Produkt- und Prozessdesign – auf die digitale Art

Wie sollten Hersteller, die eine digitalisierte Fertigung anstreben, das Produkt- und Prozessdesign angehen?

Hier das Szenario: Sie sind ein Hersteller, der ein neues Produkt entwickeln möchte und dafür eine neue Produktionslinie benötigt. Sie kennen die Vorteile der Digitalisierung und möchten einen innovativen Hightech-Ansatz verfolgen. Wo fangen Sie an?

Der erste Grundsatz: Das Design des Produktes bestimmt den Entwurf des Fertigungsprozesses – nicht umgekehrt. Zweitens: Produkt- und Prozessdesign finden parallel statt. Das verkürzt in der digitalen Fertigung die Zeit bis zur Marktreife erheblich

Das große Ganze im Blick

Alle Projektpartner – Maschinen- und Anlagenbauer, OT- und IT-Ingenieure, Automatisierungs- und Integrationsspezialisten – müssen wissen, was mit dem Produkt erreicht werden soll, welche Funktionen es enthalten soll und welche Faktoren seine Entwicklung vorantreiben. Erst dann können sie die passende Lösung empfehlen.

Genauso wichtig: Definieren Sie die benötigten Herstellungsverfahren. Zerlegen Sie diese in Einzelschritte. Die Herausforderung: Die digitalen Abläufe und die physischen Prozesse müssen gleichermaßen spezifiziert werden. Berücksichtigen Sie auch die Konnektivität zwischen den Fertigungsprozessen sowie die Datenanforderungen für Rückverfolgbarkeit, Qualitätskontrolle und Fertigungsüberwachung. So verstehen Ihre Projektpartner, wie die Maschinen miteinander verbunden werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Virtuelle Visualisierung

Mit diesen Vorgaben kann ein digitaler Zwilling des Fertigungslayouts erstellt werden. Diese virtuelle Nachbildung simuliert den Produktionsprozess, reduziert Risiken, vermeidet teure Fehler und verkürzt die Zeit für Bau und Test deutlich. Besonders in der Automatisierung, wo Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit entscheidend sind, zahlt sich dies aus. Fehler werden virtuell behoben – und nicht in der realen Welt.

Widersprüchliche Anforderungen ausgleichen

Diese Phase erfordert iterative Tests. Produktanpassungen sind oft notwendig, um eine effiziente Produktion zu ermöglichen. Ein kreativ gestalteter Getränkebehälter mag optisch überzeugen, doch eine digitale Simulation könnte zeigen, dass das Handling ineffizient ist. Änderungen lassen sich in der digitalen Umgebung schnell umsetzen und testen – Entscheidungen werden beschleunigt und die Produktreife verbessert.

Auf gute Zusammenarbeit kommt es an

Ein Zwilling fürs Leben

Nach der digitalen Validierung setzen OT-Experten und Maschinenbauer den Entwurf in der Realität um. Der digitale Zwilling bleibt jedoch weiterhin von Nutzen:

• Er spiegelt das physische System in Echtzeit wider.
• Er ermöglicht sichere Tests neuer Materialien, Bestandteile oder Werkzeuge.
• Er unterstützt vorbeugende Wartung und Energiemanagement.

Greenfield vs. Brownfield

Mit Trends Schritt halten

• Immer mehr multinationale Unternehmen standardisieren Konstruktions- und Designmethoden.
• Digitale Zwillinge ermöglichen die konsistente Replikation von Fertigungsprozessen an globalen Standorten.
• Der standortübergreifende Datenaustausch gewährleistet Effizienz, Qualität und Abstimmung zwischen verschiedenen Regionen.