Digitalisierung : Wie ein digitaler Zwilling die perfekte Produktion bei Biohort plant

Wer sehen will, wie eine digitale Fabrik von der grünen Wiese weg entsteht, ist derzeit in Herzogsdorf wohl an der richtigen Adresse. Auf vier Hektar Gesamtfläche, nur 15 Kilometer vom alten Standort in Neufelden entfernt, baut der oberösterreichische Gerätehaushersteller Biohort, wie er es nennt, seine „Zukunftssicherung“. Seit Jahren erfreuen sich die Mühlviertler an einem stabilen Wachstum. Ein Aufwärtstrend, der den Umsatz zwar alle paar Jahre verdoppelt, aber gleichzeitig die Produktionskapazitäten an die Grenzen treibt. Zeitgleich kämpfen die Mühlviertler mit großen Umsatzschwankungen – „und zwar ums 5fache zwischen den umsatzstärksten und –schwächsten Monaten“, weiß der technische Leiter Martin Höller aus der Vergangenheit. Das im neuen Werk ausgleichen zu können, ist, wie er es nennt, „der Big Deal“. Die Daten dafür sammelt man bei Biohort schon seit Jahren. Seit eineinhalb Jahren legt ihnen eine Software, ein smarter Algorithmus, die Beziehungen zwischen diesen Informationsschnipseln offen. Still und heimlich bastelt dort ein digitaler Zwilling an der perfekten „biohortschen“ Produktion.

Dass ein Cyber-Physikalisches Produktionssystem (CPPS) massiv Daten verschlingt, war Höller von Anfang an klar. Ein Grund mehr, besonders viel Arbeit in die richtige Aufbereitung dieser Daten zu stecken. Mittlerweile hat die Simulationssoftware Plant Simulation Zugriff auf vergangene wie gegenwärtige Daten der ERP-, CAD- sowie MES-Welt. „Ein bisschen Stochastik und Statik zum Würzen“, wie der technische Leiter gerne scherzt, und die Mühlviertler hatten einen Algorithmus, der ihnen auch Wahrscheinlichkeiten für künftige Produktionsszenarien berechnet. Streng überprüft der digitale Zwilling die Funktionalität von geplanten Abläufen und validiert daraus Entscheidungen für Erstinvestitionen. Für das Werk in Herzogsdorf wurde also mithilfe von Lagerdaten aus der Vergangenheit und extrapolierten Werten für die Zukunft die optimale Verkettung von Produktion und Logistik errechnet. Dass die Software dabei völlig neues Potenzial entdeckte, „war ein äußerst interessanter Nebeneffekt“, benennt es Höller. Ein Beispiel: Das Biohort-Produkt „Freizeitbox“ hätten die Mühlviertler wie immer auf einer Linie gefertigt. Der digitale Zwilling verwies allerdings auf eine 2-Linien-Fertigung. Strategisch war das klüger, „weil wir sonst den Markt in drei Jahren nicht mehr bedienen hätten können“, erklärt Höller das vom Zwilling berechnete Szenario.

Noch interessanter waren die Simulationen für kleine Losgrößen. In der alten Fertigung galt: Jedes Bauteil eine Maschine. Dass diese individuelle Fertigung bei 150 Varianten sehr schnell auf Kosten der Effektivität gehen kann, war den Mühlviertlern klar. Dass für einen Menschen diese Komplexität beinahe unüberschaubar ist, wohl auch. Eine Gelegenheit, die Fähigkeiten der Software unter Beweis zu stellen. Und siehe da: Trotz kleiner variierender Stückzahlen schlug der Algorithmus für das neue Werk flexible Fertigungszellen vor, wodurch sich Biohort eine Zwischenlagerung der Bleche nach dem Stanz- und Sickprozess spart. Mit Hilfe von kollaborativen Robotern vom Rohblech bis zum Endprodukt in nur einem Ablauf wird in Herzogsdorf bald keine Zukunftsmusik mehr sein.

Vor einem Monat startete der Aushub für das Lager. Auch hier trimmte der Algorithmus auf Effizienz. „Wir haben bis zu fünf Szenarien durchgespielt“, erinnert sich Höller an die Simulationen. „Und am Ende jene genommen, die für unsere Mitarbeiter im Kommissionierbereich den kürzesten Weg bedeutet.“ Die Mühlviertler können so ihre Umschlagshäufigkeit flexibel erhöhen und auch falls notwendig Personal aufstocken. Wenn Ende 2018 die Produktionslinien starten, wäre eigentlich die Aufgabe des digitalen Zwillings erledigt. Eine Produktion, wo dieser weiterhin optimierend in die Abläufe eingreift, sieht Höller auf jeden Fall: „Wenn es Probleme gibt, werden wir wieder simulieren und danach optimieren.“ Dass der digitale Zwilling irgendwann selbstständig in die Produktion eingreift, sieht der Technische Leiter noch nicht. Dafür hat ihm die Software dann doch zu wenig „Gespür“. Die menschliche Erfahrung als Komponente ist Höller wichtig, das rationale Kalkül eines digitalen Zwillings aber auch.

Was Sie schon meistern: Ein digitaler Zwilling, der alle etwaigen Produktionsstörungen präventiv verhindert, indem er zB entsprechende Berechnung des Fertigwarenlagers und der Taktzeiten macht, damit bei Bezug des neuen Werks kein Engpass entsteht.

Womit sie noch kämpfen: Die Organisationsstrukturen, damit die Mitarbeiter mit dem technologischen Fortschritt mitwachsen können.