflüsse (Temperatur, Erschütterung, Schmutz etc.) gleichzeitig hochpräzise Messmaschinen sein müssten.

Ein Standard, der bei der Fertigung von Hochpräziseprodukten heutzutage schon realisiert sei. Ein Sensorennetzwerk fusioniere in Echtzeit die Signale verschiedenster Sensoren zu einem kombinierten Messergebnis. Sog. „Manufactoring Execution Systems“ (MES) wiederum könnten den Datenaustausch zwischen Maschinen, Internet und Messtechnik in Form von Soft- wie Hardware sicherstellen und so ließe sich das sog. „Internet der Dinge“ (IoT) in eine intelligente Produktion überführen.

Am Beispiel Chinas erläutert Prof. Lanza den Wunsch vieler sog. „Low-Cost-Länder“, Industrie 4.0 als effiziente globale Produktionsstrategie zu entwickeln. Es gäbe einen Trend, bei neuen Anlagen sehr viel immanente Sensorik einzusetzen, wenngleich zwar Geld für Hardware ausgegeben werde, aber nötige Systemkompetenz noch fehle. Zum Schluss betont sie, dass Produktions- und Messtechnik weiter zusammenwachsen werden und wiederholt ihr Credo: „Raus aus dem Prüfraum, rein in die Produktion.“

Das Thema Messtechnik ist auch für Building Information Modeling wichtig, denn der dreidimensionale, virtuelle Maschinenpark einer Fabrik braucht für seine Einsatzfähigkeit laufend Daten in Echtzeit. Die Expertin zeigt damit, dass das Gebäudedatenmodell nicht mehr nur als Planungswerkzeug dient, sondern im gesamten Produktionsprozesse eingesetzt werden kann. Damit ist die Gebäudenutzungsphase nicht mehr nur in dessen Bewirtschaftung erschöpft. Freilich gibt es hier noch einiges zu tun.

Link zum Artikel:
https://www.produktion.de/technik/fertigung/prof-lanza-industrie-4-0-revolutioniert-die-messtechnik-112.html

Zum Stichwort Digitalisierung: Industrie 4.0 – Teil 3


Im dritten und letzten Teil meiner kleinen Reihe über die Digitalisierung und Industrie 4.0 will ich zeigen, wie intelligente (smarte) Technologien die Produktion beeinflussen. Im vorangegangenen Artikeln haben wir erfahren, wie das Produkt „Amazon Dash“ vom heimischen Wohnzimmer aus Logistikketten in Gang gesetzt. Das war ein einfaches Beispiel, aber prinzipiell läuft es in der Industrie 4.0 nicht viel anders.

Sie alle haben schon den Begriff „Big Data“ gehört. Er beschreibt zunächst einmal ein quantitatives Prinzip. Das Entscheidende ist aber, dass in einem Berg von Daten diejenigen identifiziert werden, die Effizienz, Produktivität, Kundennutzen oder auch andere Zielgrößen befördern. Es gilt also, Muster zu erkennen und aus diesen Prognosen abzuleiten, damit Entscheidungen getroffen werden können. Die einzelne Date ist also nur dann wertvoll, wenn aus ihr Erkenntnis gewonnen wird und Vorausschau gelingt. Aus „Big Data“ wird auf diese Weise „Smart Data“.

Je schneller intelligente Daten verarbeitet werden, desto höher ist die Effektivität der Produktion. Ein anschauliches Bild hierzu kann der menschliche Körper liefern. Wir treffen ständig Entscheidungen aufgrund von Wahrnehmungen unserer Sinne bzw. dadurch, dass wir Wahrnehmungen mit unseren Grundhaltungen, Überzeugungen oder Aufgaben abgleichen. Das geschieht in Echtzeit – Industrie 4.0 versucht im Prinzip, Ähnliches auf die Produktion zu übertragen.

So übernehmen Sensoren die Messung von Ressourcen, Prozessschritten oder auch qualitativen Arbeitsplänen. Der nächste Schritt in der Optimierungskette ist die Analyse und Prognose. Hier werden betriebsinterne Daten erfasst und abgebildet, Parameter festgelegt bzw. gewandelt und quantitative Arbeitspläne generiert. Im dritten Schritt findet die Optimierung statt, indem Stell- und Führungsgrößen präzise die Arbeitspläne anpassen und das Endprodukt steuern. Wie gesagt, all das geschieht in Echtzeit und in permanenten Wiederholungsschleifen.

An dieser Stelle kommt formitas ins Spiel, denn wir sind in der Lage, ein digitales Produktionsszenario mittels BIM-Modell zu generieren. In diesem Modell werden alle Aufzeichnungen der realen Fertigungsprozesse (Sensoren, GPS, Mengen, Kundenfeedback etc.) abgebildet und mit den Soll-Daten abgeglichen. Auf diese Weise entsteht ein sog „digitaler Schatten“ des realen Produktes, der sehr anschaulich eine eventuelle Diskrepanz von Ist und Soll aufzeigt. Eine Diskrepanz, die Industrie 4.0 künftig zeitnah auf ein Minimum abschmelzen wird – und zwar stets neu bis zur jeweils nächsten Optimierung.

Donnerstag, 4. Mai 2017

BIM Kompetenz in Aachen

Im Programm 2017 stellt der Verein „ccBIM“ (competence center for Building Information Modeling) Veranstaltungsschwerpunkte für dieses Jahr zusammen. Wir sind dort involviert und ich möchte die Vorhaben hier kurz darstellen.

Die sog. „BIMcafés“ beinhalten kleine Formate an verschiedenen Orten zur Zeit noch hauptsächlich in und um Aachen herum, die mit Impulsvorträgen zu aktuellen BIM-Themen beginnen und in einen lockeren Austausch übergehen. Für Einsteiger geeignet, aber auch für Fortgeschrittene, die Wissen vertiefen wollen bzw. für alle, die beabsichtigen, Kontakte in der Region zu knüpfen.

Es stehen noch drei Termine an, so am 29. Mai am „RWTH-Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen“, am 3. Juli bei dem Werk- bzw. Baustoffspezialisten „Saint-Gobain“ und am 16. November zusammen mit der Firma „liNear“, die Bau- und Planungssoftware produziert. Die Themen entnehmen Sie bitte dem verlinkten Faltblatt unten.

Bei dieser Gelegenheit möchte ich nochmal an die „BIMconvention“ erinnern. Sie wird in diesem Jahr am 27. und 28. September im Eurogress Aachen bzw. Tivoli Aachen stattfinden. Neben Vorträgen wird es dort auch Diskussionsrunden bzw. Workshops geben. Die BIMconvention gilt als einer der Höhepunkte regionaler BIM-Aktivität. Es lohnt ein Besuch!

Faltblatt „BIM Kompetenz am Standort Aachen“:
http://cc-bim.de/wp-content/uploads/2017/03/20170323_Faltblatt_ABE_ccBIM_BIM-Programm2017-E-Mail.pdf

Montag, 30. Januar 2017

Zum Stichwort Digitalisierung: Industrie 4.0 – Teil 2

Nun also der zweite Teil meiner kleinen Reihe über die Digitalisierung und Industrie 4.0.  Sehen Sie sich bitte zunächst das Video an, das ich am Ende dieses Artikels verlinkt habe. Dort wird das Produkt "Amazon dash" vorgestellt. Es liegt mir fern, für diesen Konzern Werbung zu machen. Vielmehr geht es um die Revolution, die hinter einer Anwendung steckt, die uns heutzutage als kinderleicht und vollkommen selbstverständlich erscheint.

Eine kleine Hardwarekomponente von der Größe einer Fernbedienung ist in der Lage, Barcodes auf Produkten zu scannen und auch, Sprachbefehle entgegenzunehmen. Alle Informationen werden verwaltet mittels Applikationen auf Mobiltelefonen bzw. der zugehörigen Bestellübersicht im Amazon-Konto. Es ist leicht zu erraten, dass es bei "Amazon dash" um den Kauf von Produkten geht. Eine weitere Variante ist, nur bestimmte Waren (nach der Einführung Sommer 2015 gab es rund 20) per Knopfdruck bestellbar zu machen. Auch diese Hardwarekomponenten sind per WLAN in das Heimnetz eingebunden.

Um die Entstehung deutlich zu machen, folgender Hinweis. In der ersten industriellen Revolution ging es um die Mechanisierung, in der zweiten um die Fließbandfertigung und in der dritten, um den Einsatz von Mikroelektronik bzw. die Einführung von Computern in die Produktion. Nun ist der Endverbraucher in der Lage, per Knopfdruck in ein Produktionsszenario einzugreifen; ein solches ist natürlich auch die logistische Arbeit eines Online-Warenhauses. Das beschreibt die vierte industrielle Revolution, die Industrie 4.0, sehr gut.

Ein simpler Taster wird zu einer intelligenten Plattform, die Programme ausführt, ID-Nummern liest, Sprachbefehle entgegen nimmt, sich mit anderen Sensoren vernetzt und Logistikketten in Gang setzt; das alles vom heimischen Sofa. Das Ganze ist keine Einbahnstraße, denn Informationen aus der Produktion – bzw. aus dem Logistikprozess – kommen auch zurück. Die Produktion wird "smart", wie man heutzutage sagt. Sie steht bei, während auch nach dem Verkauf von Produkten mit dem Hersteller wie dem Kunden in Verbindung. Sie steuert die Produktionsplanung flexibel und eröffnet Märkte für neue Dienstleistungen.

„Amazon dash“ – Produktvideo:
https://www.youtube.com/watch?v=aFYs9zqYpdM

Wird fortgesetzt.