Hier finden Sie Beiträge und Links zu Fachhochschulen, Universitäten und Forschungsinstitute auf einen Blick.
Kompetenzen zu virtuellen Techniken neu gebündelt
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Virtuelle Kompetenznetzwerk zur Virtuellen und Erweiterten Realität (Vivera) mit 4,5 Millionen Euro. Enger wissenschaftlicher Austausch und intensive Vernetzung von höchsten Kompetenzen sollen eine effiziente Nutzung von Forschungsergebnissen in der unternehmerischen Praxis ermöglichen. Unter diesem Leitgedanken haben sich jetzt fünf Fraunhofer-Institute und die mit ihnen verbundenen Universitäten zusammengeschlossen. Vivera konzentriert sich auf die Themenfelder Entwicklung, Test, Produktion und Qualifizierung. Im Blickfeld stehen dabei die Branchen Automobilbau, Anlagenbau, Maschinenbau, Schiffbau und Medizin.
Um dies zu erreichen, hat sich das Kompetenznetzwerk zum Ziel gesetzt, auf dem Gebiet der virtuellen und erweiterten Realität (VR und AR) weiteren Entwicklungsbedarf zu identifizieren, Erfahrungen von Entwicklern und Anwendern zusammenzuführen und auf andere Anwendungsbereiche zu übertragen. Durch begleitende Forschung sollen die Funktionalitäten von VR und AR erweitert und je nach Bedarf angepasst werden. Die Forschungsergebnisse sollen in einer Wissensbasis dokumentiert und in die internationale Forschungslandschaft integriert werden. Damit finden innovative Entwicklungen den Weg in die Unternehmen und werden einem möglichst breiten Kreis von potenziellen Nutzern zugänglich.
Die Federführung des Vorhabens übernimmt das Virtual Development and Training Centre (VDTC) des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg. Das VDTC dient als Ansprechpartner für den Technologietransfer und stellt den Kontakt mit den kooperierenden Forschungspartnern her. Die Funktion des Sprechers hat IFF-Institutsleiter Professor Michael Schenk übernommen.
Unternehmen, die an der Anwendung virtueller Technologien Interesse haben, sind zur Mitarbeit im Kompetenznetzwerk eingeladen. Die Vivera-Wissenschaftler, ausgestattet mit den umfangreichen Erfahrungen bereits durchgeführter Projekte, erarbeiten dann gemeinsam mit den Auftraggebern aus der Wirtschaft individuelle Anwendungen. Die Forscher beraten bei der Einführung derartiger Technologien und entwickeln ganz nach Maß individuelle Softwarelösungen. Studenten können sich bei Interesse an der Mitarbeit als Hilfswissenschaftler, Diplomand und Doktorand an den zuständigen Personalkoordinator wenden. Der Beitrag ist in der Rubrik Campus von CADplus 5-6/2005 erschienen.
Kontakt über Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung Personalentwicklungskoordinator, Dipl.-BW (FH) H. Mägdefrau, Sandtorstr. 22, 39106 Magdeburg: www.iff.fhg.de
Neue Schulbank für CAE-Ingenieure
Den präzisen Klang einer Stimmgabel schnell und effizient zu ermitteln oder die Belastungsfähigkeit von Nudeln zu testen, dies scheint ein zeitaufwändiges Unterfangen zu sein. Nicht jedoch, wenn man die rechnergestützte Simulation zu Hilfe nimmt. Die Anwendungsmöglichkeiten des Computer Aided Engineering (CAE) – der numerischen Simulation – scheinen nicht nur bei Produkten, sondern auch bei Herstellungsprozessen unbegrenzt zu sein. Mit ihnen hat sich in den vergangenen Jahren das Berufsbild des Berechnungsingenieurs gewandelt.
Mit dem Anspruch, in diesem Bereich neue Wege zur Weiterbildung zu öffnen, ist der Masterstudiengang Applied Computational Mechanics im September 2005 an den Fachhochschulen Ingolstadt und Landshut gestartet. Seit Dezember läuft das Bewerbungsverfahren für den nächsten Durchgang, der im kommenden September 2006 beginnt. Der Studiengang bietet mit seinem berufsbegleitenden und anwendungsorientierten Ansatz ein bisher einmaliges Weiterbildungsangebot im Bereich CAE. Als sogenannte Public Private Partnership zwischen den Fachhochschulen Landshut und Ingolstadt und der das Studium organisierenden Cadfem GmbH mit Sitz in Grafing bei München will sie zudem Maßstäbe für die oft geforderte engere Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und Wirtschaft setzen. Die elf Studenten des Pilotkurses kommen aus Luxemburg, der Schweiz, Italien, Tschechien, der Türkei und Deutschland. Sie werden ihr Studium komplett in Englisch absolvieren. “Was die Unternehmen brauchen, sind schnell einsetzbare Fachkräfte, die sich nicht nur auf ihr Spezialwissen konzentrieren, sondern auch im Management fit sind“, begründet Günter Müller, Geschäftsführer von Cadfem, die Bildungsinitiative. “Sie müssen Projekte koordinieren und überwachen können.“ Die Berechnungsingenieure stehen oftmals in der Pflicht, eine Projektkalkulation und eine annehmbare Ergebnispräsentation vorzulegen. Dass der Bedarf nicht nur für hochspezialisiertes Fachwissen, sondern auch für den interdisziplinären Blick besteht, stellen Unternehmen oftmals erst im konkreten Fall fest. Berufsbegleitende, anwendungsorientierte Weiterbildung sei hier die Lösung, so Müller weiter. Als innovativ und flexibel empfinden nicht nur die Studenten ihr Studium. Auch die Europäische Union ließ sich von dem Konzept begeistern und unterstützt es noch bis Ende 2006 mit Mitteln aus dem Leonardo-da-Vinci-Fonds. Der Beitrag ist in CADplus 3/2006 erschienen.
www.esocaet.com
Leitfaden zur Umsetzung der Digitalen Fabrik
Der VDI-Fachausschuss “Digitale Fabrik” hat unter Leitung von Professor Uwe Bracht, IMAB/TU Clausthal, den Gründruckentwurf zur Richtlinie VDI 4499 auf der Industriemesse in Hannover der Öffentlichkeit vorgestellt. Darin enthalten ist eine grundsätzliche Bestimmung der wesentlichen Begrifflichkeiten in Verbindung mit wichtigen Hinweisen zu Prozessen, organisatorischen Maßnahmen sowie möglichen Hard- und Softwarearchitekturen für Digitale-Fabrik-Szenarien.
Seit einigen Jahren ist ein wachsendes Interesse an Konzepten rund um ein möglichst vollständiges virtuelles Abbild von Produktionsstätten auffällig. Wichtige Schrittmacher für das innovative Konstrukt Digitale Fabrik fanden sich bisher insbesondere unter den Fahrzeugherstellern. Dazu gesellten sich einige bedeutende Tier-1-Zulieferer, die eine direkte Verbindung zum Automobilbau haben und bereits als Entwicklungspartner oder Systemlieferanten tätig sind. Doch nicht nur der Fahrzeugbau, sondern beispielsweise auch der Maschinenbau- und Anlagenbau haben diese Thematik aufgegriffen und mit der Umsetzung begonnen.
Inzwischen haben die Pioniere auf diesem Gebiet erhebliche Mittel und Ressourcen bereitgestellt und in Schlüsselbereichen Erfolge verbuchen können. Sie machen deutlich, dass es eigentlich keine Alternative hierzu gibt. Jedoch ist auffällig, dass es kein allgemeines Verständnis, geschweige denn eine einheitliche Terminologie gibt. Da mit der zunehmenden Verbreitung bei immer mehr Firmen, die in der Lieferantenkette unterhalb der Tier-1 angesiedelt sind, die Erkenntnis wächst, dass die Digitale Fabrik einen entscheidenden Beitrag zur Erschließung von wichtigen wirtschaftlichen Potenzialen leisten kann, besteht hierzu ein zunehmender Informationsbedarf. Aber auch in anderen Branchen gilt es zunehmend, Planungsumfänge effizienter zu bearbeiten und Planungsstände bereits im Vorfeld der Umsetzung entsprechend digital aufbereitet bereitzustellen. Daraus ergeben sich wichtige Fragen, zu deren Beantwortung Erkenntnisse notwendig sind, die von den Vorreitern der Digitalen Fabrik erarbeitet wurden.
Ist Collaboration Engineering mit Austausch digitaler Entwicklungsdaten über Einzelteile oder Baugruppen zwischen OEM und Zulieferer bereits gang und gäbe, so sind Anlagenlieferanten und Planungsdienstleister noch nicht vollständig integriert. Und dies, obwohl es bereits zum Standard geworden ist, mithilfe entsprechender Simulationstools eine dynamische Absicherung von Maschinen und Anlagen vorzunehmen, um beispielsweise nachweisen zu können, dass die geplanten Ausbringungsmengen zu erreichen sind oder das Zusammenspiel verschiedener Anlagenkomponenten ohne Probleme möglich ist.
Die grundsätzlichen Erwartungen an die Digitale Fabrik zielen insbesondere auf eine nachhaltige Verbesserung aller Planungsaktivitäten durch einen umfassenden Rechnereinsatz. Zusätzlich wird angestrebt, eine Verkürzung der Produktentwicklung und Produktionsprozessplanung durch eine Parallelisierung der wichtigsten Aktivitäten zu erreichen.
Wen es etwas angeht. Mit der gezielten Vereinheitlichung der Planungsprozesse, die wiederkehrend in unterschiedlichen Projekten auftreten, lassen sich die Abläufe beschleunigen, Fehler vermeiden und die Wirtschaftlichkeit erhöhen. Zeitersparnisse ergeben sich dabei durch die Optimierung der Kommunikation zwischen allen an Planungsprojekten beteiligten Fachgruppen. Ein weiteres wichtiges Bestreben sollte dabei sein, den Wissenserwerb und -erhalt im Unternehmen zu ermöglichen und zu unterstützen. Im Rahmen dieses Spannungsfelds lassen sich die Zielgruppen der Digitalen Fabrik identifizieren. Die Digitale Fabrik wendet sich in erster Linie an unternehmensinterne Abteilungen, die mit planerischen Aufgaben betraut sind, sowie an Planungsdienstleister, Teile- und Modulzulieferer sowie Anlagenlieferanten.
Der mit der Erstellung der Richtlinie befasste Fachausschuss weist eine optimale heterogene Zusammensetzung verschiedenster Experten auf. Es konnten Fachleute und Praktiker aus verschiedenen Bereichen wie der Automobilbranche, Fördertechnikhersteller sowie aus dem Flugzeug- und Anlagenbaubau für die Themen des Fachausschusses gewonnen werden. Ergänzt wurden diese durch Spezialisten aus verschiedenen Softwarehäusern, die Werkzeuge der Digitalen Fabrik entwickeln, und Mitgliedern aus der universitären Forschung.
Sprachregelung. Zunächst wurde eine Definition entwickelt, um zu einem einheitlichen Verständnis sowohl für alle Beteiligten als auch für die zukünftigen Nutzer der Richtlinie zu gelangen:
Die Digitale Fabrik ist der Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von digitalen Modellen, Methoden und Werkzeugen – unter anderem der Simulation und 3D-Visualisierung –, die durch ein durchgängiges Datenmanagement integriert werden.
Ihr Ziel ist die ganzheitliche Planung, Evaluierung und laufende Verbesserung aller wesentlichen Strukturen, Prozesse und Ressourcen der realen Fabrik in Verbindung mit dem Produkt.
Der bisherige Kern des Leitbilds ist auf die Produktionsplanung und Gestaltung der Fabrik beschränkt. Jedoch ist zu erwarten, dass es künftig eine stärkere Überschneidung mit den Belangen der Entwicklung und Konstruktion geben wird und dass sich der Digitalen Fabrik reale Chancen zur Planung und Steuerung des laufenden Fabrikbetriebs bieten. Dieser Tatsache kommt das derzeit in Arbeit befindliche zweite Blatt der Richtlinie mit dem Titel Digitaler Fabrikbetrieb nach.
Neben der Definition des Begriffs “Digitale Fabrik“ und der Beschreibung des derzeitigen Fokus bietet die Richtlinie 4499 einen Überblick über die Ziele, die Anwendungsgebiete und den Nutzen des Konzepts. Da bei der Umsetzung der Digitalen Fabrik eine deutliche Orientierung an den Prozessen der Produktionsplanung und Gestaltung der Fabrik notwendig ist, entstehen unternehmensspezifische Ausprägungen des Konzepts. Dementsprechend kommt der Auswahl geeigneter Modelle, Methoden und Werkzeuge eine wichtige Schlüsselrolle zur erfolgreichen Einführung und Anwendung der Digitalen Fabrik zu. Aus diesem Grunde wurden besonders diesen Punkten im Grundlagenblatt Aufmerksamkeit geschenkt und anhand eines Anwendungsbeispiels veranschaulicht.
Aus den bisher erfolgreich durchgeführten Pilotprojekten für die Digitale Fabrik lässt sich schließen, dass die Verwirklichung des Gesamtkonzepts zu Veränderungen in der Organisation der Unternehmen führt. In diesem Sinne gibt die Richtlinie eine wertvolle Hilfestellung bei der Analyse der grundsätzlichen Einsatzfelder in einem Unternehmen. Ergänzt wird dies durch wichtige Anmerkungen zur anforderungsgerechten Auswahl von Werkzeugen und Hinweisen zur organisatorischen Strukturierung der von der Digitalen Fabrik beeinflussten Unternehmensbereiche im Rahmen der Einführung.
Große Bedeutung haben in diesem Zusammenhang das Datenmanagement und die Systemarchitektur. Beide IT-Anwendungsfelder werden in Expertenkreisen rege diskutiert und häufig von kleinen und mittleren Unternehmen nachgefragt. Da es keine allgemeingültige Standardlösung gibt, können auch keine verbindlichen Aussagen dazu gemacht werden. Dennoch sind einheitliche Grundkonzepte für eine mögliche Hard- und Softwarearchitektur vorhanden, die in der Richtlinie entsprechend behandelt werden. Besonders die Kriterien für die Systemauswahl werden dabei aufgeführt und erläutert.
Ausblick. Obwohl sich die ersten Wellen geglättet haben, die in der ersten Euphorie recht hoch schlugen, ist das Gesamtkonzept Digitale Fabrik von großem Wert und ohne ernstzunehmende Alternativen. Denn die Randbedingungen verkürzte Produktentwicklungszyklen und schnelle Anpassungen von Produktionen an veränderte Marktanforderungen verlangen ihren Tribut. Wichtig wird für die nächsten Jahre eine pragmatische Herangehensweise an die entsprechenden Konzepte sein. Es werden die außerordentlichen Investitionen, wie sie in den vergangenen Jahren (durchaus berechtigt) im Rahmen der Konzeptentwicklung bei den OEMs bereitgestellt wurden, für die Adaption und Implementierung der Digitalen Fabrik in kleineren Unternehmen nicht möglich und auch nicht zielführend sein. Vielmehr gilt es, dass jeder für sich ein gesundes Maß für die Umsetzung entsprechender Szenarien entwickelt. Nur auf diese Weise kann sich das Konzept voll entfalten und in der Breite etablieren.
Dies ist Grund genug für den VDI/ FML-Fachausschuss „Digitale Fabrik“, seine Arbeiten an der Richtlinie fortzusetzen. Neben dem bereits erwähnten Blatt 2 sind weitere Richtlinienblätter geplant, die sich aller Voraussicht nach mit den Themenfeldern “Datenmanagement“, “Modellbildung“, “Organisation“ und “Mensch“ rund um die Digitale Fabrik ausführlich befassen werden. Neue Mitglieder sind daher in dem Fachausschuss jederzeit herzlich willkommen. Eine Kontaktaufnahme kann über den VDI oder das IMAB der TU Clausthal erfolgen.
UWE BRACHT, THOMAS MASURAT
Zum Bild: Im Virtual-Reality-Labor des Instituts für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB) der Technischen Universität (TU) Clausthal planen Institutsleiter Uwe Bracht (2.v.r.) und seine Mitarbeiter auf 30 Quadratmetern Projektionsfläche Fabrikanlagen und Produktionsabläufe im großen Stil.
www.imab.tu-clausthal.de
Der Beitrag ist in CADplus 5/2006 erschienen.
Supercomputing eint Politik
Europas schnellster Rechner wurde im Ende Juli dieses Jahres auf dem Campus-Gelände der Universität Stuttgart feierlich eingeweiht. Lesen Sie hierzu den Beitrag, der in der Ausgabe 4/2005 von CADplus erschienen ist.
