Per Knopfdruck zum Fabriklayout

Eine neue Fabrik zu planen oder eine Produktionsstätte umzugestalten ist äußerst aufwändig. Allein für die Suche nach dem optimalen Layout, also der bestmöglichen Anordnung aller Maschinen, Lager und Büroräume, müssen sich Unternehmen bisher mehrere Wochen Zeit nehmen. Doch für viele produzierende Unternehmen ist das wichtig, um am Markt bestehen zu können. Deshalb forscht das IPH an verschiedenen Methoden, die diesen Prozess deutlich vereinfachen, beschleunigen und verbessern.

Eine Layoutplanung erfolgt in aller Regel manuell: Fabrikplanungsexperten 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. Dafür nutzen sie entweder einen Grundriss auf Papier oder einen digitalen Grundriss in einer Planungssoftware.

Die manuelle Layoutplanung ist äußerst zeitaufwändig und doch bisher nicht zu ersetzen. Zwar existieren bereits Möglichkeiten, Fabriklayouts am Computer zu generieren, optimale Ergebnisse sind damit aber noch nicht möglich.

„Mit den bisherigen Methoden lassen sich Fabriklayouts nur sehr einseitig optimieren", sagt 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 Meetingraum in Hörweite einer lärmenden Fräsmaschine befindet oder die manuelle Montage in der dunkelsten Ecke der Fabrik platziert wird", so Aurich.

Im Forschungsprojekt „MeFaP" will das IPH jetzt eine ganzheitliche Methode zur automatisierten Layoutplanung entwickeln. In den kommenden beiden Jahren, also bis Ende 2019, wollen die Forscher eine Software entwickeln, die erstmals mehrere Aspekte in die Layoutplanung einbezieht und dadurch praxistaugliche Fabriklayouts erzeugt. Im Vergleich zur manuellen Planung ließe sich damit viel Zeit sparen – bei ähnlich guten oder sogar besseren Ergebnissen.

Die Software benötigt zuerst das sogenannte Raumbuch, d.h. eine detaillierte Bestandsaufnahme der Fabrik mit sämtlichen Maschinen, Lagerflächen, Büros und Meetingräumen. Diese Daten bieten ohnehin die Grundlage für eine manuelle Planung und müssen bei jedem Fabrikplanungsprojekt sehr detailliert aufgenommen werden.

Zukünftig kann bei dieser Analyse des Ist-Zustands eine Drohne zum Einsatz kommen. Sie scannt die Fabrikhalle mithilfe einer speziellen Kamera und erstellt einen dreidimensionalen Lageplan. Aktuell müssen Fabrikplaner die einzelnen Elemente noch manuell in den Grundriss der Halle eingeben.

Die Drohne schafft das erheblich schneller und erreicht dabei auch Teile der Fabrik, die für den Menschen nur schwer zugänglich sind, wie zum Beispiel umzäunte Roboter oder Förderanlagen.

Die Software zur automatisierten Fabrikbewertung hat das IPH bereits im Vorgängerprojekt „QuamFaB" entwickelt. Dabei kann der Nutzer selbst festlegen, welche Kriterien ihm am wichtigsten sind: Soll die Fabrik möglichst wandlungsfähig sein oder der Materialfluss möglichst effizient? Was ist bedeutsamer: kurze Wege oder ein geringer Energiebedarf? 

Ein Algorithmus wählt aus den automatisch generierten Layouts die besten aus und ordnet dann Maschinen, Lager und Wege in der neuen Halle optimal an. So lässt sich schnell und objektiv feststellen, welche Variante für den Kunden die beste ist.