Digitale Fertigung in der Automobilindustrie
Aktualisiert am 11. Juli 2024.
Nutzen Sie ein umfassendes Portfolio an integrierten Lösungen, um Innovationen zu beschleunigen und die Qualität zu steigern
Hochgradig disruptive Trends in der Automobilindustrie verschärfen die bestehenden Herausforderungen in der gesamten Wettbewerbslandschaft. Mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen und anderen innovativen Technologien sind mehr Unternehmen auf den Markt gedrängt. Wir sehen eine Dichotomie zwischen etablierten, traditionellen, großen Automobilherstellern und neueren, agileren Unternehmen, die sich darauf konzentrieren, innovative Konstruktionen und Services auf den Markt zu bringen.
Der gesamte Markt hat einige gemeinsame Herausforderungen, während jedes der Segmente mit seinen eigenen Herausforderungen konfrontiert ist. Der Verbraucher treibt Innovationen auf breiter Front auf ein neues Level. Eine höhere Erwartung an personalisierte Konfigurationen erfordert, dass die Hersteller eine größere Variabilität bei ihren Fertigungsansätzen, -prozessen und -abläufen bewältigen können. Im Extremfall kann jedes Auto auf der Linie eine andere Produktausstattung haben.
Die Unterbrechung der Lieferkette zwingt auch alle Hersteller dazu, ihre Lieferantenstrategien und sogar ihre globale Auswirkung ihrer Fertigung zu überdenken. Im Hinblick auf die Produktionsplanung der Hersteller ist die Anpassung an Materialknappheit und Personalrisiken eine Herausforderung.
Gleichzeitig ist Nachhaltigkeit und Qualität für den Markt transparent und wird vom Verbraucher durch soziale Medien verstärkt vermittelt. Da sich die Vorschriften ändern, insbesondere in Bezug auf die Beschränkungen für Kohlenstoffemissionen, müssen die Hersteller die Anforderungen einhalten. Qualität bleibt König, wobei außergewöhnliche Produkten Kunden begeistern können und Produktfehler das Risiko von Rückrufen bergen, die über Erfolg oder Misserfolg von Unternehmen entscheiden können.
Auswirkungen auf die digitale Fertigung: Automobilhersteller in allen Segmenten benötigen eine digitale Fertigungsinfrastruktur, die die Produktvariabilität in großem Maßstab unterstützt. Sie müssen sich schnell an Rohstoffe, Teile und Arbeitsunterbrechungen anpassen. Konformitätsprozesse müssen mit den regulatorischen Veränderungen Schritt halten. Und alles muss zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass hochwertige Produkte an den Verbraucher geliefert werden.
Traditionelle Automobilhersteller
Für OEMs, die seit Jahrzehnten in der Branche tätig sind, sellt der Wandel weit mehr als für ihre neuen Konkurrenten eine Herausforderung dar. Sie rüsten um, um andere Technologien unterstützen zu können, vor allem beim Übergang von Verbrennungsmotoren auf Elektromotoren. Diese Änderungen stehen inmitten einer bestehenden Fülle von Varianten personalisierter Fahrzeugoptionen.
Diese Hersteller tragen eine erhebliche Aufwandslast, die kleinere, flexiblere Wettbewerber nicht haben. Während sie versuchen, die Bereitstellung von Innovationen zu beschleunigen, tun sie dies auf veralteten Systemen, manchmal mit vielen isolierten Anwendungen, die immer brüchiger werden, wenn interne Support-Teams wechseln und die Wartung zu teuer und zu komplex wird. Sie müssen diese Infrastruktur aufrüsten oder aktualisieren und gleichzeitig die Kosten in einem wettbewerbsintensiveren Markt senken, was die Margen unter Druck setzt.
Wenn neue Anlagen gebaut werden, benötigen diese Hersteller eine Infrastruktur zur Unterstützung von Produktionsabläufen, die nicht unbedingt mit den bestehenden Profilen der aktuellen Anlagen übereinstimmen. Der Umstieg auf Elektrofahrzeuge war tatsächlich ein Katalysator für sie, ihre Werksinfrastruktur zu überdenken. Sie müssen neue Anlagen und Produktionslinien schnell in Betrieb nehmen und dabei die Verbindung von Betriebssystemen mit Konstruktions- und Simulationssystemen antizipieren.
Letztendlich ist der Wechsel des MES-Systems für einen großen OEM eine strategische Entscheidung, die sich über viele Jahre hinweg auswirken wird. Sie müssen das Risiko minimieren und gleichzeitig mit der vom Markt geforderten Geschwindigkeit arbeiten. Sie können keine jahrelangen, kostenintensiven Implementierungen mehr unterstützen und suchen nach einem schrittweisen Ansatz, der einen schnellen Mehrwert liefern kann.
Auswirkungen auf die digitale Fertigung: Digitale Fertigungsplattformen müssen den schnellen Wandel und die Variabilität im Fertigungsbereich bewältigen und gleichzeitig eine hohe Qualität gewährleisten. Neue Systeme müssen veraltete Systeme mit minimaler Unterbrechung ersetzen und schnell einsatzbereit sein, wobei Anwendungen nach Möglichkeit konsolidiert werden können. Sie müssen ihre Betriebssysteme mit Konstruktions- und Simulationssystemen verbinden lassen, damit sie Innovationen schnell und skalierbar bereitstellen können. Gleichzeitig muss sich eine integrierte Lösung an neue und weiterentwickelte Geschäftsprozesse anpassen.
Neueinsteiger in die Automobilindustrie
Die Elektrifizierung brachte viele neue Automobilhersteller hervor. Bei Startup-Herstellern, die neue Innovationen auf den Markt bringen, dreht sich alles um Geschwindigkeit und Kosten. Sie haben den Vorteil, dass sie klein und flexibel sind und den Reset-Knopf drücken können, wenn etwas falsch liegt. Aber sie verfügen nicht über den Erfahrungsschatz wie etablierte OEMs.
Diese Unternehmen neigen dazu, Investitionen auf der Grundlage der Innovation ihrer Konstruktionen zu erhalten. Wenn es darum geht, Anlagen zu bauen und die Produktion zu orchestrieren, haben sie keinen vollständigen Blick auf die digitale Fabrik. Einige Branchenführer haben gesagt, dass die Fertigung tausendmal komplexer ist als die Konstruktion. Diese Unternehmen benötigen etablierte Systeme und Unterstützung bei den Prozessen in der Automobilindustrie, um die Konstruktion in die Produktion zu überführen.
Die Korrektheit der Fertigungsabläufe ist von entscheidender Bedeutung. Wenn die Qualität leidet und Fahrzeuge defekt sind oder zurückgerufen werden, haben neue Unternehmen möglicherweise nicht den Rückhalt, um zu überleben. Während Neueinsteiger in der Regel nur wenige Varianten haben und sich einige auf ein einzelnes Produkt konzentrieren, können ihre Konstruktionen eine höhere Komplexität aufweisen, was das Risiko für den Produktionsprozess erhöht.
Auswirkungen auf die digitale Fertigung: Plattformen für digitale Fertigung müssen über angeleitete, sofort einsatzbereite Lösungen mit umfangreichen Konfigurationsoptionen verfügen, die sich an die Prozess- und Produktkomplexität des Herstellers anpassen. Sie sollten Best Practices in der Automobilherstellung sowie erfahrene Partner einbeziehen, die die Fähigkeiten des internen Teams erweitern können. Die Systeme müssen schnell einsetzbar sein, wobei die Qualität eine wesentliche Funktion des gesamten Produktionsprozesses ist.
Siemens ist Vorreiter bei digitaler Fertigung
Siemens ist seit langem führend bei der Fertigung für alle Segmente der Automobilindustrie, hat die Auswirkungen der Marktherausforderungen antizipiert und konnte ein umfassendes Portfolio für digitale Fertigung entwickeln, das eine Closed-Loop-Fertigung ermöglicht. Closed-Loop-Fertigung ist der angestrebte Zustand – ein nahtloser Prozess, der das Produkt- und Prozessgestaltung aufgreift, die Produkt- und Prozessleistung in der digitalen Welt simuliert und dann den optimalen Plan in die reale Fertigungsproduktion überträgt. Es wird während der gesamten Fertigungsausführung strikt auf Qualität geachtet, wobei das Leistungsfeedback wieder in die Konstruktion einfließt und einen Kreislauf für kontinuierliche Verbesserung bildet.
Die folgende Demo zeigt, wie unser MES bietet:
- eine fortgeschrittene Produktionsflusskontrolle in Kombination mit BOP-Auflösungsfunktionen auf der Grundlage von Kriterien zur Qualifizierung von Varianten;
- JIS/JIT- und E-Kanban-Prozesse für eine intelligente Materialmanagementfunktion;
- Ein vollständig konfigurierbares Operator Terminal für eine schlanke, geführte und vereinfachte Ausführung in der Fertigung.
Das Siemens Xcelerator-Portfolio ist eine offene digitale Geschäftsplattform mit einem kuratierten Portfolio an IoT-fähiger Hardware und Software, einem leistungsstarken Ökosystem von Partnern und einem Marktplatz für Lernen und Zugang. Das Portfolio ist modular aufgebaut und unterstützt schnelle Bereitstellungen, die die Funktionalität im Laufe der Zeit erweitern können. Die Investitionen in Product Lifecycle Management (PLM) und Manufacturing Operations Management (MOM) sind skalierbar und nutzen das Know-how jahrzehntelanger Best Practices und erfahrener Praktiker, ohne dass ein internes IT-Team erforderlich ist, das nicht die Kernkompetenz des Herstellers repräsentiert. Das Ergebnis sind langfristig niedrigere Gesamtbetriebskosten.
Mehrere unterschiedliche Legacy-Systeme, die in der Regel bei großen, etablierten OEMs vorhanden sind, können schrittweise ersetzt werden, um Unterbrechungen zu minimieren. Die Umrüstung kann dann in einem Lift-and-Shift-Ansatz auf neue Anlagen angewendet werden, um die Expansion in großem Maßstab zu beschleunigen. Alle Anlagen können zentral mit einer digitalen Fertigungsplattform verwaltet werden, die einen globalen Produktions-Footprint unterstützt. Die PLM/MOM-Zusammensetzung von Siemens ermöglicht einen reibungslosen Ablauf des Entwicklungsprozesses, der standardisiert und werksübergreifend wiederholbar ist.
Das Qualitätsmanagement ist nahtlos und nativ in das Siemens PLM-System integriert und kann mit dem Siemens MES-System verbunden werden, um fortgeschrittene Qualitätsplanung und Best Practices für kontinuierliche Verbesserungen zu nutzen. Qualitätsinspektionen können durchgeführt werden, und eventuelle Probleme können schnell auf Fertigungsebene identifiziert und dann mit geeigneten Qualitätsmethoden analysiert werden. Durch die Verbindung von Qualität, Konstruktion und Produktion können Ursachen identifiziert, Korrektur- und Vorbeugemaßnahmen ausgelöst und Änderungsanforderungen an die Entwicklung zurückgespielt werden, indem der Wert eines geschlossenen Änderungsmanagements maximiert wird.
Mit dem digitalen Zwilling von Produkt und Prozess bietet Siemens Simulationsfunktionen, die es Konstrukteuren ermöglichen, potenzielle Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor physische Ressourcen in der realen Produktion verbraucht werden. Weniger Überraschungen in der Fertigung bedeuten schnellere und hochwertigere Produktionszyklen. Mit der wachsenden Komplexität hybrider Technologien und zunehmenden Produktvarianten können Hersteller alles von der Entwicklung bis zur Ausführung im Voraus simulieren, um unterschiedliche Materialflüsse und unterschiedliche Logistikflüsse zu antizipieren und zu lösen.
Siemens integriert auch die digitale Planung und Terminierung, die Transparenz über Lager- und Produktionspläne schafft, um Ressourcen und Zeit zu optimieren. Mit den Siemens Xcelerator-Modulen für Lieferkette und Zeitplanung kann die „goldene Sequenz“ erreicht werden, bei der suboptimale Sequenzen für Montagelinien auf der Grundlage definierter Einschränkungen neu berechnet werden. Angesichts der Bestandsprobleme, die die Fertigung in den letzten Jahren geplagt haben, wird diese Fähigkeit immer wichtiger. Siemens kann dabei helfen, die Auswirkungen von Unterbrechungen der Lieferkette zu identifizieren, vorherzusagen und zu simulieren.
Darüber hinaus kann das MES-System von Siemens mit der Leistungsfähigkeit von Low-Code an spezifische Fertigungsanforderungen angepasst werden. Es bietet Vorlagen für die Frontend-Schicht, die von Mendix unterstützt werden und von Mitarbeitern mit geringeren IT-Kenntnissen und größerem Fachwissen in einer Low-Code-Umgebung leicht angepasst werden können. Auf diese Weise können Hersteller die Verantwortung für die Personalisierung und Co-Creation der Benutzeroberfläche übernehmen. Diese Vorlagen können sofort einsatzbereit sein oder um das Erlebnis weiter zu personalisieren. Sie sind persona-basiert, branchenspezifisch und prozesszentriert.
Fazit
Siemens ist seit Jahrzehnten ein zuverlässiger Partner für die Automobilindustrie. Siemens versteht die Bedürfnisse traditioneller OEMs, wenn sie ihre digitale Fertigungsinfrastruktur ausbauen und sie auf neue Innovationen und Komplexität in einem strengeren regulatorischen Umfeld vorbereiten. Für Neueinsteiger ist Siemens der notwendige Partner, um operatives Know-how schnell zu erweitern und innovative Konstruktionen in eine hochwertige Produktion umzusetzen.
Um mehr darüber zu erfahren, wie das MES-System von Siemens die Fertigungsabläufe auf die nächste Stufe heben kann, sehen Sie sich unser Webinar über Manufacturing Execution System-Software für die Automobilindustrie an. In diesem Webinar erläutern wir die fünf Schlüsselfaktoren für die erfolgreiche Implementierung unserer Lösung und wie das Siemens Xcelerator-Portfolio Ihr Unternehmen auf die nächste Stufe heben kann.
