Layoutplanung in der Produktion

Vom old­school 2D-Lay­­out zur moder­nen Pla­nung mit 3D-Daten

Die Lay­out­pla­nung ist ein Teil der Fabrik­pla­nung und gehört zum Auf­ga­ben­feld der Produktionsplaner:innen. Es bezeich­net die Anord­nung aller Betriebs­mit­tel in einer Fabrik. Teil­ge­bie­te sind unter ande­rem die Flä­chen­pla­nung und die Mate­ri­al­fluss­pla­nung. Maschi­nen, Anla­gen, Mon­ta­ge­plät­ze und Lager­ele­men­te — all das sind Objek­te, die nur wenn sie rich­tig ange­ord­net sind, effi­zi­ent mit­ein­an­der funk­tio­nie­ren und ohne Pro­ble­me inein­an­der­grei­fen. Um die opti­ma­le räum­li­che Anord­nung zu fin­den, müs­sen vie­le Vari­an­ten durch­pro­biert werden.

Das “Durch­pro­bie­ren” von Anord­nungs­va­ri­an­ten pas­siert in der Pra­xis mit­tels 2D-Dar­­stel­­lun­­­gen, vom Block­lay­out zum Fein­lay­out. Die­se sind sehr abs­trakt und häu­fig unge­nau. Außer­dem sind sie für Außen­ste­hen­de schwer ver­ständ­lich. Um die 2D-Ski­z­­zen mit wei­te­ren Betei­lig­ten — wie bei­spiels­wei­se Werker:innen und Manager:innen — bes­ser kom­mu­ni­zie­ren zu kön­nen, grei­fen Planer:innen auf CAD-Lay­­outs zurück. Die­se wer­den von den ent­spre­chen­den Expert:innen mit viel Zeit­auf­wand umge­setzt. Den­noch ist das Ergeb­nis für eine ganz­heit­li­che Pla­nung meist ernüch­ternd: Die rea­le Umge­bung der sich kon­ti­nu­ier­lich ändern­den Pro­duk­ti­on wird nur unzu­rei­chend abgebildet.

Neben der Anord­nung von Fer­ti­gungs­be­rei­chen und Anla­gen dür­fen auch deren Platz­be­darf und even­tu­el­le Trans­port­be­zie­hun­gen zwi­schen den ein­zel­nen Objek­ten nicht ver­ges­sen wer­den. Denn nur so kön­nen die Vor­tei­le der Lay­out­pla­nung voll aus­ge­schöpft wer­den: Mit einer opti­ma­len Shop­f­­loor-Pla­­nung kann der Mate­ri­al­fluss der gesam­ten Pro­duk­ti­on bestimmt wer­den. Durch­lauf­zei­ten wer­den ver­kürzt, die Qua­li­tät erhöht und die Lie­fer­treue gesi­chert. Außer­dem kön­nen durch die früh­zei­ti­ge Berück­sich­ti­gung der Platz­be­dar­fe auch Flä­chen­kos­ten ver­rin­gert wer­den. Und nicht nur das: Durch gut geplan­te Arbeits­plät­ze wird auch die Effi­zi­enz gestei­gert. Denn in der Dar­stel­lung eines Lay­outs kön­nen neben den Anla­gen im Gebäu­de auch die Lauf- und Fahr­we­ge abge­bil­det werden.

Moderne Visualisierung der Layoutplanung

Wie die Pro­duk­ti­ons­pla­nung räum­li­che Gege­ben­hei­ten berücksichtigt

Im wei­te­ren Ver­lauf der Pla­nung– also nach der Erstel­lung der ers­ten 2D-Lay­­outs – ist das Card­board Engi­nee­ring eine der belieb­ten Lean Metho­den zur Erpro­bung von Lay­outs. Anhand von gro­ßen Kar­tons, die in einer lee­ren Hal­le auf­ge­stellt wer­den, kön­nen Platz­be­dar­fe ermit­telt und Pro­zes­se durch­lau­fen werden.

Die­se Metho­de kommt ähn­lich wie die Papier­pla­nung aus einer Zeit, in der es noch kei­ne digi­ta­len Alter­na­ti­ven gab. Heu­te aber gibt es diver­se Lösun­gen fern­ab der ana­lo­gen – oft sehr zeit- und raumin­ten­si­ven – Layoutplanung.

Ein Bei­spiel dafür ist Halo­cli­ne. Die Vir­tu­al Rea­­li­­ty-Edi­­tor­­lö­­sung erlaubt die Pla­nung eines Neu­baus oder die Umpla­nung einer bestehen­den Pro­duk­ti­ons­hal­le am digi­ta­len Zwil­ling der Fabrik. Hier kön­nen ver­schie­de­ne Vari­an­ten erstellt, ver­gli­chen und im Detail bewer­tet werden.

Wie funktioniert die Layoutplanung in Virtual Reality?

Die Arbeits­schrit­te mit Halo­cli­ne im Überblick:

  1. Zunächst wird ein vir­tu­el­les Abbild der Fabrik­hal­le erstellt, indem die Maße auf der Halo­cli­­ne-Des­k­­to­p­­ober­­flä­che ein­ge­tra­gen werden.
  2. Im nächs­ten Schritt kön­nen auf die sel­be Wei­se Arbeits­be­rei­che fest­legt werden.
  3. Wenn 2D-Lay­­outs vor­han­den sind, kön­nen die­se als Bild­da­tei­en ein­fügt wer­den und als Grund­la­ge für den Auf­bau der 3D-Daten dienen.
  4. Es folgt die Lini­en­pla­nung und die Vor­mon­ta­ge in der vir­tu­el­len Fabrik. Dies ist auch kol­la­bo­ra­tiv an einem gemein­sa­men Lay­out möglich.
  5. Alle Bestand­tei­le der Fabrik­hal­le kön­nen anhand von Boxen auf­ge­baut wer­den. Der Detail­lie­rungs­grad ist den Anwender:innen selbst überlassen.
  6. Anla­gen und 3D-Model­­le kön­nen über den CAD-Import ein­ge­fügt werden.
  7. In der Halo­cli­ne Biblio­thek gibt es eine Aus­wahl an Stan­dard­ele­men­ten, die plat­ziert wer­den kön­nen. Außer­dem lässt sich die Biblio­thek um eige­ne Ele­men­te erweitern.
  8. Nun las­sen sich ver­schie­de­ne Lay­out Vari­an­ten aufbauen
  9. Die ver­schie­de­ne Lay­out­va­ri­an­ten kön­nen schnell und ein­fach mit­ein­an­der ver­gli­chen werden.
  10. Der Export kann sowohl als pdf-Datei oder in 3D-Daten passieren.

Die Vorteile der virtuellen Layoutplanung in der Fertigung

Die leicht ver­ständ­li­che und in der vir­tu­el­len Welt erleb­ba­re Hal­len­pla­nung bie­tet eine gute Kom­mu­ni­ka­ti­ons­ba­sis. Die VR-Daten kön­nen noch vor Abschluss des Pla­nungs­pro­zes­ses mit den Mitarbeiter:innen vom Shopf­loor oder der Abnah­me erprobt und dis­ku­tiert wer­den. Wer­den Platz­be­dar­fe in der Fabrik von Anfang an sinn­voll und für alle Betei­lig­ten nach­voll­zieh­bar geplant, erge­ben sich Kos­ten­vor­tei­le. Die­se ent­ste­hen bei­spiels­wei­se durch die Ein­spa­rung von Lauf­we­gen, eine bes­se­re Zugäng­lich­keit für die Logis­tik und einen weni­ger feh­ler­an­fäl­li­gen Produktionsprozess.

Wo bie­tet Vir­tu­al Reat­li­ty (VR) nun also den Mehr­wert gegen­über der ana­lo­gen Planung?

Durch die Daten­er­stel­lung in VR…

  • kön­nen Kon­zep­te und Ideen schnell rea­li­siert und räum­lich über­prüft werden.
  • sind inter­dis­zi­pli­nä­re Teams in der Lage ihr hand­werk­li­ches Wis­sen ein­zu­brin­gen, bevor die Pla­nung in der Hal­le umge­setzt wird.
  • kön­nen bestehen­de 2D- oder 3D-CAD-Model­­le in die Pla­nung ein­be­zo­gen werden.
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