Aufräumung von Industrie-4.0-Mythen

Maschinenautomatisierung könnte mit dem menschlichen Körper verglichen werden. Ihre Augen sind die Sensoren, die den Betrieb überwachen. Ihre Hände sind der Antrieb, um Dinge um Sie herum zu manövrieren. Ihr Gehirn ist die Prozesssteuerung, liefert Intelligenz und verwaltet Prozesse. Maschinen im industriellen Umfeld konnten traditionell nur Antriebe bieten, aber nicht mehr. Mit Industrie 4.0, dem Industrial Internet of Things (IIoT), der Digitalisierung oder wie auch immer man den technologischen Wandel in der Fertigung umschreibt, ist seine Existenz nicht zu leugnen. Laut einem aktuellen Bericht machen 85 Prozent der Hersteller bereits den Umstieg auf Industrie 4.0 oder planen die Umstellung in Kürze.

Konnektivität in Produktionsstätten ist kein völlig neues Konzept. Machine-to-Machine (M2M)-Konnektivität gibt es seit Jahrzehnten. Die jüngsten technologischen Fortschritte ermöglichen es Herstellern jedoch, physische Automatisierung mit Intelligenz und Daten zu integrieren und so vollständig intelligente Anlagen zu schaffen.

Zu Beginn des Zeitalters von Industrie 4.0 sollte dieser Artikel dazu beitragen, einige verbreitete Missverständnisse über die Implementierung von Smart Manufacturing auszuräumen.

Mythos 1:Automatisierung wird den Menschen ersetzen

Die Menschen haben Jahrtausende damit verbracht, ihre Notwendigkeit körperlicher Arbeit zu reduzieren, indem sie in Werkzeuge und Maschinen investiert haben. In der Automatisierung wurde dieser mechanische Muskel zu einem festen Bestandteil der Automobilfertigung, als in den 1960er Jahren Sechs-Achs-Roboter zum Standard in Montagelinien wurden. Der heutige Automat geht jedoch über die physische Betätigung hinaus.

Die Bedrohung durch intelligente Maschinen kann die Aussichten für die Arbeitsplatzsicherheit der Beschäftigten in Fertigungslinien und in anderen Branchen oft deprimierend darstellen. Dennoch ist der Einsatz intelligenter Technologien sicherlich nicht das Ende der Menschen in der Fertigung und im Engineering.

Ziehen Sie eine Smart Factory-Software in Betracht. Moderne Anwendungen umfassen oft ein verteiltes Kontrollsystem (DCS) mit Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA). Diese Art von Software kann Fertigungsprozesse automatisieren und gleichzeitig Produktionsdaten aus der Anlage sammeln. Zu den Daten können Informationen aus der Lieferkette, Produktivitätsstatistiken, Vorhersageanalysen und Energieverbrauchsdaten gehören.

Natürlich reduziert der Einsatz dieser Software den menschlichen Eingriff während des Betriebs, aber der Mensch bleibt der entscheidende Faktor. Es hat keinen Vorteil, Produktionsdaten zu sammeln, wenn keine Pläne dafür bestehen, darauf zu reagieren. Hersteller wünschen sich eine Software, die Daten in Echtzeit sammelt und, was noch wichtiger ist, diese Informationen in einem verständlichen Format visualisiert, damit die Mitarbeiter fundierte Entscheidungen treffen können.

Das menschliche Gehirn könnte die Fülle von Daten, die ein SCADA-System könnte, nie erfolgreich erfassen oder verstehen, genauso wie ein Fließbandarbeiter nicht mit der Produktivität der Industrierobotik konkurrieren kann. Es gibt jedoch keinen Grund, warum diese neuen, mechanischen Köpfe nicht harmonisch mit den kreativeren, einfühlsameren und subjektiveren Köpfen der Menschen zusammenarbeiten könnten.

Mythos 2:Modernste Hardware ist entscheidend

In einer kürzlich durchgeführten Studie gaben 64 Prozent der Hersteller an, dass ihre größte Sorge bei der Implementierung von Konnektivität darin besteht, dass die anfänglichen Entwicklungskosten zu hoch waren. Häufig entfernen Hersteller ein bestehendes System mit dem Wahn, dass ihm die für eine intelligente Fertigung erforderlichen Funktionen fehlen, eine komplette Systemüberholung ist jedoch in der Regel nicht erforderlich.

Obwohl Investitionen in die industrielle Automatisierung wichtig sind, ist es wichtig, dass die Hersteller ihren Hardwarebedarf bewerten, bevor sie unnötige Technologie kaufen. Nehmen wir als Beispiel die kollaborative Robotik. Ein Großteil des Hypes um diese Technologie konzentriert sich auf die Fähigkeit des Roboters, ohne Roboterarbeitszellen zu arbeiten, aber verbessert dies Ihre Fertigungsabläufe wirklich? Während kollaborative Robotik für einige Hersteller eine intelligente Investition sein könnte, ist es nicht immer die richtige Investition, den neuesten Trends in der Automatisierung zu folgen.

Eine durchschnittliche Produktionsstätte umfasst eine Reihe von Geräten, die in Alter, Hersteller und Kommunikationsstandards variieren. Um eine intelligente Fertigung zu ermöglichen, muss Hardware miteinander kommunizieren können, dies kann jedoch schwierig zu implementieren sein. Tatsächlich geben mehr als ein Drittel der Hersteller zu, dass sie Schwierigkeiten haben, ihre Smart Manufacturing-Initiativen erfolgreich abzuschließen.

Der Übergang zu Smart Manufacturing ist nie einfach, aber Hersteller sollten immer alle Optionen prüfen, bevor sie den Prozess als „zu teuer“ ignorieren. Wenn Sie beispielsweise hardwareunabhängige Prozesssteuerungssoftware wählen, die mit mehreren verschiedenen Kommunikationsprotokollen arbeiten kann, müssen Sie nicht in ein völlig neues Hardwaresystem investieren.

Stattdessen sollte eine intelligente Fertigungsstrategie eingeführt werden, bevor finanzielle Ausgaben getätigt werden. Hersteller sollten sorgfältig überlegen, was sie mit der Investition erreichen möchten, und Kaufentscheidungen basierend auf diesen Zielen treffen.

Beispielsweise könnten Hersteller von Elektronikartikeln hohe Geschwindigkeiten und ein hohes Maß an Genauigkeit priorisieren, um mit billigeren Herstellungswirtschaften zu konkurrieren. Für diese Hersteller wäre die Investition in einen SCARA-Roboter (Selective-Compliance-Articulated-Robot-Arm) ideal, insbesondere für Pick-and-Place-Funktionen.

Anders als bei einer Systemüberholung sollte die Installation eines SCARA-Roboters insbesondere bei Einsatz eines erfahrenen Systemintegrators nicht zu langen Ausfallzeiten führen. Tatsächlich können einige Roboter an nur einem Wochenende installiert werden.

Ohne Zweifel können die Investitionen in Hardware den Herstellern bei der Umsetzung von Industrie 4.0 erhebliche Produktivitäts- und Effizienzvorteile bringen. Es gibt jedoch einfachere Möglichkeiten, Hardware zu aktualisieren und Prozesse zu verbessern, als in ein komplett neues System zu investieren.

Mythos 3:Intelligente Pflanzen werden niemals sicher sein

Durch die Implementierung vernetzter Technologien sind Anlagen keine isolierten Einheiten mehr. Intelligente Fabriken müssen naturgemäß weit über die Mauern der eigenen Anlage hinaus wachsen und Teil eines größeren Ökosystems werden. Diese erhöhte Konnektivität bringt natürlich neue Betriebsrisiken und ungewohnte Sicherheitsherausforderungen mit sich.

Hersteller, die Industrie 4.0-Technologien implementieren, leiden unter vielen der gleichen Cybersicherheitsbedrohungen wie andere Branchen. Advanced Persistent Threats (APTs) werden beispielsweise seit Jahren mit Malware gegen die Fertigungsindustrie eingesetzt, um sensible Daten zu extrahieren. Da Hersteller jedoch Teile der Betriebstechnologie (OT) miteinander verbinden – von denen viele vorher nie mit dem Internet verbunden waren – kann dies die Schwachstellen des Systems Angriffen aussetzen.

Natürlich sind nicht alle Cybersicherheitsverletzungen in der Fertigungsindustrie das Ergebnis böswilliger Angriffe. Bei der Planung der Industrie 4.0-Implementierung sollten Hersteller auch erwägen, ihre Mitarbeiter über die Bedeutung von Cybersicherheitsmaßnahmen zu schulen. Diese Methode kann Herstellern helfen, versehentliche Datenverluste zu vermeiden und die Gesamtsicherheit der Einrichtung zu verbessern.

Mit dem Eintritt in das Zeitalter von Industrie 4.0 sollten Hersteller auf signifikante Veränderungen ihrer Produktionsanlagen vorbereitet sein. Trotz weit verbreiteter Missverständnisse ist der Übergang zur intelligenten Fertigung sicherlich nicht so bedrohlich, teuer oder gefährlich, wie manche Hersteller vielleicht glauben.

Über den Autor

Nigel Smith ist der Geschäftsführer von TM Robotics, ein Industrieroboter-Spezialist.