Das Null-Fehler-Produktionskonzept der Industrie 4.0

Industrie 4.0 verändert die Fertigung durch Automatisierung, vernetzte Systeme, und Datenaustausch. Durch den Fokus auf eine durchgängige Digitalisierung verbindet Industrie 4.0 Technologien im gesamten Fertigungsumfeld.

Dies geschieht durch die Vernetzung digitaler Systeme mit Partnern entlang der Wertschöpfungskette. Durch die Erfassung, Analyse und den Austausch von Daten wird Mehrwert geschaffen. So können Hersteller fundiertere Entscheidungen auf der Grundlage von Echtzeitinformationen treffen.

Verfügen Hersteller über genaue Echtzeitdaten, können sie bessere Entscheidungen treffen. Sie können Qualitätsprobleme früher erkennen. Sie können das Ziel „Null Fehler“ anstreben.

Das Zusammenspiel von Hardware, Software und Kommunikation schafft zudem vernetzte und zunehmend automatisierte Fertigungssysteme. Diese Systeme nutzen Sensoren, RFID, Maschinen und Software, um Verschwendung zu reduzieren. Sie verbessern die Transparenz und unterstützen eine gleichmäßigere Produktion.

Was bedeutet die Einführung von Industrie 4.0?

Der Übergang zur vierten industriellen Revolution erfordert flexible Werkzeuge. So verschafft beispielsweise der Einsatz intelligenter Softwarelösungen Unternehmen optimale Interoperabilität und Echtzeit-Transparenz.

Die Einführung von Industrie 4.0 bedeutet, Fertigungssysteme miteinander zu vernetzen, damit Unternehmen Fertigungsdaten in Echtzeit erfassen, austauschen und analysieren können. Dadurch können Teams die Produktionsleistung besser verstehen und datengestützte Entscheidungen treffen.

Dies kann Herstellern helfen, Kommunikationsprobleme, Probleme mit der Datenqualität und Einschränkungen zu überwinden, was zu folgenden Vorteilen führt:

Integration vertikaler und horizontaler Wertschöpfungsketten

Vertikale Integration: Die Verbindung von Fertigung und Unternehmensleitung

Bei der vertikalen Integration geht es darum, einen nahtlosen digitalen Faden innerhalb des Unternehmens zu schaffen. Dieser überbrückt die Lücke zwischen Hardware-Sensoren, Steuerungssystemen und Unternehmenssoftware (ERP). Unternehmen erhalten sofortigen Einblick in Leistung, Qualität und Effizienz der Arbeitsabläufe. Augmented-Reality-Tools und vernetzte Automatisierung verbessern diese internen Abläufe zusätzlich.

Horizontale Integration: Vernetzung des erweiterten Wertschöpfungsökosystems

Die horizontale Integration erweitert die digitale Vernetzung nach außen und bindet Lieferanten, Logistikpartner, Händler und Kunden in ein einheitliches Netzwerk ein. Durch Echtzeit-Tracking, gemeinsame IoT-Plattformen und synchronisierte Angebots- und Nachfrageplanung fließen Daten durch die gesamte Lieferkette. Diese Transparenz ermöglicht es Unternehmen und Partnern, ihre Abläufe dynamisch an Marktveränderungen, Verzögerungen und sich wandelnde Kundenbedürfnisse anzupassen.

Digitalisierung Ihres Produkt- und Dienstleistungsangebots

Die Digitalisierung von Produkten umfasst die Erweiterung bestehender Produkte. So können Sie beispielsweise intelligente Sensoren oder Kommunikationsgeräte hinzufügen. Diese lassen sich mit Datenanalyse-Tools nutzen.

Dazu gehört auch die Entwicklung neuer digitaler Produkte. Diese konzentrieren sich auf vollständig integrierte Lösungen.

Durch den Einsatz neuer Methoden zur Datenerfassung können Unternehmen nachverfolgen, wie Menschen ihre Produkte nutzen. Auf dieser Grundlage können sie diese Produkte dann verbessern.

Digitale Geschäftsprozesse und Kundenzugang

Erweitern Sie Ihr Angebot durch disruptive digitale Lösungen wie umfassende, datengesteuerte Dienste und integrierte Plattformlösungen. Disruptive digitale Geschäftsmodelle generieren zusätzliche Umsätze und optimieren gleichzeitig die Kundeninteraktion und den Kundenzugang.

Digitale Geschäftsprozesse und Kundenzugang

Erweitern Sie Ihr Angebot durch disruptive digitale Lösungen wie umfassende, datengesteuerte Dienste und integrierte Plattformlösungen. Disruptive digitale Geschäftsmodelle generieren zusätzliche Umsätze und optimieren gleichzeitig die Kundeninteraktion und den Kundenzugang.

Was ist die Fehlerquote in der Fertigung?

Fehler treten auf, wenn ein Prozess oder ein Merkmal die Spezifikationen nicht erfüllt, was zu einer Nichtkonformität führt. Auch wenn diese Erklärung stark vereinfacht ist: Fehler sind gleichbedeutend mit Versagen, und natürlich sind Fehler nicht kostenlos.

Die Fehlerquote ist die Anzahl der Fehler geteilt durch die geprüfte Produktionsmenge, multipliziert mit 100. Hersteller betrachten Fehlerquoten, um Programme, Projekte, Produktion, Dienstleistungen und Prozesse zu bewerten und zu steuern.

Die Erfassung von Fehlerquoten ist nur dann sinnvoll, wenn Hersteller über genaue Produktions- und Qualitätsdaten verfügen. Eine schlechte Datenqualität kann es erschweren, festzustellen, wo Fehler auftreten. Sie kann auch die Ursachen verschleiern. Es kann unklar sein, welche Prozesse verbessert werden müssen.

Genaue Zahlen zu den Fehlern von Unternehmen zu erhalten, ist sehr schwierig. Das ist ein streng gehütetes Geheimnis. Denn wer möchte schon seine Fehler veröffentlichen?

Aus Gesprächen mit Kollegen auf der ganzen Welt habe ich von Unternehmen gehört, deren Fehlerquoten immer noch zwischen 0 % und 90 % liegen. Das ist ein großer Unterschied.

Ich erinnere mich, dass ich vor Jahrzehnten Ingenieurstudent war und während des Sommers für einen Automobilhersteller arbeitete. Ich war überrascht von der Anzahl der Fehler, die das Unternehmen hatte.

Allein durch die Überprüfung aller hergestellten Teile und der Menge, die an das andere Werk geliefert wurde, lag die durchschnittliche Fehlerquote bei fast 50 %. Ihnen ging buchstäblich der Lagerplatz für fehlerhafte Teile aus. Es versteht sich von selbst, dass das Unternehmen kurz darauf geschlossen wurde.

Ich wünschte, ich könnte sagen, dass dies das einzige mir bekannte Unternehmen mit einer derart schlechten Fehlerquote war. Selbst vor kurzem besuchte ich einen großen Automobilzulieferer in Amerika, und die Zahlen lagen bei über 15 %. Im Gespräch mit dem Leiter des operativen Geschäfts beharrte dieser darauf, dass ihre Leistung dem Branchenstandard entspreche.

Ich fragte mich: „Welcher Branchenstandard?“ Ich fragte ihn, ob er die Ursachen für jeden einzelnen Fehler nennen und erklären könne, wie diese zurückverfolgt wurden, erhielt jedoch keine Antwort. Das Unternehmen vermarktete sich selbst als Qualitätsführer.

Produktfehler und Produktivität können zu vielen interessanten Diskussionen führen. Noch interessanter wird es, wenn man nach fehlerhaften Produkten googelt. Man sieht, wie viele Haftungsansprüche mit den Mängeln des Unternehmens zusammenhängen. Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass Mängel in vielerlei Hinsicht Geld kosten – ganz zu schweigen vom Ruf.

Warum herkömmliche MES-Systeme nicht mit Industrie 4.0 kompatibel sind

Wir alle haben inzwischen schon von der Six-Sigma-Methode gehört, die eine Möglichkeit darstellt, Fehler zu messen und zu beseitigen. Sie können sich auch das Pareto-Diagramm ansehen und Ihre 80-20-Regel identifizieren. Sie könnten sich den Fehlermanagementprozess vor Augen führen und die Schritte befolgen, um die Ursache für die hohe Fehlerquote zu ermitteln.

Kurz gesagt: Es gibt viele Lösungen, jedoch ist keine der oben genannten mit Industrie 4.0 kompatibel.

Eine fehlerfreie Produktion in Industrie 4.0 erfordert, dass Hersteller Informationen über die zu erwartende Qualität der Teile während der jeweiligen Prozessschritte erhalten. Sie müssen in der Lage sein, den Einfluss abweichender Prozessparameter zu bewerten.

Dies erfordert hochwertige Daten, die nur intelligente Softwarelösungen liefern können. Herkömmliche MES-Lösungen sind nicht mit Industrie 4.0 kompatibel.

Herkömmliche MES-Architekturen sind der Geschwindigkeit und dem Umfang von Industrie 4.0 nicht gewachsen. Um diese Lücke zu schließen und eine echte Null-Fehler-Produktion zu erreichen, müssen Hersteller vier entscheidende Säulen ihres Systems modernisieren:

1. Konnektivität, Sensorik und mobile Lösungen
2. Cloud-Plattform mit fortschrittlicher Analyse
3. Dezentrale Ansätze
4. Durchgängige vertikale und funktionsübergreifende horizontale Integration

Digitale Arbeitsanweisungen als Smart-Factory-Lösung

Intelligente Softwaretools helfen Unternehmen dabei, sich mithilfe von Echtzeitdaten anzupassen und zu verbessern. Digitale Arbeitsanweisungen führen die Mitarbeiter durch ihre Aufgaben. Präzise Business-Intelligence-Daten erfassen, was die Mitarbeiter während ihrer Arbeit tun.

Smart Factories werden zunehmend agiler, zukunftsorientierter und datengesteuert, was dazu beiträgt, Ausfallzeiten und andere Produktivitätsprobleme zu vermeiden.

Meiner Meinung nach kommt es letztlich auf die Qualität der Dateneingabe an. Wir brauchen intelligente Softwarelösungen, die bestehende klassische Lösungen integrieren, aber auch zusätzliche Vorteile bieten. Diese intelligenten Lösungen ermöglichen unter anderem folgende Vorteile:

• Beschleunigung des IT-Betriebs,
• Erstellung präziser Prognosen zur Produktnachfrage und Produktion auf Basis von Echtzeitdaten,
• Fähigkeiten zur kontinuierlichen Verbesserung dank integrierter fortschrittlicher Analyse-Frameworks,
• Schnellerer Service und Support für Kunden,
• Bessere Transparenz hinsichtlich der Qualitätsniveaus von Lieferanten und höhere Genauigkeit bei der Vorhersage der Lieferantenleistung im Zeitverlauf,
• Ermittlung der rentabelsten kundenspezifischen oder auftragsbezogenen Konfigurationen von Produkten und Dienstleistungen, die den Betrieb am wenigsten beeinträchtigen,
• Steigerung von Effizienz, Umsatz, Genauigkeit, Qualität und Produktionsertrag,
• Interoperabilität der IT-Infrastruktur mit anderen Fertigungs- und Betriebssystemen (ERP , MES usw.)
• Überwachung der Compliance, Unterstützung der Mitarbeiter und lückenlose Rückverfolgbarkeit bis hinunter auf die Ebene einzelner Maschinen,
• Klare Transparenz hinsichtlich der Werksleistung und tiefere Einblicke über mehrere KPIs und Kennzahlen hinweg,
• Berechnung der täglichen Auswirkungen der Produktion auf die Finanzergebnisse mit Transparenz und Detailgenauigkeit auf Maschinenebene,
• Strategische Dienstleistungen, die zur Erreichung der Kundenziele beitragen, indem Produkte überwacht und proaktiv Empfehlungen zur vorbeugenden Wartung gegeben werden,
• Zusammenführung von Qualitätsmanagement- und Compliance-Systemen, um diese zu einer unternehmensweiten Priorität zu machen.

Industrie 4.0 trifft auf „Lean“-Fertigung

Laut Erkenntnissen von Deloitte gibt es fünf Schlüsselmerkmale einer Smart Factory:

1. Vernetzung
2. Optimierung
3. Transparenz
4. Proaktivität
5. Agilität

Die Umsetzung dieser Merkmale hilft jedem Unternehmen dabei, eine Fertigung auf Industrie-4.0-Niveau und in der Folge eine schlanke Fertigung zu erreichen.

All diese wesentlichen Merkmale helfen uns, das Konzept der Null-Fehler-Produktion zu verstehen und – was noch wichtiger ist – entsprechend zu handeln.

Smart Factory und Null-Fehler-Qualitätssicherung

Computergestützte Qualitätssicherung ist in den meisten IT-Systemen nicht integriert. Der Grund dafür ist, dass die meisten klassischen IT-Lösungen, einschließlich MES, Standardsysteme sind. Sie sind nicht flexibel genug, um den Qualitätssicherungsanforderungen eines Unternehmens gerecht zu werden.

Intelligente Softwarelösungen automatisieren Qualitätsprozesse. Intuitive Strukturen und intelligente Schnittstellen helfen Unternehmen dabei, intelligente Lösungen unter Berücksichtigung aller Qualitätsaspekte auf ihre spezifischen Anforderungen zuzuschneiden.

Im Folgenden finden Sie eine Liste von Qualitätsaspekten, die dazu beitragen, fehlerfreie Produktionsprozesse zu erreichen.

Messgeräte CAQ (Computer-Aided Quality) nach Industrie-4.0-Standards

Die Verwaltung von Messgeräten ist oft nicht Teil der Instandhaltungsstrategie und -durchführung. Dies liegt an der mangelnden Interoperabilität zwischen IT-Systemen und Messgeräten. Leider ist dies mit den meisten klassischen IT-Systemen nicht möglich.

Vernetzte Geräte gewährleisten eine lückenlose Überwachung und liefern permanente, aktuelle Informationen. Interoperabilität ermöglicht automatisierte Messungen. Dies führt zu wertvolleren Informationen und damit zu besserer Qualität. Ein intelligentes Management von Kalibrieraufgaben verhindert Messfehler.

Prozessqualifizierung und CAQ

Die Qualitätssicherung umfasst die Steuerung des Prozessmanagements. Intelligente CAQ-Funktionalitäten sind schwer zu realisieren. Sie erfordern Software-Überwachungsfunktionen rund um die Uhr, die durch vernetzte Systeme und Prozesse bereitgestellt werden können. Bei klassischen IT-Systemen ist dies nicht möglich.

Intelligente Audit-Lösungen ermöglichen es Ihnen, Prozessqualifizierungen durchzuführen und Ihre Daten rund um die Uhr zu vergleichen. Sie überwachen Prozessabweichungen in Echtzeit und informieren Sie sofort, sobald diese auftreten. Der Schlüssel: Konzentrieren Sie sich darauf, Ihre internen Prozesse anhand von Echtzeitinformationen zu messen und neu zu gestalten.

Produktqualifizierung und CAQ

Diese werden oft mit eigenständigen Lösungen oder Excel durchgeführt. Klassische IT-Systeme lassen sich jedoch nicht tief in die IT-Landschaft und die Produktionsumgebung einbinden. Normalerweise muss jemand die Daten manuell erfassen.

Sie können die intelligente Lösung mit der IT-Landschaft und der Produktionsumgebung verbinden. Sie kann Informationen in Echtzeit verarbeiten.

Qualitätsmanager nutzen automatisierte Unterstützung und kontinuierliche Überwachung. Dies hilft ihnen bei der Durchführung von Produktqualifizierungsprozessen. Außerdem können sie so sicherstellen, dass jedes Kriterium innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte bleibt.

Sorgen Sie rund um die Uhr für optimale Qualität, die stets die genauen Anforderungen der Produktqualifizierung erfüllt. Überwachen Sie wichtige Produkt- und Prozessdaten.

Verknüpfen Sie diese mit manuellen Daten.

Erstellen Sie Produktqualifizierungsberichte.

Nutzen Sie diese Berichte, um die Produktqualifizierungsverfahren für jedes Produkt zu automatisieren.

Die Ergebnisse zur Produktqualität und die Qualifizierungsberichte basieren auf einer Echtzeit-Datenüberwachung. So wird mit einem Mausklick „Best-in-Class“-Qualität gewährleistet.

Fertigungswerkzeuge – Höchster Standard

Die Diversifizierung der Fertigungswerkzeuge in Verbindung mit anspruchsvollen Produktionsprozessen erfordert individuelle Ansätze bei der Werkzeugausstattung.

Die Qualitätssicherung bei Werkzeugen ist für jedes Unternehmen ein Muss. Sie hilft dem Unternehmen, wettbewerbsfähig zu bleiben und den Schritt in die Industrie 4.0 zu vollziehen. Auch hierfür sind Echtzeitüberwachung und interoperable Prozesse erforderlich.

Intelligente Lösungen stellen sicher, dass wichtige Qualitätsprüfungen Ihrer Werkzeuge und Prüfgeräte termingerecht und korrekt durchgeführt werden. Intelligente, interoperable Lösungen schaffen ein Maß an Transparenz, das Werkzeugausfälle verhindert.

Intelligente Qualitätsberichterstattung – Rundum

Um einwandfreie Qualitätsstandards zu erreichen, müssen intelligente, automatisierte Berichtsprozesse implementiert werden.

„Intelligent“ bezieht sich hier auf Echtzeitdaten, die sofort generiert werden und die relevantesten Informationen miteinander verknüpfen und aufeinander abstimmen. Klassische Qualitätssysteme sind in IT-Landschaften nicht tief integriert. Dieser Mangel an Automatisierung schränkt Ihre Möglichkeiten zur Qualitätsberichterstattung ein und mindert infolgedessen die Gesamteffizienz.

Intelligente Qualitätsberichterstattung erfordert eine neue Art von Software, die auf umfassender, durchgängiger Konnektivität basiert.

Intelligente Softwaretools erfassen Qualitätsdaten automatisch und liefern alle konfigurierten oder vollständig maßgeschneiderten Qualitätsberichte. Dank der Interoperabilität mit zahlreichen Systemen, Maschinen, Stationen oder Prozessen erhalten Sie mit minimalem Aufwand sofort aktualisierte Berichte, auf die Sie von Smart-Geräten aus zugreifen können.

Intelligente Qualitätsberichterstattung stellt wichtige Informationen im Voraus bereit. Sie liefert klare Schlussfolgerungen auf einfache, intuitive Weise. Dies reduziert den manuellen Arbeitsaufwand für Ihr Team und ermöglicht es ihm, sich auf wertschöpfendere Aufgaben zu konzentrieren.

Konfigurierbare statistische CAQ-Lösungen

Um die statistische Qualitätssicherung in Echtzeit zu unterstützen, benötigen Sie flexible und anpassungsfähige Lösungen. Mit klassischen IT-Lösungen ist dies nicht einfach.

Intelligente, softwarebasierte statistische Qualitätsbewertungen werden durch die automatische Erfassung von Produktionseinstellungen erstellt. Anhand von Echtzeitdaten können Sie zahlreiche statistische Qualitätsanalysen erstellen, die Ihren Bedürfnissen und Anforderungen entsprechen.

Das Null-Fehler-Produktionskonzept von Industrie 4.0

Industrie 4.0 basiert auf Technologien und Geräten, die entlang der Wertschöpfungsketten autonom miteinander kommunizieren. Dies bringt Chancen, aber auch Herausforderungen mit sich, da Softwarelösungen physische Prozesse steuern. Durch intelligente Lösungen, die virtuelle Abbilder der physischen Welt erstellen, können Unternehmen die richtigen geschäftlichen Entscheidungen treffen.

Wir werden verschiedene Dimensionen standardisieren, wie beispielsweise technologische, soziale und geschäftliche Paradigmenwechsel. Um eine Null-Fehler-Produktion zu erreichen, können Unternehmen auf intelligente, vernetzte Abläufe und Produkte setzen.

Dadurch werden Teams, Materialien, Energie, Anlagen und Ausrüstung produktiver.

Die Auswirkungen auf die Geschäftsprozesse werden in der gesamten Wirtschaft Ihres Unternehmens spürbar sein. Durch die Integration von Produktionsplanung und -steuerung entlang Ihrer Wertschöpfungskette verbessern Sie die Rückverfolgbarkeit und die frühzeitige Erkennung von Problemen, was Qualitätsverbesserungen und eine Reduzierung von Fehlern ermöglicht. Eine integrierte horizontale Planung über Partner hinweg erhöht die Flexibilität, Reaktionsfähigkeit und Kundenzufriedenheit.

Industrie 4.0 ist bereits Realität und wird in den nächsten Jahren enorm an Fahrt gewinnen. Industrieunternehmen weltweit digitalisieren und vernetzen ihre Wertschöpfungsketten. Auch ihre Produkte und Dienstleistungen werden zunehmend digitaler und vernetzter.

Praktisch kein Fertigungsunternehmen weltweit wird von Industrie 4.0 unberührt bleiben. Meiner Erfahrung nach wird dies Auswirkungen auf Unternehmensstrategien haben und die Betriebsabläufe von Unternehmen verändern.

Reduzieren Sie mit Industrie 4.0 Komplexität, Kosten, Risiken, Verschwendung, Abhängigkeiten und Unklarheiten und steigern Sie gleichzeitig Einfachheit, Komfort, Vernetzung, Flexibilität, Produktivität und die Eigenverantwortung Ihrer Mitarbeiter.