Modularität für höchste Effizienz und Flexibilität

Zwischen Bauklötzen und Fabriken besteht eine faszinierende Verbindung: Die kreative Freiheit unzähliger Kombinationen von Bauklötzen führte als Kind zu einzigartigen Bauwerken. Dasselbe Prinzip, nur in anderem Maßstab lässt sich auch auf die moderne Fabrik anwenden: durch standardisierte Module können Fabriken individuell errichtet, skaliert und fortlaufend angepasst werden.

Veränderungen sind in der Welt der Produktion allgegenwertig, daher sollte auch die Fabrikstruktur entsprechend gestaltet sein. Wenn eine Fabrik auf Basis von standardisierten Modulen geplant und errichtet wird, können diese skaliert oder ausgetauscht werden. Die Fabrik kann so durch die Austauschbarkeit der Module flexibel an ein sich änderndes Produktportfolio angepasst werden. Eine höchsteffiziente Produktion wird langfristig gewährleistet.

Die Themen Skalierbarkeit und Flexibilität treiben produzierende Unternehmen bereits lange um. Doch die Kostenfrage bremst häufig die langfristige und nachhaltige Forderung nach einer flexiblen Produktionsinfrastruktur aus. Zusätzliche Flächen und Ressourcen werden deshalb vernachlässigt und aus der Planung genommen. Doch ist dieser kurzsichtige Ansatz sinnvoll?

Vor einigen Jahrzehnten war es üblich, sich Kleidung vom Schneider maßfertigen zu lassen. Die Vorstellung, Kleidung von der Stange zu kaufen, war damals undenkbar. Und dennoch tragen wir heute passende Kleidung. Diese Analogie lässt sich auf die heutigen Fabriken übertragen, deren Zuschnitt zu spezifisch und damit auch zu teuer und unflexibel ist. Wird bei der Fabrikplanung auf einen bestehenden, standardisierten Modulbaukasten zurückgegriffen, können einzelne Planungsschritte entfallen und die Bauzeit verkürzt werden. Das senkt die Baukosten. Auch die Wandlungskosten werden durch die Standardisierung modularer Fabriken reduziert.

Im Mittelpunkt der modularen Fabrik stehen langfristige und nachhaltige Ambitionen: durch modulare Strukturen wird nicht nur eine höchstflexible und effiziente Produktionsumgebung geschaffen, sondern auch eine Lösung, die nicht über Produkt- sondern auch Technologiegenerationen hinweg Bestand haben soll. Sie fördert darüber hinaus Energieeffizienz und Nachhaltigkeit, da leicht einzelne Module ausgetauscht und auf den neusten Stand der Technik gebracht werden können.

Bei der modularen Bauweise wird die Fabrikstruktur in Modulen geplant. Jedes Modul ist über Schnittstellen mit anderen Modulen verbunden. Module sind eine Aggregation von Fabrikobjekten. Hierbei sind folgende Typen zu unterscheiden:

• Produktions- und Logistikmodule sind essentielle Komponenten für die betriebliche Leistungserstellung. Sie ermöglichen eine effiziente Organisation und Durchführung der Prozesse und einen reibungslosen Material- und Informationsfluss.
• Gebäudemodule sind eine Oberkategorie für verschiedene Modularten, die Komponenten aus dem Gebäudebau beinhalten. Einzelne Gebäudeteile und sogar ganze Räume können als Gebäudemodule geplant und vorgefertigt werden. Die Verwendung der Modulbauweise ermöglicht es, Gebäude in vorgefertigten, standardisierten Einheiten herzustellen, die anschließend vor Ort zusammengesetzt werden.
• TGA-Module (Technische Gebäudeausrüstung) sind vorgefertigte Einheiten, die Prozess- und Haustechnik enthalten. Sie versorgen Gebäude mit wichtigen betrieblichen Anlagen und ermöglichen schnelle, flexible und qualitativ hochwertige Integration.

Nachhaltigkeit

Die präzise Berechnung der Medienbedarfe in kleinen Modulen erleichtert eine effektive Steuerung, Messung und kontinuierliche Verbesserung der Gesamtressourcen in einem größeren Kontext. Damit trägt Modularität maßgeblich zur Förderung ökologischer Nachhaltigkeit und der Reduzierung von Treibhausgasen bei.

Weitere Informationen finden Sie auf unserer Insights Seite zur Zero Emission Company.

Simulation

Standardisierte, vorgefertigte Module werden in der digitalen Welt flexibel kombiniert und ermöglichen so eine effizient Hochskalierung eines Digitalen Zwillings.

Weitere Informationen zum Konzept des Digitalen Zwillings lesen Sei hier.

Produktion

Mit standardisierten, vorgefertigen Modulen können innovative Produktionskonzepte ermöglicht werden. Ein Beispiel hierfür ist die Schwarmmontage, auch Matrix-Produktion genannt, die nur durch die präzise Erstellung und Nutzung von Produktionsmodulen effektiv funktionieren kann.

Weitere Informationen zur Schwarmmontage finden Sie hier.

Automatisierung

Die Integration standardisierter Module in Fabriken fördert die Automatisierung von Produktionslinien, da einheitliche Schnittstellen und Abmessungen den nahtlosen Einsatz von Robotern und automatisierten Systemen ermöglichen.

Weitere Informationen zur automatisierten Fabrik finden Sie hier.

Modularität bietet zahlreiche Vorteile für die Fabrik der Zukunft: Skalierbarkeit, Flexibilität und Energieeffizienz. Jedoch nur, wenn die Modularisierung intelligent und gut geplant umgesetzt wird: Die Komplexität der Interaktionen zwischen den Modultypen muss durchdacht und dokumentiert sein. Es ist wichtig, die Auswirkungen der Modularisierung sorgfältig zu analysieren und zu bewerten, um sicherzustellen, dass die Vorteile die Komplexität überwiegen. Dann jedoch bietet die modulare Fabrik großes Potential und wird verhindern, dass Fabriken bereits bei ihrer Fertigstellung nicht mehr den aktuellen Anforderungen genügen.