Aus der Interview-Reihe „Nachgefragt“, Dr.-Ing. Frank Breitenbach, EDAG PS im Interview mit BIM-events.de zum Thema „Was die Bauwirtschaft aus der Produktwelt lernen sollte bzw. was lieber nicht“
Guten Tag Herr Dr. Breitenbach! Vielen Dank für die Gelegenheit, dieses Interview mit Ihnen durchführen zu dürfen. Ich freue mich darauf, mehr über die Perspektive der Firma EDAG Production Solutions zur Digitalen Fabrik zu erfahren und einige Learnings für unsere Leser der Bauwirtschaft mitzunehmen. Vielleicht sagen Sie drei bis vier Sätze vorab zu Ihrer Person.
Dr. FB: Sehr gerne und vielen Dank für die Einladung zum Gespräch. Ich habe eine gut zwanzigjährige Geschichte in der EDAG. Von der Ausbildung her bin ich Elektroingenieur und habe im Fachbereich Maschinenbau promoviert. Bei EDAG beschäftige ich mich hauptsächlich mit den Themen Fabrikplanung, Digitale Fabrik, Prozessgestaltung und -optimierung. Das tat ich als Projektingenieur, Projektleiter, und Teamleiter und mache es aktuell seit 2017 als Seniorexperte. Ich liebe das Schauen über den Tellerrand (früher hieß das mal Querdenken…) und das Vernetzen mit Blick vom Abstrakten zum Konkreten. Das versuche ich auch im Rahmen einiger Lehraufträge an junge Studierende weiterzugeben.
BE: Danke! Sehr eindrucksvoll. Lassen Sie uns mit der ersten Frage beginnen. Im Bauwesen haben wir Building Information Modeling, also BIM. Die BIM-Akzeptanz wächst zwar, spielt aber insgesamt noch eine recht geringe Rolle in DACH über alle Bauprojekte gesehen. Welche Rolle spielt die Digitale Fabrik aus Ihrer Sicht in der heutigen Produktionslandschaft?
Dr. FB: Die Ansätze zur Digitalen Fabrik sind schon relativ alt und lassen sich zeitlich mit dem Start professioneller CAx- und Simulationswerkzeuge in den 1990er Jahren verorten, teilweise sogar noch früher. Man muss nun unterscheiden zwischen der Digitalen Fabrik als Philosophie und in Gestalt einzelner Werkzeuge. Die Werkzeuge sind seit vielen Jahren etabliert, bspw. die Möglichkeiten zur Materialflusssimulation oder Prozesssimulation, die Möglichkeit, 3D-Layouts zu erstellen und in immer besserer Qualität, auf dem Bildschirm oder immersiv mit XR-Technologien zu betrachten. Doch hinter der Digitalen Fabrik steht noch einiges mehr. Da geht es bspw. um Datenstrukturen, eine gemeinsame Datenbasis, aus der sich die einzelnen Werkzeuge bedienen und in die sie auch wieder zurückschreiben. Letztlich soll die Digitale Fabrik dazu beitragen, eine eindeutige Korrelation zwischen dem Produkt (dafür entwickle ich schließlich die Fabrik), den Prozessen, die dieses Produkt herstellen (bspw. Fügeprozesse) und den Ressourcen (bspw. Roboter, Schweißwerkzeuge), die diese Prozesse applizieren zu entwickeln und von der ersten Idee bis zum Re-X der Anlagen weiterzutreiben. Diese Philosophie findet man selten durchgängig und nur gelegentlich in Ansätzen umgesetzt.
BE: Danke. Die Digitale Fabrik wird im Bauwesen häufig als positives Beispiel genannt. Wenn hier noch nicht alles umgesetzt wird, dann macht uns das Mut. Welche konkreten Vorteile sind Ihrer Meinung nach theoretisch gegeben und welche ergeben sich aus der Implementierung digitaler Technologien in der Fabrik tatsächlich?
Dr. FB: Die Vorteile der eben beschriebenen Philosophie liegen eindeutig in den Schnittstellen, soll heißen in der Überwindung von Inkonsistenzen bei der Datenhaltung. Wenn diese Datenbasis durchgängig vorhanden ist, dann begleitet mich die Digitale Fabrik entlang der Zeitachse während der Entstehung des realen Produktionssystems. Dies geschieht auf unterschiedlichen Ebenen, bspw. der Geometrie, der Materialflüsse, der Fertigungsprozesse, der Logistikprozesse etc. So entsteht sukzessiv ein Digitaler Zwilling meines Produktionssystems, der dieses dann auch während der Betriebsphase der Fabrik begleitet.
BE: Damit natürlich verbunden auch die Frage nach den Störfällen. Welche Herausforderungen sind bei der Einführung von Digitalisierungskonzepten in der Fertigung zu berücksichtigen? Wo liegen die wahren Pain Points?
Dr. FB: Die Digitalisierung in der Produktion ist schon lange präsent. Die Frage ist lediglich, bis zu welcher Ebene ich digitalisiert habe. Das beginnt auf dem Shopfloor. Kaum eine Maschine arbeitet heute ohne einen Rechner, bspw. in Form einer SPS. Das sind mitunter rein autarke Systeme. Ich kann mich natürlich auch entlang der Automatisierungspyramide nach oben hangeln und mich über die Leitebene mit SCADA oder MES bis zur Anbindung an das unternehmenseigene ERP bewegen. Der Vernetzungsgrad wird höher, die Strukturen mitunter abstrakter, der Benefit wird zunehmen. Pain Points tauchen dann auf, wenn ich beim Aufbau dieser Strukturen nicht zielgerichtet vorgehe. Eine weitere, wichtige Frage ist, für welche Zwecke ich die digitalisierte Fabrik nutzen will. Was sind meine Bedarfe, welche Use Cases will ich als Betreiber verfolgen. Hier kann man unter Umständen viel zu viel Geld ausgeben und/oder sich mit einer ungeschickten Auswahl Möglichkeiten verbauen. Das schmerzt dann.
BE: Können Sie Best Practices oder Erfolgsgeschichten teilen, die zeigen, was die Bauwirtschaft von der Produktwelt lernen kann? Was lässt sich Ihrer Meinung nach gut übertragen?
Dr. FB: So wie ich BIM bislang kennengelernt habe, hat da bereits einiges an Transfer stattgefunden. Ich sehe BIM als sehr ganzheitliche Herangehensweise an ein Bauprojekt, bei dem unterschiedliche Gewerke aber auch das Thema Kosten und die Nachhaltigkeit von Anfang an beachtet werden. Spannend wird es nun, wenn dieser Digitale Zwilling des Gebäudes in Interaktion treten könnte mit dem Digitalen Zwilling der Produktionsanlage. Da fehlt es m. E. noch ein bisschen an Phantasie und, das ist vielleicht noch viel wichtiger, am Willen der Systemanbieter. Technisch ist da vieles möglich. Die Frage, die sich letztlich stellt, ist wie so oft: Ist das Hindernis zu meinem Erfolg eine technische Hürde oder ein mensch-gemachter Hemmschuh?
BE: Nun hat die Produktwelt eine längere Historie mit digitalen Zwillingen. Gibt es bestimmte Aspekte, die die Bauwirtschaft besser vermeiden sollte, wenn es um das Lernen aus der Produktwelt geht?
Dr. FB: Formulieren wir es positiv: Datenstrukturen sollten so offen sein, dass ein reibungsfreier Austausch von Daten und Informationen möglich ist. Dann gewinnen alle Parteien: vom Sub-Lieferanten bis zum Endkunden.
BE: Das scheint also auch bei Ihnen nicht so zu sein… Wie kann die Zusammenarbeit zwischen der Bauwirtschaft und der Produktionsbranche verbessert werden? Zum einen in der Praxis, aber auch um voneinander zu lernen?
Dr. FB: Ich habe es weiter oben bereits erwähnt. Ich sehe ein großes Potential im Zusammenspiel der Zwillinge von Gebäude und Produktionssystem. Während der Engineering- und Bauphase aber auch während des Betriebs der Fabrik. Ständig müssen hier Informationen fließen. Eine Anlage hat Anforderungen an ein Gebäude, diese können Klimabedingungen sein (konstante Temperaturen etc.), medientechnische (elektrische Energie, Druckluftversorgung etc.), statische oder dynamische (Bodenbelastung, Deckentragfähigkeit etc.). Das Gebäude hat Eigenschaften, die diese Anforderungen erfüllen sollen. Das ist aber nicht als Momentaufnahme zu sehen, sondern eine Funktion des Ortes und – das möchte ich betonen – der Zeit. Das Gebäude steht i. d. R. länger als die Produktionsanlage.
BE: Interessant. Können Sie hier weitere Aspekte anfügen?
Dr. FB: Hinzu kommt, dass moderne Produktionssysteme durchaus auch kurzfristig umgestellt werden können. Die Anlage kann darauf reagieren, wenn sie beispielsweise modular und „mobil“ konzipiert ist. Wie reagiert das Gebäude? Welche Möglichkeiten hat der Anlagenplaner zur Neuanordnung, ohne massiv in die TGA eingreifen zu müssen? Wie wirkt sich das auf die Zusammenarbeit aus? Vorausschauende Planung auf beiden Seiten unter Berücksichtigung der jeweils anderen Seite ist somit ein Muss. Solche Projekte funktionieren nur konzertiert in guter Abstimmung, und dabei helfen uns die Digitalen Zwillinge von Gebäude und Anlage.
BE: Bezüglich eines Blicks in die Zukunft: Welche Technologien oder Trends werden Ihrer Meinung nach uns in naher Zukunft am meisten beeinflussen? Was gilt es zu tun?
Dr. FB: Ich glaube, dass uns in Sachen Digitale Fabrik primär die menschengemachten Probleme ausbremsen. Das sind Firmenphilosophien, gelegentlich auch der Hang zu monolithischen Lösungen. Die Werkzeuge sind vorhanden, die Methoden ebenfalls. Vorhanden ist auch die Philosophie, wie das alles zusammenspielen kann; im Kleinen und übergeordnet im Zusammenspiel der Digitalen Zwillinge. Wie kann ich nun die Parteien davon überzeugen, dass der Mehrwert im Miteinander liegt? Das wird die große Herausforderung der nächsten Jahre sein. Das war sie aber auch bereits in der Vergangenheit.
Aber, Sie fragen auch nach meiner Meinung bezüglich des Einflusses neuer Technologien.
BE: Ja, bitte.
Dr. FB: Seit einigen Monaten kommt mit KI eine (auch nicht mehr ganz so) neue Technologie mit Siebenmeilenstiefeln angerannt. Derzeit absolut gehypt, da wird man noch einige Abstriche in Sachen Realitätsnähe machen müssen, aber mit dem Potential zur echten disruptiven Technologie. Daneben sehen reine Digitalisierung und digitale Transformation bald wie evolutionäre Vorgänge aus. Aber: diese Trends lassen sich eh nicht getrennt voneinander betrachten.
BE: Ich bin sicher, Ihre Expertise hilft den Lesern dabei, über den Tellerrand zu schauen. Wir haben viele Parallelen, Herausforderungen und vor allem Potentiale kennen gelernt. Vielen Dank für Ihre Zeit.
Dr. FB: Danke auch Ihnen.
