Susann Reichert, B. Eng.Referentin für Public Relations und Marketing PR and Marketing Manager
Fabrikplanungsprojekte sind komplex und zeitaufwendig. Allein die Datenaufnahme und -analyse im Rahmen der Grundlagenermittlung nimmt bis zu 50 Prozent des Projektaufwandes ein. Besonders die Ermittlung des bestehenden Layouts mit seinen unterschiedlichen Flächen – beispielsweise für Lager, Bereitstellung, Maschinen oder Funktionsflächen – nimmt viel Zeit in Anspruch, da häufig keine detaillierten und aktuellen Layouts vorliegen und die Flächen händisch vermessen werden müssen. Aufgrund des hohen Zeit- und Kostenaufwands stehen KMU Wandlungsprozessen in der Fabrik oft kritisch gegenüber. Zudem ist nur mit hohem Aufwand eine dreidimensionale Planung realisierbar, welche ein besseres Vorstellungsvermögen und somit bessere Ergebnisse ermöglicht. Um diesen Prozess zu vereinfachen, werden Technologien zur schnellen und aufwandsarmen Datenaufnahme und -analyse im Fabrikplanungsprozess benötigt. Eine drohnenbasierte automatisierte 3D-Fabrikkartographierung könnte den Aufwand für die Grundlagenermittlung senken und eine dreidimensionale Planung ermöglichen.
Ziel des Forschungsvorhabens „Instant Factory Maps“ ist die Entwicklung von Technologien zur automatisierten 2D- und 3D-Layouterfassung in Fabriken. Dazu sollen teilautonom fliegende Drohnen eingesetzt werden, die 2D- oder 3D-Luftaufnahmen erzeugen. Durch die automatisierte Zusammensetzung der Bilder (Stitching/Mapping) kann ein maßstabsgetreues Gesamtbild der Fabrik erzeugt und automatisiert ausgewertet werden – beispielsweise werden Flächen und Maschinen automatisch erkannt und vermessen. Die gewonnenen Daten können direkt im Fabrikplanungsprozess verwendet werden, zum Beispiel zur Raumbucherstellung sowie zur Erstellung von digitalen 3D-Modellen oder physischen, 3D-gedruckten Modellen.
„Viele Fabriklayouts sind historisch gewachsen, die Abläufe werden mit der Zeit oft ineffizient. Hier ließe sich viel optimieren – aber vor allem kleine und mittlere Unternehmen scheuen den Aufwand“, sagt Dominik Melcher, der am IPH das Forschungsprojekt „Instant Factory Maps“ leitet. Schon die Vorbereitung ist enorm zeitaufwendig: Die komplette Fabrikhalle mit sämtlichen Maschinen und Lagerflächen wird von Hand ausgemessen und anschließend in ein Computermodell übertragen. Erst dann kann die eigentliche Optimierung beginnen. „Die händische Datenaufnahme und -analyse macht bis zu 50 Prozent des gesamten Arbeitsaufwandes aus“, sagt Melcher.
Fabriklayout im Flug erfassen
Das soll sich ändern: In Zukunft soll eine Drohne das Fabriklayout im Flug erfassen. 3D-Kameras oder Laserscanner an Bord vermessen die komplette Fabrikhalle. Die Daten werden anschließend am Computer verarbeitet und analysiert: Maschinen, Hochregale und Wege werden automatisch erkannt und eingezeichnet. Aus den Daten entsteht schließlich ein dreidimensionales Modell, das sich direkt bearbeiten lässt, beispielsweise mit einem CAD-Programm. Die Layouterfassung wird auf diese Weise deutlich schneller gehen als bisher. Statt in wochen- oder monatelanger Handarbeit ließe sich automatisiert binnen weniger Stunden ein 3D-Modell der Fabrik erzeugen. Das nützt vor allem kleinen und mittleren Unternehmen, die ihre Produktion effizienter gestalten wollen, aber wenig Zeit und Geld investieren können. Das IPH will die neue Technologie auch selbst nutzen: Seit fast 30 Jahren planen und optimieren die Ingenieure Fabriken. Mit der automatisierten Layouterfassung können sie diese Dienstleistung künftig günstiger anbieten und ihren Kunden in deutlich kürzerer Zeit Ergebnisse liefern.
