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Virtuelle Produktion optimieren - reale Wettbewerbsvorteile sichern

03.07.2006

Digitale Fabrikplanung am Clausthaler IMAB <br> <br> Clausthal-Zellerfeld. Ein riesiger Trog flüssigen Eisens fährt auf Schienen langsam zu einem Kran und stoppt vor dessen Sockel. Mächtige Haken heben die glühend heiße Fracht zehn Meter in die Höhe, um sie auf einer benachbarten Produktionsstraße abzusetzen. „Zuerst fuhr der Wagen immer ein Stück in den Sockel hinein”, lacht Professor Dr. Uwe Bracht und setzt seine 3D-Brille ab. „Nach ein paar Versuchen in unserer ‚Digitalen Fabrik’ gab es keine Unfälle mehr.”

Im Virtual-Reality-Labor des Instituts für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB) der Technischen Universität (TU) Clausthal planen Institutsleiter Bracht und seine Mitarbeiter auf 30 Quadratmetern Projektionsfläche Fabrikanlagen und Produktionsabläufe im großen Stil. Noch bevor eine einzige Maschine in der Werkshalle montiert ist, können die Clausthaler Wissenschaftler dank dreier Leinwände und des Stereoprojektionssystems schon in fertigen Hallen umhergehen und den Aufbau der Anlagen optimieren. Diese so genannte „Digitale Fabrik” ist derzeit eins der wichtigsten Innovationsthemen in der Industrie. Uwe Bracht, der am 1. April sein 25-jähriges Dienstjubiläum feierte, hat das Thema von Beginn an mit entwickelt.

„Eine Fabrik mit Computern planen? Das ist unmöglich!” – so reagierten Brachts Kollegen am Institut für Fabrikanlagen der Universität Hannover, als er ihnen Anfang der 1980’er Jahre sein Promotionsthema vorstellte. Doch der studierte Maschinenbauer und Produktionstechniker sollte Recht behalten: 1984 promovierte er mit der Arbeit „Rechnergestützte Fabrikanalyse und –planung auf der Basis einer flächenbezogenen Werksstrukturdatenbank”. Derweil hatte auch die Industrie das Potenzial dieses Themas erkannt, und so wechselte der frisch Promovierte zur Mercedes Benz AG in das gerade gegründete Werk nach Bremen.

Ganze Fabriken virtuell ausstatten – Visionen gemeinsam entwickeln

Nach nur wenigen Jahren des Werksaufbaus, Bracht war bereits Leiter des Fachreferates „Methoden, Systeme, Instrumente”, führte er mit seinen Mitarbeitern dort das Fabrikplanungs- und Informationssystem FAPLIS ein. „Für dieses revolutionäre System waren im Jahr 1988 noch mittlere Großrechner nötig”, erinnert sich der Planungsspezialist. Erst seit etwa fünfzehn Jahren seien die handelsüblichen Personalcomputer leistungsstark genug, um auch am Schreibtisch große Mengen technischer und visueller Daten bewältigen zu können. „Heute stellen wir am PC vieles dar, was man damals nie geglaubt hätte. Wir statten ganze Fabrikhallen in der Virtuellen Realität aus und regen damit die Kreativität der Fabrikplaner an.”

Die Vorteile des ‚Bauens vor dem Bauen’ liegen für Bracht klar auf der Hand: „Alle Beteiligten sitzen mit im Boot und können ihre Vision gemeinsam entwickeln. So entdecken und vermeiden sie viele Fehler und Probleme noch im Planungsstadium. Das spart viel Zeit, Geld und Aufwand.” Diese schlagenden Vorteile haben in der Industrie inzwischen so viele Branchen für sich entdeckt, dass der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) im Jahr 2002 den Fachausschuss „Digitale Fabrik” ins Leben rief. Unter Brachts Vorsitz veröffentlichte der Ausschuss im Mai dieses Jahres die entsprechende Richtlinie, die den Begriff „Digitale Fabrik” verbindlich definiert und erläutert.

Mit motivierten Teams ganz vorn dabei

Elf Jahre lang verwirklichte Bracht mit seinen Mitarbeitern visionäre Projekte in der Industrie, bevor er 1996 den Ruf auf die Professur für Anlagenprojektierung und Materialflusslogistik am IMAB der TU Clausthal annahm. „Ich habe während der gesamten Zeit bei DaimlerChrysler Praktikanten und Studienarbeiten betreut”, sagt Bracht auf die Frage, warum er zurück an eine Universität gewechselt hat. „Die Arbeit mit jungen Menschen macht mir sehr viel Spaß und die Hochschule ist ein Arbeitsplatz mit viel Gestaltungsspielraum.” Inzwischen ist Bracht zehn Jahre an der TU Clausthal. Er hat im IMAB die Abteilung „Anlagenprojektierung und Materialflusslogistik” aufgebaut und in den letzten Jahren, unter anderem mit mittelständischen und großen Industriebetrieben, über 50 große Projekte zu den Themen „Fabrikplanung” und „Materialfluss” abgewickelt.

Ein Meilenstein in der Geschichte des IMAB war die Einweihung des großen Virtual-Reality-Labors mit einer 30 Quadratmeter großen, dreigeteilten Projektionsfläche. Hier sind Fabrikanlagen, in Stereoprojektion und mit entsprechender 3D-Brille, schon im Planungsstadium sinnlich erfahrbar. „Mit diesem VR-Labor sind wird ganz vorne mit dabei”, ist Bracht überzeugt. „Es ist deutschlandweit die größte VR-Anlage zur Fabrikplanung”. Möglich machten diese Erfolge laut Bracht vor allem seine Mitarbeiter. „Ich konnte immer mit einem sehr guten und hoch motivierten Team zusammen arbeiten. Die Arbeit mit meinen Mitarbeitern hat mir immer sehr viel Spaß gemacht.”

Fit für den Wettbewerb schon vor der Produktion

„Das Forschungsgebiet von Professor Dr. Uwe Bracht ist essenziell für die TU”, sagte Professor Dr. Thomas Hanschke, TU-Vizepräsident für Studium und Lehre, anlässlich Brachts Dienstjubiläum am 1. April. „Es öffnet den Maschinenbau für die Mathematik und die Informatik. Dadurch ermöglicht er uns, beispielsweise im Masterstudiengang ‚Industrial Engineering’ Spitzenkräfte für die moderne industrielle Produktion auszubilden.”

Sein Thema „Digitale Fabrik” will Bracht auch in Zukunft weiter voranbringen: „Wenn wir in Deutschland angesichts immer schnellerer Innovationszyklen auch weiterhin industriell produzieren wollen, dann müssen wir wettbewerbsfähige Fabriken mit flexiblen und schlanken Produktionssystemen bauen. Die plant man am besten mit der ‚Digitalen Fabrik’. Dann sind die Betriebe schon vor der Produktion fit für den Wettbewerb.”

Mehr über das Institut und die Arbeit der Abteilung Anlagenprojektierung und Materialflusslogistik erfahren Sie im Internet unter: www.imab.tu-clausthal.de

Kontakt
Prof. Dr. Uwe Bracht
IMAB
TU Clausthal
Leibnizstraße 32
38678 Clausthal-Zellerfeld
Tel.: 05323 – 72 2201
E-Mail: office@imab.tu-clausthal.de



(Linkes Bild) Prof. Dr. Uwe Bracht (5.v.l.) mit seinem interdisziplinären IMAB-Team: Jan-Christian Kruse (Fachinformatiker), Lars Stößel (Student), Thomas Masurat (Dipl.-Ing.), Karin Friedrichs (Sekretariat), Johannes Reichert (Dipl.-Ing.), Clemens Eckert (Dipl.-Wi.-Ing.), Christian Schlange (Dipl.-Inf.)
(Bild re.o.) Gratulierten zum 25-jährigen Dienstjubiläum (v.l.): Prof. Dr. Thomas Hanschke, Dr. Ines Schwarz und Andrea Luster
(Bild re.u.) Schon währen der Planung mittendrin: IMAB Mitarbeiter in einer virtuellen Produktionsanlage

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