Digitalisierung der Produktionsumgebung: 3D-Vermessung und Fabrikplanung mit tragbaren Kamerasystemen

In der modernen Industrieplanung ist eine effiziente Produktionsprozessplanung maßgeblich von deren Auslegung und Layout abhängig. Eine innovative Methode, um diese Anforderungen zu erfüllen, ist die dreidimensionale Vermessung und Digitalisierung von Produktionsumgebungen mithilfe tragbarer Kamerasysteme. Diese Technologie bietet eine Vielzahl von Anwendungen, die von der Planung neuer Produktionseinheiten über Änderungen an Bestandsanlagen bis hin zur umfangreichen Neuplanung bestehender Umgebungen einschließlich Transportwege und Logistik reichen. Im Folgenden soll ein detaillierterer Blick auf die Vorzüge und Einsatzgebiete von tragbaren Kamerasystemen in Hinblick auf eine effiziente Produktionsplanung geworfen werden.

Funktionsweise tragbarer Kamerasysteme

Tragbare Kamerasysteme nutzen fortschrittliche Sensorik und Software, um detaillierte dreidimensionale Abbilder von Produktionsumgebungen zu erstellen. Diese Systeme bestehen typischerweise aus den in Abbildung 1 gezeigten Komponenten.

Abbildung 1: Bestandteile von Produktionsumgebungserfassungsgeräten

Vorteile der 3D-Vermessung und Digitalisierung:

Durch den Einsatz von mobilen Kamerasystemen kann die Fabrikplanung neu gedacht werden, da sie nicht nur für grüne Wiese Planungen geeignet ist, sondern auch bestehende Fabriken hinsichtlich derer effizienten Umgestaltung genutzt werden kann. Dabei sind Folgende Vorteile entscheidend:
Präzision und Genauigkeit:
Tragbare Kamerasysteme erfassen detaillierte und präzise 3D-Modelle der Produktionsumgebung. Dies ermöglicht eine genaue Planung und Umsetzung von Änderungen und neuen Projekten.
Zeit- und Kosteneffizienz:
Die schnelle Erfassung und Verarbeitung der Daten reduziert den Aufwand und die Kosten im Vergleich zu traditionellen Vermessungsmethoden. Dies beschleunigt den Planungsprozess erheblich.
Flexibilität:
Die Tragbarkeit der Systeme ermöglicht es, auch schwer zugängliche oder weitläufige Bereiche zu erfassen. Dies ist besonders nützlich in großen oder komplexen Produktionsumgebungen.
Integration und Analyse:
Die erstellten 3D-Modelle können in verschiedene Planungs- und Analysesoftware integriert werden. Dies unterstützt eine umfassende Analyse und Optimierung der Produktionsprozesse und -layouts.

Anwendungsbereiche

Bei der Errichtung neuer Produktionseinheiten kann das 3D-Modell als Grundlage für die Planung und Platzierung der neuen Anlagen dienen. Dies gewährleistet eine optimale Nutzung des verfügbaren Raums und eine effiziente Integration in bestehende Systeme. Änderungen oder Erweiterungen an bestehenden Anlagen erfordern eine genaue Planung, um den laufenden Betrieb nicht zu stören.

Abbildung 2: Anwendungsbereiche

Das 3D-Modell ermöglicht eine präzise Planung und Minimierung von Ausfallzeiten. Bei der Neugestaltung ganzer Produktionsbereiche, einschließlich Wege und Logistik, bietet das digitale Modell eine Grundlage für die Optimierung von Arbeitsabläufen und Materialflüssen. Dies kann die Effizienz steigern und Kosten senken. Die regelmäßige Erfassung der Produktionsumgebung ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung von Anlagen und ermöglicht deren Zustand zu bestimmen. Dies unterstützt die frühzeitige Identifikation von Wartungsbedarf und potenziellen Problemen. An einem konkreten Beispiel aus der Automobilindustrie soll im Folgenden gezeigt werden, wie sich die Vorteile dieses Systems in der Praxis auswirken können.

Beispiel aus der Praxis: Automobilindustrie

Automobilhersteller können tragbare Kamerasysteme zur Digitalisierung ihrer Produktionslinien verwenden und diese 3D-Modelle als Grundlage unter anderem für Folgende Planungen verwenden:
Layout-Optimierung:
Durch die Analyse der Modelle können Wege und Arbeitsabläufe neu strukturiert werden, welche die Effizienz erheblich steigern können.
Integration neuer Maschinen:
Neue Roboter und Maschinen können nahtlos in bestehende Linien integriert werden, ohne den laufenden Betrieb zu unterbrechen.
Wartungsplanung:
Die regelmäßige Erfassung der Produktionsumgebung ermöglicht eine proaktive Wartungsplanung und Reduzierung von Ausfallzeiten.

Zukunftsperspektiven:

Die fortschreitende Entwicklung der 3D-Vermessungstechnologie und der dazugehörigen Software eröffnet neue Möglichkeiten für die Fabrikplanung und -optimierung. In Kombination mit Technologien wie Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) können die digitalen Modelle interaktiv genutzt werden, um Planungsprozesse noch intuitiver und effizienter zu gestalten.

Fazit:

Die dreidimensionale Vermessung und Digitalisierung von Produktionsumgebungen mittels tragbarer Kamerasysteme stellt einen bedeutenden Fortschritt in der industriellen Planung und Optimierung dar. Die Präzision, Flexibilität und Effizienz dieser Technologie ermöglichen es Unternehmen, ihre Produktionsprozesse zu verbessern, Kosten zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Insbesondere in Zeiten zunehmender Komplexität und Dynamik in der Produktion bietet die Digitalisierung der Fabrikplanung wertvolle Vorteile, die in der modernen Industrie unverzichtbar sind.

Autor des Artikels: Annegret Schimmang-Esche (Fraunhofer IWU)

Foto: KI generiert von adobe firefly