Die strategische Digitalisierung der Konstruktion und steuerungstechnischen Auslegung von Maschinen und Anlagen hat das European 4.0 Transformation Center (E4TC) am RWTH Aachen Campus untersucht. Der 38-seitige Forschungsbericht mit dem Titel „Engineering 4.0“ fußt auf einer achtmonatigen Felduntersuchung bei deutschen Maschinenbauern im Serien- und Sondermaschinenbau, bei Ingenieurbüros/Hardwareplanern sowie Geräteherstellern. Die entwickelte Methodik zur Quantifizierung von Potenzialen und Maßnahmen im Engineering ermöglicht erstmals eine fundierte Reflexion gegenwärtiger Engineering-Workflows im Serien- und Sondermaschinenbau. Zentrale Erkenntnis: Wer sein Engineering teilautomatisiert, erzielt das betriebswirtschaftlich optimale Verhältnis von Aufwand und Nutzen.
Die Aachener Wissenschaftler führen zunächst ein Modell des Engineering-Workflows ein und erstellen eine Bewertungsmatrix mit fünf Effizienzstufen. Der „Efficiency Level“-Matrix mit detaillierten Aussagen zum Methodik-Workflow ist eine „Use Level“-Matrix beigestellt. Sie beschreibt und bewertet die Nutzung von CAE-Software als Grundvoraussetzung für Engineering 4.0. Die Studie lässt gleich zu Beginn auf den Forschungsgegenstand schließen: Untersucht wurden insgesamt zehn Prozessschritte, die das Engineering im Maschinenbau (Serien-/Sondermaschinenbau) prägen. Das erstellte Engineering-Workflow-Modell umfasst die typischen Arbeitsschritte eines Auftragsdurchlaufs.
Engineering-Workflow-Modell / Effizienz-Matrix
Dabei konzentrierten sich die Forscher auf die Arbeitsfelder Engineering, Design, Stücklisten, Reports, Schaltschrankaufbau sowie Artikel und Vorlagen – der Grund ist einfach: „Die Abhängigkeiten von Kunden bzw. Partnern sind in diesen Prozessschritten teils relativ gering bis gar nicht ausgeprägt“, erläutert Dr.-Ing. Thomas Gartzen, E4TC-Geschäftsführer. „Die Unternehmen haben es demnach buchstäblich selbst in der Hand, genau hier über Standardisierungs- bzw. Automatisierungsprojekte Zeit- und Kosteneinsparpotenziale zu erschließen.“ Der Weg zu höherer Effizienz in der Wertschöpfungskette ist von klassischer Methodik über Standardisierung bis hin zur Automatisierung vorgezeichnet. Um die Effizienz je Arbeitsschritt bewerten zu können, erfolgt in der Studie eine Skalierung des Methodik-Workflows in fünf Stufen, innerhalb derer die Effizienz-Level (eLevel) des Engineerings zu verorten sind.
Steigendes Potenzial
Aus den erhobenen Daten leiten die Wissenschaftler ab, dass Unternehmen von eLevel zu eLevel 20% effizienter werden können und sich der Zeitaufwand für die Stromlaufplanerstellung von Stufe zu Stufe jeweils halbiert. 10% Aufwand für eine Standardisierung ermöglicht beispielsweise eine um 50% schnellere Stromlaufplanerstellung. 25% Zeitersparnis bei der Stromlaufplanerstellung bringt die geräteorientierte Arbeitsweise. Die Hälfte der Zeit bei der Stromlaufplanerstellung sparen Nutzer mit einer Schaltungsbibliothek für Produktfunktionen. 75% geringerer Aufwand in der Prüfung der Schaltpläne wird erreicht durch Nutzung einer umfassenden Schaltungsbibliothek. Und 100% Zeitersparnis bei der Erstellung aller Reports sind durch eine Standardisierung erreichbar.
Interessierte können die Studie kostenlos anfordern unter: eplan.de/engineering4.0
Die Aachener Wissenschaftler führen zunächst ein Modell des Engineering-Workflows ein und erstellen eine Bewertungsmatrix mit fünf Effizienzstufen. Der „Efficiency Level“-Matrix mit detaillierten Aussagen zum Methodik-Workflow ist eine „Use Level“-Matrix beigestellt. Sie beschreibt und bewertet die Nutzung von CAE-Software als Grundvoraussetzung für Engineering 4.0. Die Studie lässt gleich zu Beginn auf den Forschungsgegenstand schließen: Untersucht wurden insgesamt zehn Prozessschritte, die das Engineering im Maschinenbau (Serien-/Sondermaschinenbau) prägen. Das erstellte Engineering-Workflow-Modell umfasst die typischen Arbeitsschritte eines Auftragsdurchlaufs.
Engineering-Workflow-Modell / Effizienz-Matrix
Dabei konzentrierten sich die Forscher auf die Arbeitsfelder Engineering, Design, Stücklisten, Reports, Schaltschrankaufbau sowie Artikel und Vorlagen – der Grund ist einfach: „Die Abhängigkeiten von Kunden bzw. Partnern sind in diesen Prozessschritten teils relativ gering bis gar nicht ausgeprägt“, erläutert Dr.-Ing. Thomas Gartzen, E4TC-Geschäftsführer. „Die Unternehmen haben es demnach buchstäblich selbst in der Hand, genau hier über Standardisierungs- bzw. Automatisierungsprojekte Zeit- und Kosteneinsparpotenziale zu erschließen.“ Der Weg zu höherer Effizienz in der Wertschöpfungskette ist von klassischer Methodik über Standardisierung bis hin zur Automatisierung vorgezeichnet. Um die Effizienz je Arbeitsschritt bewerten zu können, erfolgt in der Studie eine Skalierung des Methodik-Workflows in fünf Stufen, innerhalb derer die Effizienz-Level (eLevel) des Engineerings zu verorten sind.
Steigendes Potenzial
Aus den erhobenen Daten leiten die Wissenschaftler ab, dass Unternehmen von eLevel zu eLevel 20% effizienter werden können und sich der Zeitaufwand für die Stromlaufplanerstellung von Stufe zu Stufe jeweils halbiert. 10% Aufwand für eine Standardisierung ermöglicht beispielsweise eine um 50% schnellere Stromlaufplanerstellung. 25% Zeitersparnis bei der Stromlaufplanerstellung bringt die geräteorientierte Arbeitsweise. Die Hälfte der Zeit bei der Stromlaufplanerstellung sparen Nutzer mit einer Schaltungsbibliothek für Produktfunktionen. 75% geringerer Aufwand in der Prüfung der Schaltpläne wird erreicht durch Nutzung einer umfassenden Schaltungsbibliothek. Und 100% Zeitersparnis bei der Erstellung aller Reports sind durch eine Standardisierung erreichbar.
Interessierte können die Studie kostenlos anfordern unter: eplan.de/engineering4.0
