Über die Fabrik der Zukunft wird seit Jahren philosophiert – oft theoretisch, seltener praktisch. Reale Umsetzungen sind meist Leuchtturmprojekte, die technologische und organisatorische Innovationen zeigen, aber selten skalierbar oder übertragbar sind. Zukunftsfähige Fabrikplanung braucht mehr: einen ganzheitlichen, daten­basierten und offenen Ansatz, der Produkt, Prozess und Ressource übergreifend denkt. Wie das gelingen kann, zeigt das Industrial Metaverse von EDAG.

Durchdacht – von der Produktidee bis zum „End of Production“

Im Bereich Produktionssysteme bietet EDAG alles – von der Vision bis zum Start of Production und darüber hinaus. Früh fließt das Know-how des späteren Betreibers in Planung und Entwicklung ein. So entsteht ein robustes, zukunftsfähiges System mit dem richtigen Maß an Automatisierung und Digitalisierung. Denn Digitalisierung um der Digitalisierung willen – etwa, „weil es technisch möglich ist“ – führte in der Vergangenheit oft zu Frust und Ineffizienz.

Ein Schlüsselfaktor ist das gleichwertige Zusammenspiel von Produkt, Produktionsanlagen und Gebäuden. Digitale Zwillinge ebnen den Weg zu dieser Integration. Produkte sollten effizient herstellbar sein – und, zunehmend wichtig, auch gut wiederverwendbar oder recycelbar. Diese Perspektive stärkt nicht nur die Nachhaltigkeit, sondern wirkt sich auch positiv auf Lebenszykluskosten und Materialeffizienz aus.

Zudem eröffnet ein durchgängiges digitales Abbild der Fabrik neue Spielräume für Innovation: Anlagen lassen sich vorausschauend planen, Ressourcen effektiver nutzen und Engpässe frühzeitig erkennen. Die Fabrik wird damit nicht nur effizienter, sondern auch anpassungsfähiger gegenüber sich verändernden Rahmenbedingungen.

Dauerhaft – heute schon an übermorgen denken

Fabriken der Zukunft sind untrennbar mit den Menschen verbunden, die in ihnen arbeiten. Automatisierung bedeutet nicht das Ende menschlicher Arbeit, sondern deren Wandel. Die wahre Disruption für einen Maschinenbediener fand oft nicht mit Industrie 4.0 statt, sondern Jahrzehnte zuvor, als Servomotoren manuelle Bewegungen ersetzten.

Die Herausforderung bleibt: Wie lassen sich menschliche Fähigkeiten durch digitale Werkzeuge im Engineering und auf dem Shopfloor optimal unterstützen? Der „Connected Worker“ ist ein Schlüsselbegriff. Neben Augmented Reality und Virtual Reality eröffnen viele weitere Technologien neue Möglichkeiten. Künstliche Intelligenz wird dabei zur wertvollen Hilfe – etwa im Engineering oder in der Qualitätssicherung.

Menschliche Arbeit wird sich zunehmend in Richtung Planung, Überwachung und Steuerung verschieben. Dabei müssen Mitarbeitende befähigt und geschult werden, mit digitalen Systemen sicher umzugehen. Kollaboration zwischen Mensch und Maschine wird zur neuen Norm, nicht zur Ausnahme.

Kognitive und humanoide Roboter können helfen, dem Fachkräftemangel auf dem Shopfloor effektiv zu begegnen. Dabei geht es nicht um Ersatz, sondern um eine Ergänzung der menschlichen Arbeit – insbesondere dort, wo körperlich belastende oder monotone Tätigkeiten dominieren.

Digital – das Industrial Metaverse als Heimat der Digitalen Zwillinge

Eine zentrale Herausforderung liegt in der Vernetzung digitaler Systeme, um unzählige Use Cases mit relevanten Daten zu versorgen. EDAG setzt hier auf das Industrial Metaverse (IMV) – die Heimat der Digitalen Zwillinge.

Das IMV begleitet die Fabrik von der ersten Idee über Planung, Entwicklung, Realisierung, Inbetriebnahme und Betrieb bis zum Rückbau. Je nach Phase kommen Expertensysteme hinzu oder werden abgeschaltet. Sie versorgen die jeweiligen Anwendungsfälle mit Daten, die im Lebenszyklus der Fabrik auftreten – und auch wieder entfallen.

Bereits realisierte Beispiele sind digitales Projektmanagement, integrierte Planung mit Simulation, virtuelle Inbetriebnahmen und begehbare Fabriken, die bislang nur virtuell existieren. Die dynamische Architektur des IMV ermöglicht durchgängige Datennutzung und unterstützt ganzheitliche Entscheidungen. Die Synchronisierung einzelner Gewerke auf Basis des jeweiligen Reifegrads verkürzt die Projektdauer deutlich.

Ein gepflegtes, holistisches Modell der Fabrik erleichtert zudem kurzfristige Anpassungen – etwa bei Umbauten, Reparaturen oder Produktwechseln. Das IMV wirkt also nicht nur in der Entstehungsphase effizienzsteigernd. In Kombination mit dem Gebäudezwilling (Stichwort BIM) eröffnet es neue Möglichkeiten für flexible und wandlungsfähige Betriebsmodelle.

Auch im laufenden Betrieb sorgt KI für Mehrwert: Predictive Maintenance und Predictive Quality sind etabliert, weitere Anwendungen wie Materialflusssteuerung oder Qualitätsmanagement profitieren zunehmend. Neue Prozesse lassen sich dank IMV sicher simulieren und bewerten – und das ganz ohne Risiko für Mensch oder Maschine.

In medias res – Fabrikplanung aus Projektsicht

Durch die Kombination des EDAG-Fach- und Projektmanagementprozesses sind selbstverständlich unterschiedlichste Skalierungen, Detaillierungsgrade und Einstiegspunkte denkbar. Wichtig ist, von Beginn an den Dreiklang aus Produkt, Prozess und Ressource zu berücksichtigen. So werden Projekte idealerweise mit der gemeinsam mit dem Kunden erarbeiteten Vision einer Smart Factory gestartet: maßgeschneidert und effektiv.

Die anschließende Fabrikplanung erfolgt dann im IMV: effizient, kollaborativ und auch resilient, denn Änderungen und Anpassungen wird es immer geben. Die Digitalen Zwillinge des IMV begleiten die Betriebsphase der Fabrik und ermöglichen die Darstellung von Vitaldaten der Produktion, die Dokumentation von Umbauten sowie analysierende Zeitsprünge (rückwärts) und simulative, also vorwärts gerichtete Zeitsprünge.

Fazit

Die Fabrikplanung der Zukunft basiert auf Ganzheitlichkeit. Unternehmen sollten Digitalisierung nicht zum Selbstzweck betreiben, sondern durchdachte Lösungen einsetzen, die Prozesse belastbar und effizient gestalten.
Datenbasierte Planung bildet das Fundament – das Industrial Metaverse verbindet dabei Produkt, Produktion und Gebäude zu einem digitalen Gesamtsystem. Es fördert Kommunikation, bindet Menschen aktiv ein und sichert Qualität. So entstehen zukunftssichere Fabriken, die nicht nur effizient geplant, sondern auch langfristig erfolgreich betrieben werden können.