IoT in der Fertigung:Ein genauer Blick

Die Herstellung wurde für den Großteil der Menschheitsgeschichte von Facharbeitern durchgeführt. Mitte des 18. Jahrhunderts leitete die industrielle Revolution eine Ära ein, in der Menschen und Maschinen zusammenarbeiteten, um Produktionszeiten zu verkürzen, die Qualität zu verbessern und die Prozesseffizienz auf andere Weise zu steigern. Jetzt ist das Internet der Dinge (IoT), das auf Anlageneffizienz, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit ausgerichtet ist, bereit, eine völlig neue Art der Umwandlung von Rohstoffen in marktreife Produkte einzuleiten.

Die Idee beim IoT für die Fertigung ist einfach:Die Hersteller werden in die Technologie investieren, was wiederum zu einer langfristigen Senkung der Betriebskosten führt. Vernetzte Maschinen, Sensoren usw. machen keine Fehler, erfordern keine Pausen, Krankheitstage oder Schulungen und bieten somit eine zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit zur Effizienzsteigerung.

Im Folgenden werfen wir einen Blick auf drei Beispielanwendungsfälle für die IoT-Fertigung, mehrere eingehende Fallstudien zur IoT-Fertigung und einige Vorschläge zum Umgang mit dem Änderungsmanagement, wenn Sie sich entscheiden, eine IoT-Lösung in Ihre Fertigungsorganisation zu integrieren.

3 Anwendungsfälle für das IoT in der Fertigung

Work-In-Progress-Tracking

Für Hersteller, die große oder komplexe Anlagen bauen (z. B. Flugzeugkomponenten), kann die Verfolgung der zu integrierenden Komponenten äußerst wertvoll sein. Während sich viele Unternehmen auf das Scannen von Barcodes verlassen, um in Arbeit befindliche Assets zu verfolgen, ermöglicht diese Methode keinen schnellen Zugriff auf ein verlorenes Teil. Wenn Sie die Tracking-Technologie einsetzen, können Sie den verschwendeten Aufwand vermeiden, verlegte Teile aktiv aufspüren zu müssen. Es kann auch für die Ausnahmeberichterstattung nützlich sein, mit der Sie sofort feststellen können, ob sich ein Teil im falschen Bereich befindet, damit Sie das Problem beheben können.

Tracking-Tools und -Geräte

Einige Werke und Fabriken sind für ihren täglichen Betrieb auf teure Werkzeuge und Lehren angewiesen. Jedes verlegte Werkzeug kann zu Verzögerungen im Werksablauf führen, was sich negativ auf Ihren Fertigstellungs- und Versandterminplan auswirken kann. Wenn Ihre Organisation außerdem staatlich eingerichtete Geräte (GFE) verwendet und für diese Geräte jederzeit verantwortlich sein muss, kann die Möglichkeit, solche Geräte zu verfolgen, Ihr Unternehmen von heißem Wasser fernhalten.

Kühlkettenüberwachung

Es ist wichtig sicherzustellen, dass temperaturempfindliche Güter wie Impfstoffe während des Herstellungs-, Lagerungs- und Versandprozesses angemessen behandelt werden. Die IoT-Technologie kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Komponenten richtig gehandhabt werden und die fertigen Produkte innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs bleiben.

IoT in der Fertigung Fallstudien

Prozessautomatisierung

G2 Technologies, das eine breite Palette von Prozessautomatisierungs- und verwandten Produkten anbietet, arbeitet mit einem Automobilschaumhersteller zusammen, um maschinelles Sehen zu nutzen, um die Produktqualität besser zu verwalten. Der Schaumstoff wird in 20 Fuß breiten Rollen an Automobilhersteller geliefert; das Material bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 600 Fuß pro Minute eine Linie hinunter. Es versteht sich von selbst, dass den visuellen Prüfern bei der Überprüfung Mängel wie Risse und Dickenunterschiede fehlten. Um dieses Problem zu beheben, hat G2 einen automatisierten Prozess eingeführt, bei dem ein Kamera-Array Bilder des Schaums aufnimmt. Die Bilder wurden dann in Echtzeit auf Mängel untersucht und katalogisiert. Der Hersteller erreichte nicht nur ein neues Maß an Zuverlässigkeit in seinem Produktionsprozess und übergab sich wiederholende Aufgaben an Maschinen, sondern konnte die Informationen nutzen, um Produkte mit festgestellten Mängeln zu einem niedrigeren Preis anzubieten.

Während sich das G2-Projekt darauf konzentriert, wie das IoT in einer Fabrik funktioniert, können intelligente Technologien Herstellern auch dabei helfen, sich zu diversifizieren und sowohl hergestellte Produkte als auch ergänzende Dienstleistungen anzubieten. Das IoT-Unternehmen PTC, das vielleicht am besten für seine ThingWorx-Plattform bekannt ist, hat dies in Zusammenarbeit mit dem deutschen Unternehmen Heidelberg ermöglicht, das eine Reihe von Maschinen einschließlich Druckmaschinen herstellt. Laut PTC führt Heidelberg 40 Prozent seines Umsatzes auf Dienstleistungen und damit verbundene Transaktionen zurück. Mit ThingWorx hat Heidelberg rund 10.000 Maschinen und 15.000 Systeme verbunden, die es Heidelberg ermöglichen, Probleme aus der Ferne zu überwachen und zu beheben, bevor sie einen Kunden erreichen.

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PTC stellt fest, dass das Unternehmen jetzt mehr als 70 Prozent der Probleme aus der Ferne lösen kann. „Wir können die Kunden hervorragend unterstützen“, sagt Uwe Galm, Vice President, System Service und Head of Operations. „Mit der ThingWorx-Plattform, laufender Beratung bei Bedarf und regelmäßigen Funktions- und Sicherheitsupdates durch die PTC Cloud Services sind wir für die Zukunft gut aufgestellt.“

Dann gibt es das wohl ultimative Ziel der Implementierung von IoT-Lösungen in der Fertigung – lichtdurchflutete Fabriken, die keine menschliche Berührung erfordern. FANUC Robotics hat dies mit einem Partner erreicht, der Komponenten für den Fahrzeugbau herstellt. Insbesondere wollte der Kunde einen Bearbeitungsprozess vollständig automatisieren, damit er 24 Stunden am Tag laufen kann.

Cathy Powell von FANUC erklärt den Aufbau:„Das System verwendet vier Doppelspindel-Drehmaschinen mit einem auf jeder Maschine montierten Roboter, um wertvollen Platz zu sparen. Ein an jede Drehmaschine angeschlossener Vibrationswendelförderer führt dem Roboter Teile zu. Der Roboter, ausgestattet mit einem einzigen Teil Greifer, lädt Teile in die Spindel, die Werkstücke im Spannfutter für die Komplettbearbeitung umkehrt. Ein eingebauter Sensor überprüft, ob die Teile vollständig im Spannfutter sitzen, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Fertige Teile werden automatisch auf ein Ausgangsförderband abgegeben.“ Das Endergebnis ist ein Light-Out-Prozess, der 320 Teile pro Stunde liefert – ohne dass ein Bediener oder Monitor vor Ort erforderlich ist.

Industrie 4.0

In Deutschland, der Heimat von Audi, Daimler, Bosch, Siemens, Bayer, ThyssenKrupp, Adidas und vielen anderen globalen Großserienherstellern, ist die verarbeitende Industrie eine tragende Säule der Volkswirtschaft und ein enormer Beschäftigungsfaktor. Tatsächlich ist die Fertigung ein so wichtiger Teil der deutschen Wirtschaft, dass das Land eine Initiative namens Industrie 4.0 verfolgt, die das IoT zunehmend in den Fertigungsbetrieb integrieren soll, um intelligente, digitalisierte Fabriken zu schaffen.

Bundeskanzlerin Angela Merkel spricht seit 2011 über den bundesweiten Vorstoß. Im vergangenen Jahr sagte Merkel bei einer Rede auf der Hannover Messe:„Wir sind an einem kritischen Punkt angelangt, an einem Punkt, an dem die digitale Agenda mit der industriellen Produktion verschmilzt.“ . Dieser Zeitraum wird die zukünftige Stärke der weltweit führenden Industriezentren bestimmen.“ Bei einer IT-Veranstaltung 2014 in Hamburg erwähnte Merkel den Mangel an großen Technologieunternehmen in Deutschland, insbesondere die Chipproduktion, und stellte fest:„Der Weltmarkt ist uns weit voraus“, aber „Digitale Technologien mit Industrieprodukten und Logistik verbinden… Deutschland“. hat die Chance, die Führung zu übernehmen.“

Industrielles IoT in China

In ähnlicher Weise hat China im Jahr 2015 sein Produktionsprogramm „Made in China 2025“ verabschiedet, das den Schwerpunkt auf Fertigung und Transport legt, da sie für eine Reihe verschiedener Wirtschaftssektoren gelten. Ein wichtiger Teil davon ist die proaktive Bekämpfung von Stigmata, die mit in China hergestellten Waren verbunden sind, indem die chinesische Fertigung an internationale Standards angepasst wird.

Um dies zu erleichtern, plant die Regierung, chinesischen Unternehmen in den Zielindustriegebieten 300 Milliarden US-Dollar an Krediten, Forschungsstipendien und anderen Mitteln bereitzustellen. Auf einem kürzlich in Peking stattfindenden China Development Forum sagte der Minister für Industrie und Informationstechnologie Miao Wei:„Um die Verbindung zwischen Laborprodukten und ihrer Industrialisierung zu beheben, werden wir uns auf Innovationen bei Mechanismen und Systemen konzentrieren und uns darauf verlassen, dass relevante Unternehmen Universitäten und Forschung zusammenführen.“ Institute und beschleunigen den Aufbau von Innovationszentren, die sich auf neue Materialien, Robotik und andere Aspekte spezialisieren. Wir begrüßen weitere Länder, Unternehmen und Organisationen, die sich am Transformationsprozess sowie an der Aufwertung der chinesischen Fertigungsindustrie und der Umsetzung von Kooperation und Austausch auf verschiedenen Ebenen und in verschiedenen Formen beteiligen, um Entwicklungsmöglichkeiten zu teilen.“

Umgang mit dem Änderungsmanagement bei der Implementierung von IoT in der Fertigung

An dieser Stelle ist klar, dass IoT eine wichtige Rolle in Ihrer Fertigungsorganisation spielen könnte. Während die von Ihnen gewählte Technologie wichtig ist, ist es auch wichtig zu überlegen, wie Sie diese IoT-Technologie in Ihre Fertigungsumgebung integrieren. Die Frage, die Sie sich stellen müssen, lautet:„Wie werden wir Fabrik- oder Fertigungsmitarbeiter, die diese Arbeit seit 20-30 Jahren verrichten, dazu bringen, sich in diese neue Technologie einzukaufen und den Wert dieser neuen Technologie zu erkennen?“ Die Beantwortung dieser Frage kann eine besondere Herausforderung darstellen. Berücksichtigen Sie dabei die folgenden zwei Dinge:

• Stellen Sie sicher, dass Sie frühzeitig von Stakeholdern akzeptiert werden, die wahrscheinlich Einwände haben. Viele Menschen sind nicht nur von Natur aus resistent gegen Veränderungen, sondern einige Mitarbeiter sind wahrscheinlich auch verärgert über die Aussicht, dass eine Technologie zur Verbesserung der Effizienz eine Reduzierung der Arbeitsausgaben bedeuten könnte, was sich auf ihre Rolle in der Organisation auswirken könnte. Daher ist es am besten, die Rolle des IoT in der Fertigungsumgebung – und die Vorteile, die es für die Mitarbeiter und nicht nur für das Unternehmen bringt – im Voraus zu besprechen, um die erforderliche Zustimmung zu erhalten.

• Stellen Sie sicher, dass Sie eine interne Zustimmung erhalten, bevor Sie mit dem Testen oder der Bereitstellung eines Pilotprojekts beginnen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Unternehmen dies falsch machen. Es mag intuitiv erscheinen, eine IoT-Anwendung in Ihrer Einrichtung zu testen, bevor Sie eine interne Zustimmung erhalten, einfach um zu sehen, ob die Anwendung den Aufwand und die Kosten wert ist. Aber wir warnen dringend vor dieser Taktik. Das Testen und Pilotieren einer neuen Technologie wird nicht unbemerkt bleiben – und wenn Sie diese Zustimmung nicht erhalten haben, können Sie einige Mitarbeiter misstrauisch machen oder ein gewisses Maß an Vertrauen opfern. Wir haben dies aus erster Hand erlebt. Um dies zu vermeiden, sichern Sie sich Ihre IoT-Anwendung vor testen.

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