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Time-to-Market: Wie uns Software schneller macht

Juli 2014

 

Engineering, Simulation und Vernetzung sind eine schlagkräftige Antwort auf die Forderung nach kürzeren Produktlebenszyklen und sinkenden Losgrößen.

 
 

Kürzere Produktlebenszyklen und sinkende Losgrößen machen mächtig Druck auf Entwicklungs und Lieferzeiten. Ein Beispiel aus der Automobilindustrie veranschaulicht die veränderten Anforderungen: Bis in die 1990er-Jahre waren fest verkettete Transferstraßen, die in kurzer Zeit große Stückzahlen eines einzigen Motorentyps fertigten, die optimale Produktionsweise.

Eine immer größere Modellvielfalt und kürzere Produktlebenszyklen erforderten aber eine höhere Flexibilität. Heute werden auf einer Linie verschiedene Motortypen produziert. Hochflexible Bearbeitungszentren arbeiten innerhalb einer Produktionszelle gemeinsam an einem Werkstück. Doch diese evolutionäre Flexibilisierung von Maschinentechnik und Fertigungsorganisation ist weitgehend ausgereizt. Um die Losgröße 1 schnell und ökonomisch zu erreichen, kommen jetzt innovative Softwarelösungen zum Einsatz.

Kein Prototyp, kein Stress

Bereits am Anfang eines Produktlebens setzen Simulationstools an. Sie verkürzen Entwicklungszeiten drastisch und ermöglichen es, bereits in der 3-D-Konstruktionsphase die Eigenschaften des Produkts zu bestimmen. Weiterhin lässt sich mit Systemsimulation das dynamische Verhalten einer Maschine mit allen Facetten betrachten, denn aus greifbaren Maschinenaufgaben und Antriebsprozessen werden berechenbare mathematische Zusammenhänge. Lange Versuchszeiten auf Prüfständen reduzieren sich so deutlich, mögliche Fehler werden frühzeitig entdeckt und lassen sich kostengünstig beseitigen.

Eine relevante Größe, wenn man bedenkt, dass die Kosten der Fehlerbehebung von der Produktidee bis zur Marktreife mit jeder Phase um den Faktor zehn steigen. Doch verkürzte Testphasen sind nur ein Hebel, um Zeit und Kosten zu sparen. Gleich zu Beginn der Entwicklung hilft Simulation dabei, die generelle Machbarkeit zu verifizieren, ohne dafür teure und zeitaufwendige Prototypen konstruieren zu müssen.

Bei der Komponentenauslegung vermeidet der Einsatz dieser Tools Überdimensionierungen und führt so gezielt zur material- und energieeffizientesten Lösung. Bei der Inbetriebnahme simuliert die Software dann den Einsatz der fertigen Maschine oder Komponente am Einsatzort und ermöglicht Feinjustierung, ohne den Betriebsfluss zu unterbrechen.

Simulation ist daher ein effizientes Werkzeug für Kostensenkung, Qualitätssicherung und verkürzte Time-to-Market. Beispiele zeigen, dass Simulationstools die Entwicklungszeiten von zwei Jahren auf sechs Monate, also um bis zu 75 Prozent, verkürzen können.

Kompetenz und Automatisierung

Um diese Erfolge überhaupt zu erzielen, muss jedoch am Anfang klar definiert sein, was konkret zu entwickeln ist. Ohne die Kompetenz des Vertriebs – Kundenerfahrung, Kundenkontakt und Know-how – nützt auch die beste Technik nichts. Und weitere Verbesserungen sind hauptsächlich durch intensivere Zusammenarbeit der Entwicklungspartner möglich.

Das gilt auch für den nächsten Schritt auf diesem Gebiet: eine Art Automatisierung des Vertriebs, wie ihn Prof. Alexander Verl, Vorstand Technologiemarketing und Geschäftsmodelle der Fraunhofer-Gesellschaft, in seinem Interview postuliert.

Software schöpft Werte

Im Fertigungsprozess lässt sich die Effizienz durch eine konsequente Vernetzung der Fabrikautomation mit der IT-Welt steigern – Stichwort Industrie 4.0. Die Verknüpfung der bislang getrennten Welten versetzt industrielle Anwender in die Lage, verschiedenste Maschinen miteinander zu kombinieren, die mit der Unternehmens-IT zu einem autonomen System werden. Verändern sich die Anforderungen, koordiniert es sich selbst und passt sich schnell der neuen Situation an. Die eigenen Produktionsprozesse werden flexibler, schneller und damit auch kostengünstiger.

Sind auch die Maschinen der Kunden im Netzwerk integriert, beispielsweise über eine Cloud-Lösung, verkürzen sich auch Lieferzeiten: Fehlermeldungen erreichen den Service direkt, Aufträge für benötigte Ersatzteile werden unmittelbar in die Produktion eingespielt. Allerdings muss im Einzelfall betrachtet werden, ob sich der Aufwand für zusätzliche Schnittstellen, Cloud-Kapazität und installierte Intelligenz auch tatsächlich rechnet.

Beachtet der Anwender diese Idee der Lean Automation, verändern die vernetzten, modular aufgebauten Produktionslösungen die Rahmenbedingungen stark: Noch viel mehr als heute wird Software die Wertschöpfung, die Effizienz und den Innovationsgrad von Maschinenkonzepten bestimmen – aus der Fabrik wird ein Wertschöpfungsnetzwerk.

Alle Programmiersprachen sprechen

So groß die Vorteile der Vernetzung, so hoch die kommunikativen Hürden, die ihrer Umsetzung bislang im Weg standen: Denn die Welt der Fabrikautomatisierung spricht SPS, die der IT die sogenannten Hochsprachen wie C++, Java oder PHP. Direkte Vernetzung war lange Zeit nur über Umwege möglich. Heute sollen Bediener und Maschinenentwickler in der Sprache programmieren können, in der sie sich am besten auskennen.

„Wer einen offenen Steuerungskern anbietet, hat natürlich Vorteile, weil er die nächste Generation von Programmierern anspricht“, betont Prof. Verl. „So erreicht man mehr Programmierer, kann eleganter programmieren und sehr effektiv mächtigere Werkzeuge einsetzen – das wirkt sich auch positiv auf die Time-to-Market aus.“