Fabrikplanung: Übersicht, Definition & Zukunftsausblick

Was ist Fabrikplanung? Warum ist eine gute Fabrikplanung so wichtig und wie sehen die ersten Schritte aus? Alles was Sie über die Fabrikplanung wissen sollten.

Die Zukunft der Fabrikplanung bringt mit dem digitalen Wandel und dem damit verbundenen Fortschritt auch große Herausforderungen mit sich. Eine steigende Marktdynamik, viele digitale Anforderungen und immer neue Kundenwünsche sind für zukunftsorientierte Unternehmen Teil ständiger Aufgaben. Viele Beteiligte und viele Interessen kommen hier zusammen, um die beste Lösung aus den verfügbaren Möglichkeiten zu generieren. Aber wo beginnt man und wann endet die Planung? Und was passiert, wenn sich dann doch wieder etwas in der Produktion ändern muss? Eine moderne Fabrik muss daher flexibel und schnell auf den Wandel regieren können – und genau hier kommt die Fabrikplanung ins Spiel.

Was ist Fabrikplanung?

Die Fabrikplanung kommt immer dann zum Einsatz, wenn beispielsweise ein bestehendes Lager oder eine Produktionsstraße optimiert wird. Oft wird mit Hilfe der Fabrikplanung aber auch ein komplett neues Fabrikgelände geplant und gebaut. Im Prinzip geht es bei diesem strukturierten Prozess um die systematische und auch zielorientierte Planung von Fabriken. Die aufeinander aufbauenden Phasen reichen von der Betriebsanalyse und Grobplanung bis zur Umsetzung und der Inbetriebnahme. Unterstützt wird die Planung durch verschiedene Werkzeuge und Methoden. In den meisten Fällen kommen für die Planung speziell zugeschnittene Programme zum Einsatz, mit denen dann das Fabrikgelände oder einzelne Fabrikgebäude in 3D geplant werden. Hier werden auch Analysewerkzeuge zur Prozessoptimierung oder Visualisierungswerkzeuge zur realitätsnahen Darstellung der 3D-Planung eingesetzt.

Was ist Fabrikplanung?

In der Fabrikplanung werden komplett neu geplante Projekte als Green-Field Projekte bezeichnet. Bei der Erweiterung, der Anpassung oder auch der Reduktion eines bereits bestehenden Systems spricht man von einem Brown-Field Projekt.

Nun geht es bei Fabrikplanung darum einen Produktionsprozess aufzubauen, der nachhaltig ist und sich auch auf die zukünftigen Anforderungen anpassen lässt. Es bleibt also nicht bei der einmaligen Planung und Durchführung, sondern es geht vielmehr darum, stetig vorausschauend zu denken und dem zukünftigen Tuning beziehungsweise der Anpassung genug Raum zu lassen. Denn nur so bleibt das produzierende Unternehmen flexibel und effizient.

Der Unterschied von Produktionsplanung und Fabrikplanung – einfach erklärt

Um die Planungsaktivitäten innerhalb der Fabrik zu unterscheiden, ist eine Differenzierung zwischen Produktionsplanung und Fabrikplanung sehr hilfreich. Denn ein gemeinsames Verständnis für beide Begriffe räumt meistens schon vor der Kommunikation Unklarheiten auf. Die Definition orientiert sich hier an den zeitlichen Zielen. Während im Fabrikbetrieb Produktionsplanungen und die Steuerung der Abläufe tagesaktuell beziehungsweise auch kurz- und mittelfristig ist, konzentriert sich die Fabrikplanung ausschließlich auf mittel- und langfristige Ziele und Umsetzungen.

Produktionsplanung und Fabrikplanung – die tagesaktuelle und die langfristige Planung

Aus den unterschiedlichen Begrifflichkeiten ergeben sich natürlich auch andere Anforderungen, Methoden und Abläufe. So wird der Betrieb in der Produktionsplanung aufgrund der tagesaktuellen Lage zwar im besten Fall kurz- und mittelfristig optimal gesteuert, jedoch fehlt hier meist die Weitsicht. Fabrikplaner währenddessen, die die Materialbewegungen in der Gesamtstruktur für verschiedene Zukunftsszenarien im Blick haben, können zwar die verfügbaren Ressourcen nicht präzise erahnen, aber mit groben Szenarien planen.

Man kann es sich also wie einen Kreislauf vorstellen. Der Fabrikbetrieb gibt das Produktionslayout und die Fabrikstruktur an das Team für die Fabrikplanung. Diese optimiert den Prozess und gibt die angepasste beziehungsweise vorgegebene Produktstruktur mit den Produktionsabläufen an den Betrieb zurück. Auf diese Weise ergänzen sich die Planungsmethoden der Fabrikplanung und die Kontrollmethoden des Fabrikbetriebs gegenseitig.

Fabrikplanung – Übersicht

Denn die Planung und der Betrieb von Fabriken sollten aufeinander abgestimmt sein und beides zusammen bringen. Hier werden Abläufe im Prozess und die verfügbaren Ressourcen erfasst. Ändert sich der Prozess, so müssen auch die Ressourcen betrachtet werden. Ein Beispiel ist die Einplanung der verfügbaren Kapazität (einer Anlage) und der Anordnung dieser als Position im Planungslayout.

Warum ist eine gute Fabrikplanung so wichtig?

Fabrikplanung – Definition

Das Thema Fabrikplanung kommt meistens auf den Tisch, wenn bereits konkrete Ziele ins Auge gefasst worden sind – also bei einer Neuplanung einer Fabrik, einer Erweiterung, der Anpassung oder einer Reduktion. In dieser Phase wird der Wandel erst spürbar und häufig sind dabei auch hohe Investitionssummen im Spiel. Die Unternehmensführung merkt, dass hier ein großes Projekt entsteht. Und das neben viel Zeit zur Planung auch die nötige Erfahrung eine tragende Rolle spielt. Genau aus diesem Grund werden bei solchen Projekten oft externe Planungsunternehmen zur Unterstützung herbeigebeten.

Nun könnte man die Fabrikplanung als einmaliges Projekt ansehen, das mit der Inbetriebnahme endet beziehungsweise ein Tuning nur selten nötig ist. Aber ist es denn sinnvoll, erst abzuwarten, bis eine Veränderung unumgänglich ist oder sollte man nicht lieber kontinuierlich kleine Anpassungen vornehmen, um flexibel und schnell auf den ohnehin aufkommenden Wandel zu reagieren?

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Die Wandlungsfähigkeit einer Fabrik ist für die Zukunft ein nachhaltiges Kriterium

Fabrikplanung bedeutet also mehr, als nur die Verwirklichung eines Projekts, das mit der Inbetriebnahme endet. Globalisierung, eine steigende Marktdynamik und ein erhöhter Kostendruck verändern nicht nur das Fabrikumfeld, sondern fordern auch eine Anpassung der Produktionsstrukturen. Diese sind für ein zukunftsorientiertes Unternehmen eine ständige Aufgabe. Hier werden die Weichen für ein funktionierendes und damit auch effizientes System gelegt. Denn die hohen Investitionssummen sollen sich natürlich auch durch eine hohe Lebensdauer auszeichnen. Grundsätzlich geht es bei der Planung der Wandlungsfähigkeit um die Entwicklung geeigneter Maßnahmen, die den Weg zu mehreren Zukunftsbildern der Fabrik ermöglichen. Das kann die Integration von neuen Produkten oder innovativen Produktionsphilosophien sowie -technologien sein. Die Gewerke verarbeiten neue Komponenten oder die Aufbaureihenfolge ändert sich. Grundsätzlich wird bei einer Umstellung ein hoher Grad der Wiederverwendung angestrebt. Dies setzt eine hohe Wandlungsfähigkeit der Fabrik voraus.

Was sind die Ziele einer Fabrikplanung?

Die Hauptziele der Fabrikplanung sind meistens bei den verschiedenen Projektarten manchmal sogar ähnlich. Neben dem günstigen Produktionsfluss, stehen menschengerechte Arbeitsbedingungen und eine gute Raumausnutzung im Fokus. Um für alle in Zukunft aufkommenden Aufgaben gewappnet zu sein, gehört eine hohe Flexibilität der Anlagen und Einrichtungen ebenfalls zu den wichtigsten Hauptzielsetzungen. Aber es rücken auch immer mehr Themen wie Zukunftsrobustheit und ein integratives Umweltmanagement in den Vordergrund. Waren früher meist Bauplaner und Architekten bei der Planung des Fabrikgebäudes beteiligt, ist der Fabrikbetrieb heutzutage der Dreh und Angelpunkt – Fertigung und Montage, Rohstoffversorgung, Transport und Lagerung sowie der Abtransport sind mittlerweile wie Zahnräder, die ineinander übergreifen.

Für die Fabrikplanung werden Modelle, Fabriklayouts, Methoden zur systematischen Planung sowie geeignete Software zur Berechnung, Planung und Präsentation benötigt. Denn jede Veränderung oder Anpassung bedeutet, dass sich auch die Fabrikstruktur verändert. Bleiben hier ungewollte Abläufe unentdeckt, die den ganzen Prozess verlangsamen oder verschlechtern, ist die Behebung meist noch aufwendiger.

Die Ziele einer Fabrikplanung

Fabrikplanung in den unterschiedlichen Branchen

Professionelle Planungsdienstleister stehen den Unternehmen von der Entwicklung und Beratung bis hin zur Betreuung zur Seite – und das branchenübergreifend. Zwar hat jede Branche etwas andere Produktionseinrichtungen, verschiedene Maschinen und Anlagen, diverse Transport- und Lagereinrichtungen sowie eine spezielle Anordnung dieser im Gesamtablauf, dennoch erfordert eine Umstellung oder Neuplanung immer und in jeder Branche eine systematische Vorbereitung und eine genaue Planung.

Getränkeabfüller

Auch Getränkeabfüller müssen immer wieder ihre Kreislaufwirtschaft überprüfen und anpassen. Denn jeden Tag durchlaufen Millionen von Glasflaschen, Dosen und Kunststoffflaschen die Anlagen der Abfüller. Diese beliefern große und kleine Einzelhändler weltweit. Bei Unternehmen mit hohem Energiebedarf wie zum Beispiel Metallhersteller ist ein Standort mit geringen Stromkosten ein wichtiger Planungsaspekt. Aber auch das Vorhandensein von Fachleuten der Branche in Standortnähe spielt meist eine wesentliche Rolle bei der Planung und beim Betrieb einer Fabrik.

In der Verpackungsindustrie spielen Verpackungen, die schützen, konservieren, informieren und verkaufen sollen, die Hauptrolle. Dazu gehören natürlich auch die passenden Maschinen, wie Abfüllanlagen, Verpackungsmaschinen, aber auch Spezialmaschinen zum Palettieren und Etikettieren. Für einen besseren Umweltschutz müssen Verpackungen aber auch immer neu entwickelt werden, wodurch die Verpackungsanlagen neu konstruiert, simuliert, gebaut und in Betrieb genommen werden müssen.

In der Lebensmittelindustrie stehen aufgrund der vergleichsweise kurzen Haltbarkeit sowie diversen Lebensmittelverordnungen eine möglichst kurze Lagerzeit und schnelle Transportwege im Vordergrund. Diese sind auch entscheidend für einen funktionierenden Produktionsablauf und Vertrieb.

Maschinenbau

Auch für die Hersteller der einzelnen Produktionsmaschinen spielt die Fabrikplanung eine große Rolle. Im Maschinenbau muss der Prozess jedoch weniger auf die Massenherstellung, sondern stärker auf die Einzelfertigung und die einzelnen Produkte abgestimmt werden. Hier sind die einzelnen Produkte oft stark anpassbar oder modular.

Was sind die Ziele einer Fabrikplanung?

Wie sehen die ersten Schritte aus?

Zu Beginn steht der Wunsch eines produzierenden Unternehmens schnell und flexibel auf die Anforderungen des Marktes reagieren zu. Im Fokus der Fabrikplanung liegen zunächst die Betriebsanalyse und die Zielplanung. Hier wird der Ist-Zustand beurteilt und aufgrund der zusammengetragenen Erkenntnisse eine Bewertung und Entscheidung getroffen.

Nun kann man zwar sagen, dass im weiteren Verlauf auf die Grobplanung die Feinplanung folgt, das sogenannt Top-down-Prinzip, jedoch gibt es auch hier Phasen, in der ein Blick auf Gesamtzusammenhänge sinnvoll sind – man redet hier vom Bottom-up-Prinzip. Bei einer Restrukturierung ist der detaillierte Ist-Zustand bekannt. Um hier die entscheidenden Zusammenhänge zu hinterfragen und neu zu strukturieren, lohnt sich eine Ableitung auf die grobe Darstellungsebene. So wird von bestehenden Fertigungs-, Büro-, Lager- und Transportplänen eine sinnvolle Übersicht zur Analyse angefertigt. Daraus können neue oder veränderte Anforderungen für weitere Teile in der Fabrikstruktur entstehen.

Top-down und Bottom-up einfach erklärt

Fabrikplanung-–-Vorgehensweise

Viele verschiedene Gewerke – eine ganzheitliche Fabrikplanung

Häufig sind es Neuplanungen und Standortverlagerungen, die nach dem Top-down-Prinzip geplant werden. Dabei steht die Standortwahl an oberster Stelle, denn je nach Produktionsart ergeben sich hier praktische Möglichkeiten in der Materialversorgung und im Transport. Neben der Generalbebauung und der Gebäudestrukturplanung kommt hier auch die Organisation der Fertigung ins Spiel.

Bei großen Projekten werden die einzelnen Fertigungsschritte in einzelne Fachbereiche bzw. Gewerke unterteilt und von einem jeweiligen Spezialisten geplant. Nun sind bei einer Fabrikplanung im kleinen und mittelständigen Unternehmen natürlich auch viele Gewerke beteiligt: Architekten zur Gebäudegestaltung, Fachingenieure für Statik, Heizung, Klima und Elektro, Logistiker und Informatiker für Planungs-, Steuerungs- und Automatisierungssysteme. Um bei der Vielzahl an Personen für sich selbst und für andere die Übersicht zu behalten, darf auch die Kommunikation nicht außer Acht gelassen werden. Hier müssen die Planungsdaten aller Beteiligten in einem gemeinsamen Plan zusammengefasst werden, wodurch der Layoutplanung dabei eine tragende Rolle im Fabrikplanungsprozess zukommt.

Die 2D- und 3D-Layoutplanung

Die Layoutplanung gehört zu den zentralen Elementen der Fabrikplanung und hat die Aufgabe, immer komplexer werdende Problemstellungen in immer kürzerer Zeit zu lösen. Im Kern geht es hierbei um einen Entwurf, der die räumliche Anordnung von Objekten wie komplette Systeme, Förder-, Abfüll- und Verpackungsanlagen sowie weiteren Maschinen beschreibt und auch darstellt. Ziel ist es, unter der Einbeziehung des Produktionsverfahrens sowie der örtlichen Gegebenheiten, die Raumnutzung, den Produktionsablauf und weitere systemrelevante Abläufe zu erfassen und zu optimieren. Schwerpunkte können zum Beispiel auf die Senkung von Kosten und Zeit gelegt werden, wobei auch die Wandlungsfähigkeit eine große Rolle spielt. Mittlerweile gibt es aber auch einen immer größer werdenden Fokus auf die Ergonomie und die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschinen beziehungsweise Gebäuden.

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Fabrikplanung: 2D-Layoutplanung
Fabrikplanung mit 3D-Layoutplanung

Eine gute Fabriklayoutplanung liefert schon in den frühen Projektphasen eine hohe Detailtiefe, ohne nur kleinere Optimierungen vorzunehmen – sie stößt unmittelbar auf den Kern des Problems. So werden zwangsläufig diverse Fragestellungen, wie zum Beispiel eingefahrene Arbeitsabläufe und steigende Betriebskosten, beantwortet.

In der Praxis werden die Planung und die unterschiedlichen Anpassungen von produzierenden Unternehmen noch häufig in 2D-Layouts vorgenommen. Was auf den ersten Blick schnell, einfach und übersichtlich aussieht, kann mit der Einschränkung auf nur zwei Dimensionen auch viele Risiken mit sich bringen. Denn häufig sind moderne Fabriken sehr komplex, so dass Kollisionen aufgrund der fehlenden Höhe erst während der Umsetzung oder gar erst nach der Fertigstellung auffallen. Änderungskosten wären in dieser Phase sehr hoch und ein Stillstand treibt die Kosten zusätzlich in die Höhe.

Was macht eine gute Fabrikplanung aus?

Nun könnte man meinen, dass eine 2D-Layoutplanung verständlicher ist und sich im eigenen Team und mit externen Leuten besser kommunizieren und schneller anpassen lässt. Mittlerweile können durch hohe Rechenleistungen und leistungsfähige 3D-Systeme Änderungen schnell und einfach vorgenommen werden. Während bei einem 2D-Layout jede Ansicht und die Schnitte manuell generiert werden müssen, können im 3D-Layout die Anpassungen mit wenigen Klicks fertiggestellt werden. Zudem lässt sich aus dem Programm jede gewünschte Ansicht in kürzester Zeit exportieren – 3D kann nämlich auch 2D.

Ein schneller Umstieg auf die 3D-Fabrikplanung ist somit der erste Schritt auf dem Weg zu einem schnell und erfolgreich abgeschlossenen Planungsprojekts. Nicht nur werden hierdurch unnötige Fehler vermieden, es können zudem enorme Kosten eingespart und die Projektzeit verkürzt werden. Die Qualität der Planung steigert sich hier auch.

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Mit den passenden Werkzeugen und Tools in die digitale Fabrikplanung

Um eine hohe Genauigkeit und Planungsqualität bei der Fabrikplanung zu ermöglichen, gibt es auf dem Markt diverse Werkzeuge und Tools zur digitalen Planung. Meist sind dies 3D-CAD-Programme, die das produzierende Unternehmen schon zu Beginn eines Projekts, wie der Neuplanung einer Fabrik, der Erweiterung oder bei Anpassungen beziehungsweise Reduktionen, unterstützen.

Eine moderne Planungssoftware wie M4 PLANT ermöglicht die digitale Erstellung kompletter Fabriken und Anlagen. Hier lässt sich eine gewerkübergreifende 3D-Planung auf Basis bereits bestehender Fabrikdaten und Daten von Zulieferern erzeugen. Durch eine 2D-Funktionalität können 2D-Zeichnungen wie Gebäudegrundrisse und Layouts mit in die 3D-Planung einfließen. So wird individuell entschieden, welche Elemente auch in 3D sichtbar gemacht werden sollen und wo man diese im Gebäudeplan positioniert. Auch 2D-Geländedaten lassen sich so für ein detailliertes Geländemodell berechnen und darstellen. Dadurch kann auch das Volumen für die abzutragende Erde für das Fundament berechnet werden.

Mit dieser speziell für die Fabrikplanung entwickelten Software können zudem 2D-Zeichnungen für Modelle wie Maschinen und Tanks, für Gebäudeelemente wie Wände und Säulen, für Aufstellungspläne der Anlagen und für Rohrleitungen in 3D integriert werden. Texturen für Schilder oder andere Elemente runden die realistische Darstellung ab, die lediglich in Form von Grafiken hinzugefügt werden müssen. Mit Hilfe einer Planungssoftware lassen sich aber auch komplette 3D-Projekte, ausgewählte Bereiche oder auch einzelne 3D-Komponenten in eine detaillierte 2D-Zeichnung ableiten. Umfangreiche Bemaßungs- und Beschriftungswerkzeuge ermöglichen zudem die passende Darstellung. So können auf Basis individueller Templates 2D-Ansichten für das eigene Team oder für Zulieferer und Kunden individuell erstellt werden.

Für eine perfekte Projektkostenübersicht bietet die Planungssoftware schon in der frühen Phase der Fabrikplanung eine genaue Übersicht, so dass Anpassungen gleich vorgenommen werden können. Detaillierte Stücklisten über das komplette Projekt und die Möglichkeit des Exports oder der direkten Weiterleitung zur Projektberechnung vereinfachen den gesamten Prozess der Fabrikplanung enorm.

Lösungen für die Fabrikplanung

Fabrikplanung – Übersicht
Weitere Module innerhalb der Software ermöglichen eine flexible Anpassung an die Anforderungen und die Systemlandschaft des Unternehmens. Da M4 PLANT modular aufgebaut ist, werden hier nur die notwendigen Module und Schnittstellen für die aktuelle Fabrikplanung verwendet – können aber bei steigenden Anforderungen um weitere Erweiterungen ergänzt werden. Die bereits angesprochene Gebäude- und Layoutplanung ist durch viele Module von der Klimatechnik über Rohrleitungsplanung bis hin zur Kabeltrassenplanung erweiterbar.

Die Fördertechnik, eines der Hauptmodule der Fabrikplanung, lässt sich mit dem Modul Mechanical Handling ideal planen, denn hier werden komplette industrielle Prozesse einfach und schnell dargestellt. Förderbänder, Kräne, Roboter und Gabelstapler sind Teil frei konfigurierbarer Komponenten und können auf Basis anpassbarer Kataloge mit umfangreichen Förderanlagen verbunden werden. Diese lassen sich anordnen, konfigurieren und animieren.

Klimatechnik und Kabeltrassen

Eine weitere praktische Erweiterung der Software ist das Modul für die Klimatechnik. Hier können verschiedene Kataloge mit Kanälen, Übergängen, Ventilen, Lüftern und vielen weiteren Klimatechnik-Komponenten ausgewählt und zu kompletten dreidimensionalen Heizungs-, Klima- und Lüftungssystemen zusammengestellt werden. Auch die Kabeltrassen wollen in einer Fabrik optimal eingeplant werden. So bietet ein Modul innerhalb der Software eine leistungsstarke Lösung für die Planung von Kabeltrassen im Anlagenbau und in der Fabrikplanung.

Rohrleitungsbau, Stahlbau – zwei der wichtigsten Disziplinen im Anlagenbau

Mit einem Rohrleitungsbau-Modul lassen sich umfangreiche Rohrleitungssysteme erzeugen und es liefert auch dazugehörige Stücklisten, eine vollständige Liste mit Zuschnitten für alle für die Fertigung benötigten Unterlagen. Für die einfache und schnelle Erzeugung kompletter 3D-Stahlkonstruktionen eignet sich das enthaltene Stahlbau-Modul. Mit diversen Werkzeugen lassen sich Stahlträger, Stahlplatten, Geländer sowie Treppen und Leitern erzeugen und positionieren. Auch eine spätere Anpassung der gesamten und detaillierten 3D-Stahlkonstruktion ist mit den dynamischen Bearbeitungswerkzeugen eine Aufgabe von wenigen Klicks.

Datenverwaltung für mehr Nachhaltigkeit

So viele Produktionskonstruktionen und die verschiedenen Möglichkeiten der Software wollen natürlich auch erfasst, verwaltet und geteilt werden. So bietet eine professionelle Planungssoftware Lösungen der Datenverwaltung, denn hier liegt oft der Anhaltspunkt für spätere Projekte in der Fabrikplanung. Um aus den Engineering-Daten und Dokumenten das Beste herauszuholen, gehören drei Dinge zu einer guten Datenverwaltung: Kontrolle, Teilung und Wiederverwendung. So werden sich Projekte durch Qualität, Effektivität, Erfolg und Profitabilität auszeichnen. Um dies zu ermöglichen, bieten Datenmanagement-Module innerhalb der Software Optionen, komplette Projekte zu verwalten, zu strukturieren, zu planen und zu.

Oft werden in der Planung nicht alle Kollisionen erkannt. Eine Fabrikplanung wird sinnvollerweise durch eine 3D-Systemplanung bestimmt, dies vermeidet Kollisionen verschiedener Gewerke. Hierbei werden das Gebäude, die komplette Technik sowie alle Fertigungsanlagen in einem dreidimensionalen Gesamtmodell zusammengeführt, so dass frühzeitig gewerkeübergreifende optimale Lösungen gefunden, Kollisionen entdeckt und damit verhindert werden. Auch Aspekte rechtlicher Natur, wie Mindest- oder Sicherheitsabstände werden dabei berücksichtigt.

Filmähnliche virtuelle Rundgänge

Die Möglichkeit der 3D-Visualisierung zur visuellen Überprüfung und Präsentation ist ein weiteres Modul und gehört zu den Highlights der Software. Filmähnliche Rundgänge durch die künftigen Anlagen und Fabriken werden durch eine Blickrichtungskontrolle vollendet. So erhalten Kunden einen genauen Überblick über sämtliche Planungsdaten und können bei gemeinsamen Terminen die Planung detailliert durchgehen, um alle Unklarheiten zu beseitigen.

Virtual Reality – mit der virtuellen Realität digital durch die Fabrik

Teil der 3D-Visualisierung ist auch das VR-Erlebnis, mit dessen Hilfe nicht nur ganze Fabrikgebäude und Anlagen digital erkundet werden können, es lassen sich auch Fehler noch besser aufdecken. Zudem bietet es ein unvergleichliches 3D-Erlebnis, das nicht nur besseres Feedback ergeben wird – es wir den Kunden beeindrucken.

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Der Weg vom 2D-Layout bis hin zur virtuellen Fabrik

Überzeugende Visualisierung der beabsichtigten Ideen mit Virtual Reality

Die virtuelle Realität (Virtual Reality) bietet die Möglichkeit der Präsentation und Visualisierung der in der Fabrikplanung beabsichtigten Ideen. Hierbei kann in Echtzeit eine computergenerierte, interaktive Umgebung virtuell erkundet werden. Viele Programme, wie i4 MEETING oder i4 VIRTUAL REVIEW, bieten diese Möglichkeit an. Durch VR-Brillen wie der HTC Vive® oder der Microsoft® Mixed Reality lassen sich die CAD-Modelle wie Produkte, Maschinen und Anlagen in der virtuellen Realität betrachten und analysieren. Dadurch eröffnen sich nicht nur neue Möglichkeiten, sondern es ergeben sich auch viele Vorteile im Marketing und in der Planung.

In der virtuellen Realität können Konstrukteure, Ingenieure und Planer so live und in Echtzeit vorhandene CAD-Modelle in der Ego-Perspektive, also aus der virtuellen Ich-Perspektive, betrachten. Kunden wiederum erhalten bei Präsentationen zum Beispiel auf Veranstaltungen, Messen und bei Projekt-Updates einen Einblick in die geplante Fabrik mit allen neuen Ideen und Konzepten. So können auch noch so komplizierte Produktionsprozesse und Arbeitsabläufe detailliert und anschaulich erklärt werden. Dabei ist es egal, wie groß die Maschine oder die Anlage ist.

Das Zusammenwirken aller Beteiligten innerhalb des Projekts

Das Projekt der Fertigungsplanung steht und fällt mit einem guten Zusammenwirken aller Beteiligten. Je früher man nämlich Betroffene zu Beteiligten macht, desto flüssiger wird das Planungsvorhaben umgesetzt. Neben den bereits genannten Architekten für die Gebäudegestaltung, Fachingenieuren und Informatikern kommen dann oft auch Logistiker und Lieferanten für den Materialfluss, die Lager- und Fördertechnik sowie für die verschiedenen Gewerke ins Spiel. Natürlich planen dann auch Betriebswirte Zielkosten und geben Budgets vor. Während Behörden nach Genehmigungen und Abnahmen fragen, können dann noch Juristen und Sachverständige zum Projekt stoßen, die ebenfalls mit ins Boot genommen werden wollen.

Die verschiedenen Gewerke in der Fabrikplanung

So wirken viele Experten mit vielen fachlichen Kenntnissen an der Fabrikplanung mit, die aber meist nur ihre Fachbereiche im Blick haben. Hier gilt es, auch aufgrund der kontinuierlich aufkommenden Aufgaben, eine feste Struktur und ein System aufzubauen. Die allermeisten Bauvorhaben laufen entweder über einen Generalunternehmer, der die Verantwortung und damit auch die Haftung übernimmt. Beauftragt er andere Unternehmen, die nicht sorgfältig arbeiten, ist es seine Aufgabe, eine Lösung zu finden. Mithilfe eines Generalunternehmers können Unternehmen zeitsparend und fachgerecht eine Fabrik planen lassen. Er übernimmt neben der Planung auch die Überwachung der Gewerke und des Baufortschritts. Naheliegend wäre zum Beispiel dass sich ein Generalunternehmer zusammen mit einem interdisziplinären Team aus wenigen Fachleuten den regelmäßigen Aufgaben der Fabrikplanung stellt. Er hält die zahlreichen Teildisziplinen der Fabrikplanung unter einem Dach und baut mit allen Gewerken eine feste Struktur und ein System auf. Die gebündelte Expertise der hochspezialisierten Fachleute aus unterschiedlichen Disziplinen ist ein Qualitätsfaktor und stellt neben der Einhaltung der vereinbarten Baukosten und des Fertigstellungstermins auch eine maximale Planungssicherheit über das gesamte Fabrikplanungsprojekt sicher.

M4 PLANT Anlagenbau Fabrikplanung Software

Gewerke in der Industrie im Überblick

Baustelleneinrichtung, Geräte, Dienstleistungen:
  • Architektenleistungen
  • Ingenieurleistungen
  • Baumaschinen und Geräte (mit u. ohne Bedienung)
  • Baustelleneinrichtung
  • Baustellensicherung / Gerüste
  • Entsorgungsleistungen / Baureinigung
  • Krane/Hebegeräte

Nicht-technischer Ausbau:

  • Blecharbeiten für Dach und Wand
  • Boden-/Wandbeläge
  • Dachabdichtungen
  • Fenster/Türen/Tore
  • Glas-/Metallfassaden
  • Tischlerarbeiten
  • Trockenbauarbeiten
  • WDVS/Malerarbeiten
Tiefbauleistungen:
  • Abbruch
  • Asphaltbau
  • Erdarbeiten
  • Kanalbau
  • Pflasterarbeiten
  • Schüttgüter
  • Spezialtiefbau/Verbau/Wasserhaltung
Technische Gebäudeausstattung:
Rohbauleistungen:
  • Betonstahl
  • Konstruktive Betonfertigteile
  • Maurer-/Verblenderarbeiten
  • Rohbauarbeiten
  • Stahlbau/Schlosserarbeiten

Kaizen – die Prozesse in der Fabrikplanung kontinuierlich verbessern

Die Grundlage für eine optimale Zusammenarbeit aller aktiven Gewerke miteinander kann das KAIZEN-Konzept sein, das sich auf den japanischen Begriffen „Kai“ („Wandel/Veränderung“) und „Zen“ („zum Besseren“) zusammensetzt. Damit ist die permanente Verbesserung der Prozesse durch alle Projektmitarbeiter der Gewerke gemeint. Für die Umsetzung sind die Kundenperspektive, das Denken in Prozessen und die Einbeziehung aller Mitarbeiter wichtig. Die Denkhaltung strebt die stetige Optimierung an. Daraus resultiert durch den kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) die konkrete Anwendung in der industriellen Produktion. Der Ansatz lässt sich in die Produktionsplanung integrieren und einfach anwenden. Alle Mitarbeiter der unterschiedlichen Bereiche prüfen mit vielen kleinen und schnell zu realisierenden Maßnahmen, wie die Produktion oder andere Arbeitsprozesse verbessert werden können. Den Kern bilden die „Fünf S (5S)“ Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu, Shitsuke.

Seiri – Ordnung schaffen
Alles wird aussortiert, was nicht benötigt wird.

Seiton – Ordnungsliebe
Alles was benötigt wird, bekommt einen gut ausgewählten und definierten Platz.

Seiso – Sauberkeit
Alles was benötigt wird, wird gesäubert und gereinigt. Die Reinigung dient auch dem Prüfen.

Seiketsu – Standardisierung
Alles was benötigt wird, wird gekennzeichnet, beschriftet und markiert. So kommen keine ungeplanten Gegenstände, Abläufe und Methoden auf.

Shitsuke – Disziplin
Durch Selbstdisziplin werden diese Standards, Regeln und Vorschriften im Rahmen des Arbeitsprozesses eingehalten. Diese Standards werden überprüft.

Dies ist die Grundlage des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses, der seit Jahrzehnten seit den Anfängen eines japanischen Automobilherstellers für eine flexible und dennoch standardisierte Massenproduktion sorgt. Dieses Konzept findet sich auch in Teilen und vom Prinzip in der Fabrikplanung. Ein Prozess, der durch stetige Verbesserung nie zum Stillstand kommen sollte.

Die Fabrikplanungen sind abgeschlossen, das Ergebnis steht – doch was kommt danach?

Die Fabrik steht und die gewünschten Erweiterungen und Anpassungen sind fertig. Nach vielen und teilweise auch radikalen Änderungen sind alle Beteiligten froh, dass die Fabrikplanungen endlich abgeschlossen sind. Doch sind sie das wirklich?

Häufig wird erst am Ende der Planungen und des Projekts klar, mit welchen Daten vor allem die Analyse des Ist-Zustandes leichter und schneller zu ermitteln gewesen wäre. Und genau hier liegt der große Vorteil der Fabrikplanung. Denn Tuning und Anpassungen wird es auch in Zukunft geben. Nur erkennt man nun rechtzeitig, wann fabrikplanerische Maßnahmen notwendig sind. Es wird also nicht mehr gewartet, bis kein Platz mehr da ist. Oder lässt die Arbeitsabläufe noch so lange laufen, bis ein Handeln fast unumgänglich ist. Denn auch wenn nach der Fabrikplanung alles erstmal effektiver und schneller läuft, kann der Vorteil durch Marktveränderungen und den technologischen Fortschritt auch wieder bald verflogen sein.

Fabrikplanung im Maschinenbau

Das Gute ist, man kann durch eine professionelle Fabrikplanung auf Daten und Erfahrungen zurückgreifen. So lassen sich die kontinuierlich anfallenden Handlungsaufgaben schnell erkennen und richtig bewerten. Hier wird auch klar, warum die Neueinrichtung oder Standortverlagerung bei der Fabrikplanung eher selten vorkommt. Denn für ein modernes Unternehmen kommen die meisten fabrikplanerischen Aufgaben aus der Notwendigkeit einer kontinuierlichen Standortentwicklung.

Der steigenden Marktdynamik, den vielen digitalen Anforderungen und den immer neuen Kundenwünschen kann man so gelassener und mit gutem Gewissen entgegen treten – denn man weiß nun, worauf es bei der Fabrikplanung ankommt.

FAQ – Häufig gestellte Fragen zur Fabrikplanung

Die Fabrikplanung kommt immer dann zum Einsatz, wenn beispielsweise ein bestehendes Lager oder eine Produktionsstraße optimiert wird. Oft wird mit Hilfe der Fabrikplanung aber auch ein komplett neues Fabrikgelände geplant und gebaut. Im Prinzip geht es bei diesem strukturierten Prozess um die systematische und auch zielorientierte Planung von Fabriken.

In der Fabrikplanung werden komplett neu geplante Projekte als Green-Field Projekte bezeichnet. Bei der Erweiterung, der Anpassung oder auch der Reduktion eines bereits bestehenden Systems spricht man von einem Brown-Field Projekt.

Während im Fabrikbetrieb Produktionsplanungen und die Steuerung der Abläufe tagesaktuell beziehungsweise auch kurz- und mittelfristig ist, konzentriert sich die Fabrikplanung ausschließlich auf mittel- und langfristige Ziele und Umsetzungen.

Als Hauptziele der Fabrikplanung stehen neben dem günstigen Produktionsfluss, menschengerechte Arbeitsbedingungen und eine gute Raumausnutzung im Fokus. Um für alle in Zukunft aufkommenden Aufgaben gewappnet zu sein, gehört eine hohe Flexibilität der Anlagen und Einrichtungen ebenfalls zu den wichtigsten Hauptzielsetzungen.

Zu Beginn der Fabrikplanung steht der Wunsch eines produzierenden Unternehmens schnell und flexibel auf die Anforderungen des Marktes reagieren zu. Im Fokus der Fabrikplanung liegen zunächst die Betriebsanalyse und die Zielplanung. Hier wird der Ist-Zustand beurteilt und aufgrund der zusammengetragenen Erkenntnisse eine Bewertung und Entscheidung getroffen.

Die Layoutplanung gehört zu den zentralen Elementen der Fabrikplanung und hat die Aufgabe, immer komplexer werdende Problemstellungen in immer kürzerer Zeit zu lösen. Im Kern geht es hierbei um einen Entwurf, der die räumliche Anordnung von Objekten wie komplette Systeme, Förder-, Abfüll- und Verpackungsanlagen sowie weiteren Maschinen beschreibt und auch darstellt.

Um eine hohe Genauigkeit und Planungsqualität bei der Fabrikplanung zu ermöglichen, gibt es auf dem Markt passende Werkzeuge und Tools zur digitalen Planung. Eine moderne Planungssoftware wie M4 PLANT ermöglicht die digitale Erstellung kompletter Fabriken und Anlagen. Hier lässt sich eine gewerkübergreifende 3D-Planung auf Basis bereits bestehender Fabrikdaten und Daten von Zulieferern erzeugen.

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