Automatisierung in der Industrie 4.0

Wir erleben eine neue industrielle Revolution in Bezug auf Produktionsformen. Dies liegt nicht nur an der Mechanisierung, sondern an Steuerungs- und Informationssystemen, die komplexe Prozesse und Maschinen viel effizienter und kostengünstiger handhaben können als Menschen. Diese Systeme werden als industrielle Automatisierung 4.0 bezeichnet.

Was ist das und wie funktioniert es?

4.0 Automatisierungstechnologien verbinden, steuern und überwachen Netzwerke von Gadgets, Geräten, Maschinen, Robotern und Cloud-Informationen in Echtzeit (über „Cloud Monitoring“) durch IIoT („Industrial Internet of Things“). Auf diese Weise können sie automatisch lernen, arbeiten und funktionieren, menschliche Eingriffe minimieren und die Produktion optimieren.

Die Rolle der Automatisierung in Industrie 4.0

Damit die automatisierte Produktion ihren Wert entfalten kann, muss sie als umfassende Lösung implementiert werden, die alle Prozesse des Unternehmens umfasst und den Informationsfluss durch alle Teile ermöglicht.

Der Mehrwert der Industrie 4.0-Automatisierung konzentriert sich nicht mehr nur auf deren Effizienz und Rentabilität, sondern auf eine zunehmende Flexibilität und erhebliche Verbesserung der Qualität der Herstellungsprozesse, wodurch die Fehlermargen der Aufgaben erheblich reduziert werden. Digitale Zwillinge überwachen den Prozesslebenszyklus und trainieren virtuelle Modelle, die als Grundlage für fundierte Entscheidungen dienen. Bei Prozessen, bei denen die Fehlerquote bis zu 10 % erreichen kann, wenn die Arbeit von einem Menschen ausgeführt wird, könnte eine Prozessautomatisierungsplattform sie auf bis zu 0,00001 % reduzieren.

Vorteile der Automatisierung in Industrie 4.0

Die Hauptvorteile der Automatisierung in Industrie 4.0 sind die folgenden:

• Kosteneffizienz: Reduziert die Arbeitskosten und automatisiert Teile von Prozessen, die kein menschliches Urteilsvermögen erfordern, um die menschliche Kreativität zu nutzen, um bei Bedarf neue Fähigkeiten und Aktivitäten zu erwerben. Darüber hinaus erleichtern Virtual- und/oder Augmented-Reality-Technologien Lernprozesse und verbessern produktive Organisationsmodelle.
• Wettbewerbsvorteile: Standardisierung und automatische Neugestaltung von Verfahren, wodurch sie konstant und genau sind und rund um die Uhr betrieben werden können. Als Ergebnis werden Produktivität, Kapazität und Prozessqualität gesteigert, Ungenauigkeiten und die Kosten von Ausfallzeiten minimiert.
• Skalierbarkeit und Flexibilität: Das Hinzufügen oder Ändern von Aufgaben erfordert eine Schulung für einen menschlichen Bediener, während Roboter und Geräte rekonfigurierbar sind und in einem engen Zeitrahmen genau programmiert werden können, wodurch die Prozessausführung und Reaktionszeit verkürzt werden.
• Zeitverkürzung: Reduzierte Informationsverarbeitungszeiten. Die Plattformen, mit denen die Automatisierung funktioniert, haben eine große Kapazität für die Speicherung und Verwaltung von Daten, die aus Prozessen stammen.
• Höchste Sicherheit: Die Produktionslinie kann Maschinen und/oder Robotern gefährliche Aufgaben zuweisen, die ein hohes Risiko für das Personal darstellen. Darüber hinaus können erweiterte umfassende Sicherheitskontrollen für Geräte, Komponenten, Personen und Systeme implementiert werden. Cybersicherheit ist eine der wesentlichen Technologien zum Schutz der Privatsphäre von Unternehmen.
• Verbesserte Kontrolle: Diese Arten von Prozessen werden überwacht und aufgezeichnet, wodurch „Big Data“ generiert werden; wertvolle Informationen, um Muster zu erkennen, Prozesse zu verbessern und Änderungen vorzunehmen, um zukünftige Ereignisse zu verhindern. Darüber hinaus öffnet die Prozessoptimierung die Tür zum „Insourcing“. Diese Zentralisierung der Infrastruktur verbessert die Datenqualität und -konsistenz und führt zu analytischen Verbesserungen.

Automatisierungsherausforderungen in Industrie 4.0

Obwohl Automatisierung 4.0 ein hohes Potenzial für Unternehmen hat, ist es notwendig, die Herausforderungen dieses neuen Geschäftsmodells zu kennen und zu bewerten:

• Investitionen und Infrastruktur: Die Anpassung der bestehenden Infrastruktur an die neue kann eine große Herausforderung für Unternehmen sein, die große Summen investieren müssen und in vielen Fällen Zugang zu Finanzierungen erhalten, um die erforderliche Infrastruktur zu erwerben und zu entscheiden, welche Lösungen am rentabelsten sind.
• Strategischer Plan: Der Übergang hängt nicht nur von Investitionen in Maschinen und Hardware ab, sondern erfordert Zeit, ein Umdenken, eine intelligente Analyse und eine detaillierte Strategie, die die Implementierung maximiert und aus der Investition Kapital schlägt.
• Menschlicher Faktor: Intelligente Geräte sind keine Arbeitswerkzeuge mehr, sondern haben sich zu intelligenten Arbeitskräften entwickelt, sodass prognostiziert wird, dass Millionen von Arbeitsplätzen infolge von Automatisierungsprozessen verloren gehen werden. Die Gesellschaft und große Unternehmen sollten daher die kontinuierliche Weiterbildung der Arbeitnehmer fördern, um relevante digitale Fähigkeiten zu entwickeln, die sich mit dieser neuen Art von Industrie ergänzen.

Die Zukunft von Industrie 4.0

Auch wenn die meisten Unternehmen weltweit noch keine umfassende Strategie entwickelt haben, um in Industrie 4.0 einzutauchen, gibt es in Wahrheit bereits einen fortgeschritteneren Boom; Industrie 5.0. Es konzentriert sich auf Personalisierung, sofortigen Kundenservice und Integration zwischen Menschen und „Cobots“. Angestrebt wird eine Verschmelzung von technologischer Entwicklung und Mensch, mit dem Hauptziel, dass Menschen und Maschinen ihre Tätigkeiten ergänzen, statt Menschen zu ersetzen. Bei diesem disruptiven Ansatz muss die Bildung ihren traditionellen Ansatz ändern, um eine intelligente Gesellschaft zu erreichen. Die Menschen müssen geschult und qualifiziert werden, um in diesem neuen Gesellschaftsmodell proaktiv zu sein.

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