Fabriklayouts: neue Methode zur automatisierten Planung
Wissenschaftler vom Institut für Integrierte Produktion Hannover entwickeln derzeit ein Software-Tool, mit dem sich Maschinen, Lagerflächen und Büroräume in einer Fabrik optimal anordnen lassen. Unternehmen können dadurch bessere Ergebnisse erzielen als mit einer manuellen Planung und so Zeit und Geld einsparen.
Eine neue Fabrik zu planen oder eine vorhandene Produktionsstätte umzugestalten gestaltet sich äußerst aufwendig. Schon die Suche nach dem optimalen Layout, also der bestmöglichen Anordnung aller Maschinen, Lager und Büroräume, erforderte bisher mehrere Wochen Zeit. Außerdem erfolgt die Layoutplanung in aller Regel manuell: Planungsexperten teilen die Fabrik in einzelne Bereiche auf, beispielsweise für den Wareneingang, die Montage, das Fertigteilelager und vieles mehr, und ordnen diese Bereiche auf dem Grundriss an. Hierfür wird entweder ein Grundriss auf Papier oder ein digitaler Grundriss in einer Planungssoftware genutzt.
Digitales Erzeugen von Fabriklayouts
Die manuelle Layoutplanung ist äußerst zeitaufwendig und konnte bisher trotzdem nicht ersetzt werden. Zwar existieren bereits Möglichkeiten, Fabriklayouts digital zu generieren, optimale Ergebnisse werden damit aber noch nicht erzielt. „Mit den bisherigen Methoden lassen sich Fabriklayouts nur sehr einseitig optimieren“, erklärt Paul Aurich, Projektingenieur am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH. Optimiert werde meist nur die Transportintensität, die Fabrikbereiche würden also so angeordnet, dass die Wege möglichst kurz sind. Andere Aspekte würden dabei außer Acht gelassen. „Das kann dazu führen, dass sich der Meeting-Raum in Hörweite einer lärmenden Fräsmaschine befindet oder die manuelle Montage in der dunkelsten Ecke der Fabrik platziert wird“, betont Aurich.
Mit dem Forschungsprojekt „MeFaP“ hat sich das IPH das Ziel gesetzt, eine ganzheitliche Methode zur automatisierten Layoutplanung zu entwickeln. Bis Ende 2019 wollen die Forscher eine Software entwickeln, die erstmals mehrere Kriterien in die Layoutplanung einbezieht und dadurch praxistaugliche Fabriklayouts erzeugt. Im Vergleich zur manuellen Planung könnte dadurch der Zeitaufwand reduziert werden, bei ähnlich guten oder sogar besseren Ergebnissen.
Wandlungsfähige Fabrik oder effizienter Materialfluss
Anwender müssen zunächst das sogenannte Raumbuch in die Software eingeben, die eine detaillierte Bestandsaufnahme der Fabrik mit sämtlichen Maschinen, Lagerflächen, Büros und Meetingräumen beinhaltet. Es ist erforderlich, diese Daten bei jedem Fabrikplanungsprojekt als Grundlage für die manuelle Planung detailliert aufzunehmen. Anschließend kann der Nutzer festlegen, welche Kriterien am wichtigsten sind: Soll die Fabrik möglichst wandlungsfähig sein oder soll der Materialfluss möglichst effizient gestaltet sein? Sind kurze Wege oder ein geringer Energiebedarf wichtiger?
Anschließend erzeugt die Software verschiedene Fabriklayouts und bewertet diese nach den definierten Kriterien. Eine Software zur automatisierten Fabrikbewertung hat das IPH bereits im Vorgängerprojekt „QuamFaB“ entwickelt. Diese Algorithmen wollen die Forscher jetzt nutzen, um aus den automatisch generierten Layouts die besten auszuwählen.
„Eine Software kann in kürzester Zeit viel mehr mögliche Lösungen betrachten und objektiv bewerten, als ein Mensch überblicken kann“, erläutert Aurich die Vorteile der Lösung. „Deshalb vermuten wir, dass die Software auch bessere Ergebnisse liefert.“ Fabrikplaner müssten sich dann nur noch um die Details kümmern, die sogenannte Feinlayoutplanung. Das beschleunigt die Fabrikplanung enorm – übrigens auch am IPH. Seit fast 30 Jahren plant das Institut Fabriken für Industrieunternehmen, unter anderem für Bahlsen, Weserland oder Weinig Grecon.
Unternehmen, die sich für die automatisierte Layoutplanung interessieren, können sich an dem Forschungsprojekt beteiligen. Gesucht werden neben Partnern mit Fabrikplanungs-Knowhow auch produzierende Unternehmen, die die Software testen möchten und dafür Daten bereitstellen. Das erste Projekttreffen wird voraussichtlich Ende April 2018 stattfinden. Das 1988 aus der Leibniz Universität Hannover gegründete Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gemeinnützige GmbH bietet Forschung und Entwicklung, Beratung und Qualifizierung bei den Themen Prozesstechnik, Produktionsautomatisierung, Logistik und XXL-Produkte.
Autor: Stefan Girschner
