Intelligente Fabrik

Eine Smart Factory ist ein hochintegriertes digitales Ökosystem, das mit intelligenten Fertigungswerkzeugen des IIoT wie Datenanalyse und vernetzten Technologien arbeitet. Sie ist das Sinnbild für Industrie 4.0 und die Zukunft der Lean Manufacturing.

Unterschied zwischen Smart Factory und Smart Manufacturing

Intelligente Fertigung ist die Technologie und die Best Practices, die in einer Smart Factory eingesetzt werden. Die Smart Factory ist eine Einrichtung, die intelligente Fertigungstechniken durch einen zusammenhängenden und integrierten Produktionsprozess auf die nächste Stufe bringt.

Beides sind ähnliche Begriffe, insbesondere im Kontext der modernen Industrie. Um sich den Unterschied zu vergegenwärtigen, stellen Sie sich die intelligente Fertigung als Praxis vor und die Smart Factory als Ort, an dem die Praxis stattfindet.

Zum Beispiel ist die Nutzung von Sensoren zur Bewertung von Produktspezifikationen eine intelligente Fertigungstechnik, und eine Produktionsstätte, die Sensoren in ihre IIoT-Architektur integriert, wäre eine Smart Factory.

Nachteile intelligenter Fabriken

Intelligente Fabriken sind die Zukunft der Fertigung, aber es gibt einige Schwierigkeiten bei der Umsetzung der intelligenten Fertigung, die sich zu potenziellen Problemen entwickeln können, wenn Sie nicht vorsichtig sind.

• Erfordern höhere Cybersicherheitsstandards
• Erfordert eine umfassende Zusammenarbeit zwischen IT und OT
• Potenziell kostspielig, je nach Maschinenpark und technischem Paket
• Es besteht die Möglichkeit, dass Daten ohne einen klaren Plan für die Analyse gesammelt werden
• Die zunehmende Abhängigkeit von digitalen Fähigkeiten erfordert eine schrittweise Qualifizierung der Arbeitskräfte

Diese Punkte zeigen, dass die Entwicklung einer Smart Factory ohne einen klaren Plan und Rahmen die digitale Transformation sabotieren könnte. Diese Nachteile sind also hypothetisch und nicht unvermeidlich, vor allem, wenn Sie bei der Einführung intelligenter Fertigungsverfahren vorsichtig sind.

Vorteile von Smart Factories

Die Vorteile von Smart Factories sind zahlreich, und mit der Weiterentwicklung von IoT-Geräten und anderen Technologien werden heute noch mehr entdeckt.

• Optimierte Effizienz und Produktivität
• Reduzierte Verschwendung (Ausfallzeiten, Materialüberschuss, Lagerbestände)
• Bessere Qualitätskontrolle und proaktive Qualitätsplanung in der gesamten Produktion
• Vorausschauende Funktionen für Wartung und Bedarfsprognose
• Verbesserte Transparenz der Arbeitsabläufe für die Fehlersuche
• Sicherere und weniger repetitive Arbeit für die Mitarbeiter in der Produktion
• Höhere Energieeffizienz für Netto-Null-Emissionsziele

Das Beste daran ist, dass Sie umso mehr von den Vorteilen eines flexiblen digitalen Ökosystems profitieren, je stärker Ihre Smart Factory integriert wird. Mit gezielter Datenerfassung und umsetzbaren Erkenntnissen können Sie Ihre Produktionsprozesse grenzenlos verbessern.

Wie wird man eine Smart Factory?

Es gibt nicht den einen richtigen oder falschen Weg zur Smart Factory. Es gibt jedoch Schlüsselelemente von Smart Factories, die für den Erfolg entscheidend sind und in allen Bereichen zu finden sind. Hier sind die Komponenten der archetypischen Smart Factory:

Das Wo: Robuste Informationsarchitektur

Keine Smart Factory wäre vollständig ohne eine robuste Informationsarchitektur, die die Grundlage für die vernetzte Fertigungstechnologie bildet. Ob mit Cloud Computing oder vor Ort - Smart Factories sind dann erfolgreich, wenn sie die volle operative Kontrolle über ihre IT-Entscheidungen haben. Die meisten Smart Factories nutzen eine Kombination aus beidem, um Möglichkeiten zur Skalierbarkeit ihrer Produktionslinien zu schaffen und die finanziellen Kosten zu senken.

Diese Grundlage bildet die Basis für die Einstimmung auf das Industrielle Internet der Dinge (IIoT). Das IIoT ist ein Netzwerk von IoT-Geräten wie Sensoren und automatisierten Anlagen, die Daten zur weiteren Analyse sammeln. Ohne ein gutes Verständnis und eine gute Strukturierung Ihrer Informationstechnologien werden Sie nicht in der Lage sein, von den nahezu unbegrenzten Möglichkeiten des IIoT zu profitieren.

Das Warum: Intelligente Fertigungsmethoden

Das Konzept der schlanken Fertigung wird in den Smart Factories des modernen Fertigungszeitalters ziemlich universell praktiziert. Die Grundlagen von Lean sind die Minimierung unnötiger Produktionsabfälle und die Optimierung der Arbeitsabläufe.

Wenn man sich näher mit dem Warum oder dem Zweck der intelligenten Fertigung beschäftigt, folgen intelligente Fabriken oft zusätzlichen Methoden wie Flexible Fertigungssysteme (FMS) oder Total Quality Management (TQM). Je nach der Gesamtphilosophie des Unternehmens und der Art und Weise, wie die Führung die Abläufe und den gesamten Arbeitsablauf steuert, können sie eine Kombination aus Stapelverarbeitung und kontinuierlichen Arbeitsabläufen verwenden.

Intelligente Fabriken werden von Herstellern geführt, die verschiedene Elemente dieser Leitprinzipien für langfristige Produktionsstrategien verstehen und nutzen.

Das Was: Vernetzte Fabriktechnologie

Vernetzte Technologien sind das, was Smart Factories physisch (Hardware) oder virtuell (Software) zur Produktion beitragen, indem sie Daten sammeln oder den Arbeitsablauf organisieren. Dazu gehören Dinge wie Smart Forms, Business Intelligence Software und cyber-physikalische Systeme selbst.

Einige Smart Factories ziehen unermessliche Vorteile aus dem Einsatz automatisierter IoT-Sensoren; andere bevorzugen vielleicht Wearables, um vernetzte Mitarbeiter zu gewährleisten, oder ein Netzwerk von eingesetzten programmierbaren Logiksteuerungen.

Das Wichtigste bei der Frage, von welcher Technik Smart Factories abhängen, ist, dass es nie nur "eine" Sache gibt. Echte Smart Factories sind auf Netzwerke dieser Geräte und Software angewiesen, die miteinander interagieren, um ein zusammenhängendes Bild des Betriebs zu zeichnen. Entscheidend ist, dass Smart Factories diese Fähigkeiten mithilfe von Analysen integrieren.

Das Wann: Integrierte Analytik

Die letzte kritische Komponente von Smart Factories ist die Big-Data-Analyse oder das Wann - die Anwendung und Umsetzung von Erkenntnissen, die aus Daten gewonnen werden, die Sie mit Hilfe von vernetzten Technologien bei der Arbeit im Betrieb gesammelt haben.

Beispiele für die Datenanalyse sind statistische Prozesskontrolle (SPC), Gesamtanlageneffektivität (OEE) Messungen oder Pareto-Diagramme und Analysen. Es reicht nicht aus, Daten zu sammeln, sie müssen sortiert, analysiert und genutzt werden.

Deshalb ist datengesteuerte Einsicht das Wann - sie identifiziert Bereiche innerhalb des Produktionsprozesses, die verbessert werden können und zu welchem Zeitpunkt. So können beispielsweise Vorhersagemodelle Daten von vernetzten Smart Factory-Maschinen abrufen und eine optimierte Planung für Push-Pull-Fertigung-Updates anzeigen.

Beispiele für Smart Factories

Intelligente Fabriken gibt es in fast allen Branchen der verarbeitenden Industrie, und man erkennt sie vielleicht nicht auf Anhieb, weil ein Großteil der Datenerfassungs- und Digitalisierungsprozesse "unter der Haube" des Systems stattfindet.

Intelligente Fabriken weisen oft ähnliche Merkmale auf, können sich aber auf unterschiedliche Weise präsentieren. Dennoch finden Sie hier einige konkrete Beispiele für moderne intelligente Fabriken, die Ihnen die Orientierung erleichtern:

1. Mitsubishi Electric

Die Umgestaltung der Smart Factory von Mitsubishi Electric begann mit der Abschaffung von Arbeitsanweisungen auf Papier und deren Ersetzung durch interaktive und integrierte visuelle Arbeitsanweisungen.

Smart Forms erhöhen die Rückverfolgbarkeit im Produktionslebenszyklus. Diese Integration von Qualitätsprüfungsformularen mit standardisierten digitalen Arbeitsanweisungen geht über die Fabrikhalle hinaus, um eine zufriedenstellende Produktion sicherzustellen: In dem seltenen Fall, dass ein Kunde ein beschädigtes Produkt erhält, kann Mitsubishi Electric auf frühere Qualitätsprüfungsformulare zurückgreifen, die Bilder und Messungen des Produkts enthalten, bevor es das Lager verlässt. Mitsubishi sucht weiterhin nach innovativen Wegen zur kontinuierlichen Verbesserung. Der nächste Schritt auf dem Weg zur Smart Factory Integration ist die Implementierung der ToolConnect Funktion von VKS. Diese Funktion gewährleistet eine ordnungsgemäße Montage, indem sie mit intelligenten Drehmomentwerkzeugen über ein offenes Protokoll kommuniziert. Zum Beispiel misst ToolConnect bei jeder Schraube oder jedem Bolzen, der im Montageprozess verwendet wird, die durchgeführte Aktion und überprüft, ob das richtige Drehmoment, der richtige Winkel und die richtige Anzahl an Gewinden erreicht wurden. Nachdem die Plattform überprüft hat, dass die korrekten Werte erreicht wurden, geht die Arbeitsanweisung automatisch zum nächsten Schritt des Prozesses über, so dass der Bediener in Echtzeit mit den Arbeitsanweisungen synchronisiert wird.

Lesen Sie mehr darüber, wie Mitsubishi Electric in seinem Streben nach einer intelligenten Fabrik umweltfreundlicher wurde.

2. Ventilforschung

Valve Research hat seine Produktionsprozesse neu erfunden, indem es seine Montageanweisungen digitalisiert und die Daten der Teile erfasst hat.

Einer der Prozesse, der für die künftige Planung der Arbeitsabläufe entscheidend ist, ist die Analyse der Daten, die VKS automatisch an die Vorgesetzten sendet. Ingleton erklärt: "Daraus kann ich ersehen, was bei bestimmten Aufträgen im Detail passiert ist. Wir haben auch eine Reihe von Formularen, die mir täglich automatisch Informationen über die Arbeitsabläufe übermitteln, wie z. B. die elektrische Funktion. Die meisten Daten, die wir sammeln, dienen der Prozessverbesserung. Diese aggregierten Daten ermöglichen es Ingleton, Änderungen im Montageprozess mit größerer Präzision in Bezug auf Timing und Messungen zu testen.

Lesen Sie mehr darüber, wie Valve mithilfe der VKS-Software Montageverfahren standardisierte.

3. KONE

KONE Coal Valley bringt sein ERP-System durch die Integration interaktiver Arbeitsanweisungen mit verbesserten Arbeitsabläufen auf den Stand der Smart Factory.

Leitfäden umreißen bewährte Verfahren, Sicherheitsprotokolle und die erforderlichen Schritte für jede Aktion. Das einzige, was sich unterscheidet, sind die Materiallängen und einige Spezifikationen. Vor diesem Hintergrund verknüpft KONE Coal Valley Zeichnungen, technische Pläne und ergänzende Materialien mit den Arbeitsanweisungen. Dies ermöglicht es den Bedienern, die richtigen Schritte zu sehen und die Spezifikationen schnell in einem speziell entwickelten System zu überprüfen. KONE aktualisiert seine Prozesse und Dokumente mit einem Klick. Jetzt lässt sich das papierlose Format leicht verfolgen, aktualisieren und verbessern. Dies ist besonders praktisch für einen Hersteller von Produkten mit hohem Mischungsanteil und geringen Stückzahlen (HMLV).

Lesen Sie mehr darüber, wie KONE seine Produktionszeit durch den Einsatz von Smart Factory-Tools um 75 % verkürzen konnte.

4. Schneider Electric

Mit Hilfe von APIs und Echtzeit-Datenerfassung hat Schneider Electric wichtiges Stammeswissen erfasst und für den Betrieb standardisiert.

Seit der Integration von VKS in den Betrieb profitiert Schneider Electric Dinel in Gournay von einer verstärkten Standardisierung, verbesserten nachhaltigen Praktiken und einer unabhängigeren und widerstandsfähigeren Belegschaft. Als führender Hersteller von Sensoren und unglaublichen Lösungen, die Rechenzentren, intelligente Häuser und nachhaltige Gebäude ermöglichen, setzt sich Schneider Electric dafür ein, dass Menschen auf der ganzen Welt das Beste aus ihrer Energie und ihren Ressourcen machen können.

Lesen Sie mehr darüber, wie Schneider Electric die Produktivität mit Hilfe von Videodemonstrationen gesteigert hat.

Die Zukunft der intelligenten Fabriken

Das derzeitige Zeitalter der Fertigung heißt Industrie 4.0. Einige Branchenexperten vermuten, dass wir uns mit dem Beitrag von künstlicher Intelligenz und Robotik auf dem Weg zur Industrie 5.0 befinden. Industrie 5.0 konzentriert sich auf die weitere Integration von Mensch und Computer in der Fertigung.

Diese Interaktion zwischen Mensch und Maschine entwickelt sich nur weiter, wenn die Unternehmen Anreize für den digitalen Kompetenzaustausch und die Weiterqualifizierung schaffen.

Da die Automatisierungs- und KI-Fähigkeiten immer besser werden, werden Big Data in der Smart Factory eine immer größere Rolle spielen - zum Vorteil der Hersteller. Aus diesem Grund ist es nie zu spät, mit der digitalen Transformation zu beginnen.