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Smart Factory: Definition, Beispiele & Vorteile der intelligenten Fabrik

Published: · Last updated: · 11 min Lesezeit

Wenn Sie an das Wort „Fabrik“ denken oder es hören, was kommt Ihnen dann normalerweise in den Sinn? Riesige, automatisierte, industrielle Fertigungsstraßen, große Maschinen und ein ebenso aufwendiger Produktionsprozess gehen damit einher.

Als die erste industrielle Revolution die Welt auf den Kopf stellte, begann sich der Fertigungsprozess mit dampfseismischer Kraft zu verändern. Seitdem gab es noch einige weitere. Die zweite war die bemerkenswerteste, nämlich die Verarbeitung fossiler Brennstoffe und das Aufkommen der Elektrizität als Energiequelle. Die dritte war der Aufstieg von Elektronik, Computern und Telekommunikation, was eine Ära der hohen Automatisierung und der Rationalisierung von Prozessen in der Lieferkette ermöglichte.

Aber es gibt noch eine vierte industrielle Revolution. Tatsächlich beobachtet die Welt, wie sie sich entfaltet, während wir sprechen, denn sie findet genau jetzt statt, und sie ist unausweichlich. Sie wird auch als Industrie 4.0 oder Smart Factory 4.0 bezeichnet und hat mit dem Internet und seinen Auswirkungen überall zu tun.

Die Definition der Smart Factory

Smarte Factories bewegen sich weg von den traditionellen automatisierten Produktionsprozessen der Vergangenheit und hin zur Datenerfassung durch hochgradig verbundene und vernetzte Systeme. Die Sammlung von Big Data ist ein wesentlicher Bestandteil dieser schönen neuen Ära, in der wir uns befinden. Sie ermöglicht flexible, anpassungsfähige und schnell umsetzbare Änderungen im Supply Chain Management und in den Produktionsprozessen. Das bedeutet auch, dass die eingesetzte künstliche Intelligenz sich ständig selbst optimiert – das bedeutet Echtzeit-Ergebnisse durch maschinelles Lernen, das in Sekundenschnelle Entscheidungen trifft, für deren Bewertung und Umsetzung man früher Tage oder sogar Wochen brauchte. Das ist also ziemlich smart. Die Konnektivität an jedem Berührungspunkt des Produktionsprozesses ist nun ein einzigartiges Werkzeug für diese komplexe, extrem vernetzte Welt der blitzschnellen Entscheidungsfindung.

Ein weiterer Aspekt ist die Möglichkeit, Abläufe lokal an einem physischen Standort oder global über ein Netzwerk von beteiligten Systemen zu verbinden. Die Möglichkeiten sind endlos. Sogar „virtuelle Fabriken“ sind möglich und erlauben das Testen neuer Ideen in Echtzeit mit genauen Daten als perfektem Simulator, nicht unähnlich Piloten und Formel-1-Rennfahrern, die schnell reagieren müssen. Der Unterschied ist, dass es in deren Fall ein Training für Reflexe bedeuten kann, die über Leben und Tod entscheiden können. Für die Industrie kann dies den Unterschied bedeuten, ob man erfolgreicher ist als die Konkurrenz oder ob man zurückbleibt.

Welche Vorteile haben intelligente Fabriken?

Wenn man den Begriff „Smart Factory“ hört, denkt man an viel Elektronik, Schnickschnack und Technik, die in der Tat ein Vermögen kosten muss. Wenn sie so smart ist, muss sie doch topmodern und superteuer sein, oder?

Möglicherweise. Aber nicht die ganze Zeit. Eines der entscheidenden Dinge, an die man sich erinnern sollte, ist, dass sie nicht unbedingt von Grund auf neu gebaut werden müssen.

Der Übergang zu einer intelligenten Fabrik muss keine erheblichen Vorleistungen mit massiven Investitionen erfordern. Maschinen können mit Sensoren nachgerüstet werden. Sie können also, wo es möglich ist, bestehende Maschinen aus Ihrem Produktionsprozess nachrüsten und Lieferanten finden, die andere mit nachgerüsteten Lösungen ersetzen können, um Lücken zu schließen.

Warum also sollten Sie sich in Richtung einer intelligenten Fabrik bewegen? Oder vielleicht noch treffender: Was hält Sie davon ab? Die Vorteile von Industrie 4.0, der Erfassung von Big Data und der intelligenten Fertigung sind zahlreich.

Lassen Sie uns diese aufschlüsseln.

  • Niedrigere Produktionskosten: Schlicht und einfach. Die selbstoptimierende Facette der intelligenten Fertigung bedeutet, dass künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und ständiges Big-Data-Feedback eine unverkennbare Rationalisierung des Fertigungsprozesses schaffen, die mit herkömmlichen Produktionsmethoden einfach nicht möglich ist.
  • Redundante Prozesse und kontraproduktive Schritte können leicht aus der Produktion entfernt werden und verbessern den Gesamtausstoß mit weniger Overhead, während die Verschwendung von Ressourcen reduziert wird.
  • Bereitstellung einer Fülle von Informationen aus Big Data: Die schiere Menge an Analysen, die Ihnen mit einer intelligenten Fabrik zur Verfügung steht, macht Management-Entscheidungen viel unkomplizierter. Daten bedeuten ein genaues Bild. Sie denken vielleicht, dass Sie es am besten wissen, aber was Big Data offenbart, ist schwarz und weiß. Obwohl sie offen für Interpretationen sind, können einige komplexe Zahlen die Entscheidungsfindung wesentlich vereinfachen. In einer Welt des Internet 4.0 ist dies eine Selbstverständlichkeit und ein großer Teil davon, warum es diese nächste Welle und damit die vierte industrielle Revolution bildet. Dies wird auch die Leistungsmessung unterstützen und wertvolle Informationen für Implementierungsstrategien liefern.
  • Verbesserung der Produktqualität: Die Qualitätskontrolle kann in intelligenten Fabriken über „virtuelle Fabriken“ überwacht werden, um die unmittelbaren Auswirkungen von Prozessänderungen in Echtzeit zu sehen, bevor sie in der realen Welt eingeführt werden.
  • Predictive Maintenance: Die Überwachung von intelligenten Fabriken macht die Tortur der Wartung viel vorhersehbarer. Oft können Probleme erkannt und behoben werden, bevor sich kleinere Probleme zu größeren und schwieriger zu behebenden Problemen auswachsen. Diese digitale Draufsicht kann auch die Sicherheit für Mitarbeiter verbessern, die mit der praktischen Fertigung und der Produktionslinie zu tun haben. Unfälle können potenziell erheblich reduziert werden, wenn Maschinen gewartet werden, wenn sich Warnungen bemerkbar machen. Es kann dann eingegriffen werden, um Probleme zu korrigieren und abzufangen.

Was sind die Herausforderungen einer intelligenten Fabrik?

Die Entscheidung für eine intelligente Fabrik ist von großem Vorteil. Aber es gibt einige ernsthafte Überlegungen, bevor man sich für deren Einsatz entscheidet.

Bei der Umstellung kann es zu Herausforderungen kommen, die sich auf den Ruf Ihres Unternehmens bei Ihren Kunden sowie auf Ihre Produktionsgeschwindigkeit und -rate auswirken können.

Ihre Lieferkette muss mit Backup-Plänen und Protokollen für alles, was unvorhergesehen passieren könnte, stabilisiert werden.

Big Data bedeutet einen großen Umgang mit Daten
Die wahrscheinlich größte Herausforderung für jede Fabrik, die ihre Produktion in ein Smart-Factory-Beispiel umwandelt, ist die schiere Menge an Daten, die gesammelt werden müssen.

IT (Informationstechnologie) und OT (Betriebstechnik) werden in einer Smart Factory zusammengeführt, was bedeutet, dass es insgesamt mehr „Angriffsfläche“ für Cyberattacken, Industriespionage, Diebstahl und Hacking gibt. Es ist erwähnenswert, dass diese Anfälligkeit ein erfahrenes und kompetentes Team erfordert, um die neue Smart Factory zu unterstützen.

Datensicherheit ist das A und O, und wer diesen wichtigen Aspekt ignoriert, riskiert sein Leben.

Wie baut man eine intelligente Fabrik?

Nachdem wir uns einige Beispiele für die intelligente Fertigung angesehen haben, wird der Übergang zu intelligenten Fabriken immer einfacher. Die Beschleunigung des Wachstums von „Diffusionsmaschinen“, die digitale und datenbezogene Anforderungen berücksichtigen, bedeutet, dass eine smarte Fabrik selbst für die hartnäckigsten traditionellen Fabriken immer zugänglicher wird, um an Industrie 4.0 teilzunehmen.

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Was sind die sieben Schritte, die Sie benötigen, um die perfekte smarte Fabrik zu bauen?

  1. Investieren Sie in Sicherheit: Wir wissen, dass Sicherheit ein Muss ist. Anspruchsvolle Technik und die Zusammenarbeit von IT und OT müssen mit speziellen sicheren Verbindungen und digitalen Netzwerken realisiert werden, umso mehr, wenn eine globale Multi-Site-Strategie Teil Ihrer Unternehmensressourcenplanung ist.
  2. Drahtlose Verbindungen: Eine Investition in drahtlose Verbindungen wird zum Standard für die intelligente Fabrik. Diese Datenerfassung ermöglicht schnelle Entscheidungen bei der Automatisierung der Produktion und der Autonomie der Fabrik. Die Konnektivität ist grundlegend für Anpassungen in der Lieferkette in Echtzeit und ist entscheidend für die Zukunft der Produktion.
  3. Kollaborationstechnologie: Mit der ganzen Entwicklung der Automatisierung wird der Bedarf an Kollaborationstools und -technologie noch deutlicher. Da sich die Abteilungen nicht mehr am selben Ort befinden müssen, erfordern Videokonferenzen, Fernwartungsverträge und der gesamte Prozess der Projektrealisierung, dass der Datenaustausch und die Prozesse leicht zu ermöglichen sind. Die Fernkonnektivität eröffnet Anbietern, die Support für eine intelligente Fabrik liefern, eine ganz neue Welt. Die IT-Abteilung kann überall auf der Welt sein und Probleme lösen, so dass der Wettbewerb und die Preisgestaltung eine erhebliche Kosteneinsparung bedeuten können. Mit einer intelligenten Fabrik sind die Möglichkeiten endlos, und die Welt liegt Ihnen zu Füßen!
  4. Konvergenz von IT und OT: Der Übergang zu einer intelligenten Fabrik bedeutet die Integration von zwei traditionell getrennten Bereichen. Dies wären wiederum IT und OT. Was hier benötigt wird, ist ein enger Kooperationspakt, der eine reibungslosere Planung ermöglicht, Einwände von abteilungsübergreifenden Parteien reduziert und bis zur Implementierung verfolgt. Die Beziehung endet auch hier nicht. Sie muss fortgesetzt werden, wenn die Weiterentwicklung und die Unternehmensziele fortschreiten und zusätzliche Konstrukte und Schichten für die autonome Produktion erfordern.
  5. Datenmanagement: Das Sammeln so großer Datenmengen hat die Eigenschaften der Fertigungsindustrie drastisch verändert. Die Konnektivität moderner Maschinen, die IoT-Ideologie (Internet der Dinge) und die Anpassung moderner Technik an bestehende Fertigungsmaschinen haben es der intelligenten Fabrik ermöglicht, digitale Daten auf völlig neuartige Weise zu überwachen und zu empfangen. Der Aufbau einer qualifizierten Struktur und eines Netzwerks, um diese Daten von Anfang an zu verwalten, ist für die Interpretation dieses riesigen digitalen Informationsoutputs unerlässlich. Im Grunde genommen gilt: „Es nützt nichts, riesige Datenmengen zu sammeln, wenn man sie nicht auswerten kann, sobald sie einem geliefert wurden.“
  6. Digitale Denkweise: Wenn man über Soft Skills nachdenkt, kann man sie leicht als irrelevant oder niedrig auf der Leiter der Anforderungen einer intelligenten Fabrik abtun. Aber genau hier werden sie mehr denn je benötigt, um die perfekte smarte Fabrik aufzubauen. Sie sind unerlässlich, um einen wahrgenommenen Wert für Ihr Unternehmen und Ihre Kunden zu schaffen. Das bedeutet, dass alle Mitarbeiter in einer smarten Fabrik mit dem digitalen Mindset an Bord sein müssen. Das erfordert, alte Probleme und alte Prozesse mit neuen Augen zu betrachten. Denn während Maschinen Berge von Daten sammeln und zusammenstellen können, brauchen wir immer noch den Einfallsreichtum und das kreative Denken der Mitarbeiter, um zu handeln und die Grenzen zu verschieben.
  7. Offenheit für Veränderungen: Die intelligente Fabrik ist eine sich ständig weiterentwickelnde Sache. Sie passt sich ständig an, verarbeitet, sammelt neue Erkenntnisse und wertet alle wichtigen Daten aus, um unsere Fertigung auf digitale Weise zu steuern und zu optimieren. Sie erfordert zwangsläufig einen Zustand der Offenheit für Veränderungen, da es sich nicht um einen statischen Betriebszustand handelt. Vielmehr ist die Automatisierung auf der nächsten Stufe der digitalen Intelligenz und der digitalen Welt alles andere als langsam. Die Mitarbeiter müssen mit dem Wandel fließen und eine offene Denkweise haben, damit Marktchancen und Fertigungsgewinne schnell genutzt werden können, um der Konkurrenz entweder voraus zu sein oder ihr zu begegnen.

Die Beschleunigung des Wandels in der Fertigung dank der Smart Factory hat praktisch jeden Aspekt unserer heutigen Welt revolutioniert.

 

 

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