Discrete Event Simulation als Türöffner
Mit Discrete Event Simulation (DES) lassen sich Veränderungen in der digitalen Fabrik risikolos simulieren. (Quelle: Autodesk)
Ein greifbares Szenario, in dem KI und Digitalisierung ihren Mehrwert bereits heute zeigen, ist die Discrete Event Simulation (DES). Dabei werden Fabrikprozesse in einer virtuellen Umgebung nicht kontinuierlich modelliert, sondern als Abfolge von diskreten Ereignissen: Maschinenstopps, Materialbewegungen, Arbeitsgänge von Mitarbeitern.
Für das Management ist der größte Vorteil von DES, dass sich Änderungen im Produktionssystem virtuell testen lassen. Denn Fabrikumstellungen sind teuer, weil Maschinen umgebaut, Personal geschult und Abläufe angepasst werden müssen. Mit DES können diese Veränderungen risikolos simuliert werden.
Dabei nutzen moderne DES-Systeme 3D-Modelle, um die Fabrik realitätsnah darzustellen. Werden Echtzeitdaten aus IoT-Systemen integriert, entsteht ein digitaler Zwilling, der nicht nur Zukunftsszenarien abbildet, sondern auch Einblicke in den laufenden Betrieb gewährt. Droht beispielsweise eine Maschine auszufallen, zeigt der digitale Zwilling den Einfluss auf die gesamte Prozesskette. Das verkürzt Reaktionszeiten und verhindert Produktionsausfälle.
Mit FlexSim bietet Autodesk ein solches DES-Werkzeug, mit dem Unternehmen neue Fabriklayouts entwerfen, Produktionspläne testen oder die Auswirkungen von Rekonfigurationen bewerten können. Laut Aussagen von Anwendern konnten sie einige Wochen an Planungszeit einsparen und gleichzeitig fundiertere Entscheidungen treffen.
Fünf KI-Erfolgsfaktoren für Entscheider
Wer KI in der digitalen Fabrik einsetzen will, sollte nicht bei einzelnen Tools oder Projekten stehen bleiben. Entscheidend ist ein ganzheitlicher Ansatz, der alle Phasen des Fabriklebenszyklus umfasst. Folgende Aspekte haben sich in der Praxis als besonders wichtig erwiesen:
- Frühzeitig Szenarien simulieren: Bereits in der Standortplanung lohnt es sich, mithilfe generativer Methoden und Simulationen, verschiedene Varianten etwa hinsichtlich Energieverbrauch, Materialflüssen oder Erweiterungsmöglichkeiten durchzuspielen, etwa um Fehlinvestitionen zu vermeiden.
- Fabriklayouts mit Blick auf Effizienz und Sicherheit gestalten: Digitale Planungsmodelle helfen, nicht nur die Produktivität, sondern auch Ergonomie und Sicherheit der Mitarbeiter frühzeitig mitzudenken. Der Einsatz von VR- und AR-Technologien kann hier die Planungszeit verkürzen und Schwachstellen sichtbar machen.
- Den Betrieb durch digitale Zwillinge absichern: Digitale Abbilder von Fabriken ermöglichen es, Wartungsstrategien zu verbessern und Ausfälle vorherzusagen. Entscheidend ist, dass nicht nur Strukturen, sondern auch physikalische Eigenschaften abgebildet werden.
- Daten über den gesamten Lebenszyklus hinweg vernetzen: Datenqualität und -konsistenz sind der Schlüssel. Wer CAD, CAM, Simulation, Prozess- und Produktionsdaten, beispielsweise mit Autodesk Fusion in einer gemeinsamen Cloudumgebung zusammenführt, schafft die Basis für Automatisierungen und KI-gestützte Analysen.
- Innovation und Forschung im Blick behalten: KI entwickelt sich rasant. Neue Ansätze wie generative Modelle, die 3D-Geometrien entwerfen können, eröffnen völlig neue Möglichkeiten für Design und Fertigung. Unternehmen sollten Pilotprojekte nutzen, um Erfahrungen zu sammeln und Potenziale frühzeitig zu bewerten.
Vom Projekt zur Strategie
Die digitale Fabrik ist kein „nice to have“ mehr, sondern strategischer Imperativ. In dieser ist KI nicht nur ein Werkzeug, sondern ein Hebel für Wettbewerbsfähigkeit, Resilienz und Nachhaltigkeit. Discrete Event Simulation zeigt exemplarisch, wie aus theoretischen Möglichkeiten konkrete Mehrwerte entstehen, zum Beispiel bessere Entscheidungen, geringere Risiken sowie höhere Profitabilität. Doch damit es nicht bei punktuellen Projekten bleibt, braucht es eine klare Strategie. Wer KI in der Fabrik nutzen will, muss sie über den gesamten Lebenszyklus hinweg denken – von der Planung über den Betrieb bis zur kontinuierlichen Optimierung.
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