Wie IoT und industrielle Automatisierung Innovationen vorantreiben

Da sich die Technologie in rasantem Tempo weiterentwickelt, finden viele Branchen neue und kreative Wege, um durch ihre Nutzung Werte zu schaffen und zu erhalten. Mit einem regelmäßigen Strom von Nachrichten über Drohnen, 3D-Druck und eine Vielzahl anderer aufmerksamkeitsstarker technischer Innovationen übersehen viele einen der größten Wachstumsbereiche für den Einsatz neuer Technologien – die traditionelle Fertigung.

Für viele beschwört das Wort „Fertigung“ Stockfotos herauf. Von langweiligen, lauten und schmutzigen Fabriken bis hin zu mühsamer Arbeit, die von Bedienern manuell ausgeführt wird, sind die Stereotypen der Fertigung in den letzten Jahrzehnten konstant geblieben. Aber in den letzten Jahren hat die Fertigung ein Facelifting und ein neues Image erhalten, zum großen Teil dank derselben Technologie, die die Aufmerksamkeit der Verbraucher in Form von coolen technischen Produkten auf sich zieht. Diese Technologiewelle erfindet die moderne Fabrik in eine intelligente, vernetzte und digitale Einheit neu.

Industrielle Automatisierung

Industrielle Automatisierung (vollständiger Artikel über Industrielle Automatisierung hier) ist der Einsatz von Computern und Robotik, um Maschinenfunktionen schneller und präziser auszuführen als menschliche Bediener. Durch den Einsatz industrieller Automatisierungstools können Fabriken mehrere Vorteile realisieren:

• Gesteigerte Produktivität – Die Produktion, die mit Robotern und anderen hochentwickelten Geräten durchgeführt wird, verbessert die Produktivität. In einem Beispiel erzielte das Autowerk von Ford in Deutschland ein jährliches Produktivitätswachstum von 16 %. Müdigkeit, Krankheit, menschliches Versagen und Verschleiß können den täglichen Betrieb einer Fabrik beeinträchtigen. Automatisierte Produktionsmaschinen leiden jedoch unter keinem dieser Probleme.
• Verbesserte Qualität – Industrielle Automatisierung kann auch Linienfehler im Vergleich zu menschlichen Bedienern auf ein verschwindend kleines Maß reduzieren. Die Reduzierung von Abfall und verlorener Produktionszeit senkt die Kosten und verbessert den Ruf der Marke bei den Verbrauchern.
• Bessere Kontrolle – In hochautomatisierten Fabriken kann die Automatisierung zu einer besseren Kontrolle über die Ausrüstung sowohl auf Mikro- als auch auf Makroebene führen. Roboter können oft ohne die begleitende Trainingskurve, die Menschen benötigen, neu eingesetzt werden. Und die Entscheidungsfindung von Managern kann durch die Verwendung hochwertiger Daten verbessert werden, die von den Maschinen selbst erfasst werden.

Die industrielle Automatisierung kann auf verschiedenen Ebenen einer Fabrik integriert werden. Zu diesen Bereichen gehört die Feldebene, in der Sensoren und Aktoren Zustände erkennen und Aktionen auslösen. Die Automatisierung kann auch auf der Steuerungsebene stattfinden, wo SPS und andere logisch programmierbare Geräte Signale von diesen Sensoren empfangen und die Maschine anweisen, im optimalen Moment die nächsten Schritte zu unternehmen. Und es kann auf der Produktionssteuerungsebene verwendet werden, indem Produktionsziele überwacht und minimale Ausfallzeiten während Umstellungen berechnet werden.

Die industrielle Automatisierung kann verwendet werden, um ein integriertes Produktionssystem aufzubauen, das Qualitätsparameter einschränkt und eine höhere Produktivität erzielt, da diese Vermögenswerte in einem integrierten Automatisierungssystem zusammenarbeiten.

Innovative Fertigung

Während viel über die agile Fertigung geschrieben wurde – die Fähigkeit, sich an Veränderungen anzupassen und diese schnell und effektiv zu bewältigen – ist die innovative Fertigung in den letzten Jahren aufgrund ihrer angeborenen Beziehung zur Technologie in den Vordergrund gerückt. Wie zu erwarten, treiben innovative Hersteller den Wandel durch Innovation voran, indem sie neue Technologien nutzen, um einen höheren Wert zu erzielen, Prozesse zu schaffen, Produkte zu entwickeln und sogar ganze Märkte zu stören.

Innovative Fertigung kann produktgetrieben sein, indem neue und einzigartige Produkte eingeführt werden, um Verbraucher und Marktanteile zu gewinnen. Die Innovation kann jedoch auch in anderen Bereichen stattfinden:

• Quelleninnovation – Ständige Bewertung und Suche nach neuen Materialien und Anbietern innerhalb der Lieferkette.
• Prozessinnovation – Einsatz von Technologie zur radikalen Änderung der Produktionszeit und zur Senkung der Kosten.
• Management-Innovation – Nutzung der Daten und Technologien, die mit modernen Tiefenanalysen verfügbar sind, um neue Märkte oder neue Geschäftsmodelle zu schaffen.

Aber auch technologische Fortschritte haben Fortschritte gemacht, um einen umfassenderen Innovationsansatz zu ermöglichen. Mit Daten, Analysen, Automatisierung und einer Vielzahl anderer Tools können ganze Fabriken speziell für die Förderung innovativer Fertigung gebaut werden.

Beispielsweise kann eine Ausrüstung gewählt werden, die es dem Hersteller ermöglicht, neue und einzigartige Produkte herzustellen. Und in vielen Fällen sind das gesamte Fabriklayout, die Personalpläne und das Produktionssystem darauf ausgerichtet, den höchsten Grad an Innovation bei der Entwicklung neuer Produkte zu ermöglichen. Darüber hinaus werden auch Abteilungen wie Produktentwicklung, Produktentwicklung und Designer in die Gleichung einbezogen, die die neueste Technologie, Modellierungssoftware und andere Datentools verwenden, um die Markteinführungszeit für diese Produkte erheblich zu verkürzen.

Durch den Einsatz einer automatisierten Fabrik und die Kombination der Automatisierungstechnologie mit einer innovativen Strategie können Fabriken jeder Größe die Produktivität steigern und das Markenimage verbessern, während sie gleichzeitig Kosten senken und wettbewerbsfähig bleiben.

Industrielles Internet der Dinge

Während industrielle Automatisierung und innovative Fertigung starke Akteure in der heutigen wettbewerbsintensiven Fertigungsumgebung sind, sind es die aktuellen und zukünftigen Möglichkeiten des Industrial Internet of Things (IIoT), die die Fähigkeit haben, sie alle miteinander zu verbinden. Unter Verwendung von Echtzeitdaten, die von Sensoren und anderer eingebetteter Hardware erfasst werden, verwendet IIoT Deep Analytics, KI und maschinelles Lernen, damit Unternehmen Zeit und Geld sparen können, indem sie Trends und Verbesserungsbereiche identifizieren.

Heutige IIoT-Systeme sind auch in der Lage, proaktiv einzugreifen. Dies ermöglicht minutiöse Anpassungen sowohl beim Betrieb der Maschine selbst als auch bei Planungs- und Planungsaufgaben, wie z. B. das Ändern von Produktionsplänen zur Minimierung von Umschlagszeiten.

IIoT-Geräte ermöglichen es Fabriken auch, vorausschauende Wartungsstrategien anzuwenden, um Teileausfälle im Voraus zu erkennen, die Reparatur zum optimalen Zeitpunkt zu planen, den Ersatzteilbestand zu benachrichtigen und zu entlasten und Techniker über die bevorstehende Reparatur zu informieren. All dies geschieht ohne menschliche Entscheidungsfindung, und die Ergebnisse derjenigen, die vorausschauende Wartung einsetzen, waren beeindruckend. Viele Betriebe konnten den Ersatzteilbestand um bis zu 25 % senken und die Produktivität um 25 % steigern.

Mithilfe der IIoT-Technologie haben Unternehmen nahezu vollständige Transparenz über Produktionsprozesse. Und die Auswirkungen sind auch in allen zugehörigen Funktionsbereichen zu spüren. Das IIoT kann einen vollständigen Überblick von der Rohstoff- und Komponentenbeschaffung (und damit der Rückverfolgbarkeit) über die und durch die Produktion bis hin zum Versand der fertigen Waren ermöglichen.

Die IIoT-Technologie kann als Kraftmultiplikator für die Vorteile sowohl der industriellen Automatisierung als auch der innovativen Fertigung wirken. Nachdem ein Produktionssystem mit Robotik und voll aktivierten SPS entwickelt wurde, kann es die Daten dieser automatisierten Geräte analysieren und wertvolle Produktions-, Wartungs-, Lieferketten-, Qualitäts- und Managementdaten liefern.

Die Fähigkeit, Trends zu erkennen, Antworten durch maschinelles Lernen zu formulieren und zu verfeinern, Strategien für die Planung, Personalbesetzung und eine Vielzahl anderer Vorgänge zu entwickeln und autonom einzusetzen, ermöglicht es, das Konzept der innovativen Fertigung voranzutreiben. Mit ihrer starken Betonung auf Design-Iterationsänderungen und der Entwicklung neuer Produkte mit kurzer Vorlaufzeit sind innovative Fertigungsanlagen effektiver, wenn sie mit IIoT-Technologie gekoppelt werden.

Das Wachstum von IIoT und industrieller Automatisierung

Die IIoT-Technologie ist bereit, exponentiell zu wachsen. Da bis 2025 voraussichtlich mehr als 75 Milliarden vernetzte Geräte vorhanden sein werden, stehen viel auf dem Spiel und die Vorteile sind hoch. Aber obwohl das IIoT bereits ein disruptiver Akteur in der Fertigung ist, wird es noch leistungsstärker, wenn es mit Fabriken gekoppelt wird, die einen hohen Grad an industrieller Automatisierung aufweisen oder die im Rahmen einer innovativen Fertigung gebaut wurden. Und wenn alle zusammenkommen, bilden sie ein mächtiges Trio und ein Modell dessen, was kommen wird.