Wie das Industrial Internet die kundenspezifische Fertigung revolutioniert

Viele wichtige Technologien bilden das, was als Industrie 4.0 bekannt geworden ist – alle haben maßgeblich dazu beigetragen, wie Werkstätten zukünftig operieren werden. Doch einige der interessantesten Fortschritte der letzten Jahre liegen im Bereich IIoT (Industrial Internet of Things). Folglich besteht Bedarf, über das Internet of Things (IoT), die Vorteile von IoT in der Industrie zu wissen.

Als Konzept kann Machine-Shop-IoT prägen, wie die kundenspezifische Zerspanungsindustrie ihre Produktion, Qualitätssicherung und Workflows strukturiert. Um das Konzept zu verstehen, führt dieser Artikel in Machine-Shop-IoT ein, beantwortet die Frage „Wie wird IoT in der Fertigung genutzt?“ und beleuchtet dann die Vorteile von IoT in der Industrie.

Was ist das Industrial Internet of Things?

Das Industrial Internet of Things ist eine Teilmenge dieser Technologiekategorie, die sich auf industrielle Anwendungen konzentriert. Dies können Maschinen und Prozesse sein, die eine kontinuierliche Überwachung und Bewertung von Produkten während ihrer Fertigung ermöglichen. IIoT wird auch als „Industrial Internet“ bezeichnet, ein Begriff, den GE 2012 prägte.

Wie wird IoT in der Fertigung genutzt?

Das Industrial Internet of Things deckt einen breiten Technologiebereich ab. Doch sie teilen eines: Datenkommunikation. Wie es allgemein heißt, umfasst IoT Menschen, Prozesse und Technologien, die mit smarten Sensoren und Aktuatoren kommunizieren. Dadurch können die betreffenden Technologien Daten im Batch-Verfahren oder sogar in Echtzeit übertragen, um ein smartes Netzwerk zu schaffen.

Das breitere Industrial Internet bezieht sich nicht nur auf Elektronik oder Fertigung, sondern auch auf Werkzeuge und traditionell nicht-elektrische Ausrüstung. Beispiel: Neue Metallrohre, die sofort Signale an eine Internet-Werkstatt senden, wenn sie Korrosion in ihrer Auskleidung detektieren. Diese können Lecks in Industrieanlagen erkennen, bevor sie außer Kontrolle geraten, und in manchen Fällen das System bei Anomalien abschalten.

Viele IIoT-konforme Geräte haben eingebaute Sensoren, aber andere Fertigungstechnologien können nachträglich nachgerüstet werden. Diese Sensoren ermöglichen es, Signale zu tragen, die die Kommunikation für eine Werkstatt weit bequemer machen. Zudem ist die Berichterstattung an gängige Geräte anpassbar – von Smartphones bis Computern. Diese Geräte können oft WLAN, Bluetooth oder Near Field Communication (NFC) nutzen. Daher lässt es sich leicht auf jeden Arbeitsplatz anwenden mit wenigen zusätzlichen Sensoren.

Das betrifft nicht nur die Haupt-CNC-Maschine, sondern auch Teile und Werkzeuge. Das wäre ein Paradigmenwechsel, da nun einzelne Maschinenkomponenten Daten wie Temperaturwerte, Leistungsmetriken, Vibrationspegel etc. senden könnten. Diese detaillierten Daten können zu weit besseren Standards im Maschinenbetrieb auf vielen Ebenen führen.

Was sind die Vorteile des Industrial Internet of Things?

Als Technologie wird die Prognose für globale Ausgaben auf IIoT-Plattformen für die Fertigung von 1,67 Mrd. $ (2018) auf 12,44 Mrd. $ (2024) steigen. Das entspricht einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 40 % über sieben Jahre, laut Forbes.

Unter den Branchen, die am meisten profitieren werden, sollte die Fertigungsindustrie in den kommenden Jahren an der Spitze stehen. Der Einsatz solcher Technologien verspricht ein nie dagewesenes Maß an Konnektivität. Zudem bietet es Anwendungen für kundenspezifische Zerspanung und additive Fertigung.

Hier die zentralen Vorteile von IoT in der Industrie:

Prozessüberwachung & Qualitätssicherung leicht gemacht

Während Qualitätskontrolle unter normalen Umständen mühsam sein kann, ist einer der Vorteile von IoT in der Industrie, dass Sie alle relevanten QS-Metriken und -Checks überwachen und pflegen können. Daher werden die Wartungspflichten der Werkstatt einfacher und entlasten manuelle Arbeit und persönliche Checks. Diese Faktoren helfen jedem Fertigungsbetrieb, reibungslos zu laufen mit Cloud-Computing-Plattformen, die Leistung und Produktqualität aufrechterhalten.

Eine Möglichkeit, wie Machine-Shop-IoT dies erreicht: verbesserte Prozessüberwachung und Optimierung der Funktionen. Dies ermöglicht bessere Materialnutzung und bessere Prozesse. Zudem liefern IIoT-Geräte Prozessanalysen und Daten zur weiteren Verbesserung des Werkstatt-Workflows.

Ein weiterer Vorteil von IoT in der Industrie: Es kann sich an externe Wetter- oder Temperaturänderungen, Luftfeuchtigkeit und andere Faktoren anpassen, die die Maschinenleistung beeinflussen. Dies ist besonders nützlich für sensible Operationen, wo Maschinen mögliche Änderungen detektieren und gegensteuern. Beispiel: Kommunikation mit Thermostat oder Klimaanlage, um ein notwendiges Wärmeniveau im Arbeitsumfeld zu halten.

In puncto Prozessverbesserung können Geräte im Industrial Internet in M2M-Systemen (Machine-to-Machine) kommunizieren. Dies ermöglicht Geräten im selben Workflow, Informationen über Anomalien oder Abweichungen an einem Produkt auf der Montagelinie oder im Bearbeitungsprozess auszutauschen. Dadurch können sie Defizite in einem Bereich ausgleichen. Diese verbesserte Kommunikation zwischen Fertigungsschritten kann Endproduktqualität steigern und Konsistenz über alle Einheiten hinweg sicherstellen.

Präventive CNC-Maschinenwartung

Einer der Vorteile von IoT in der Industrie: Der Paradigmenwechsel von reaktiver zu präventiver Wartung. Dies hält Maschinen in optimaler Qualität und verhindert Ausfälle. Langfristig ist dies eine weit bessere Lösung, die Stillstände durch Reparaturen und manuelle Checks verhindert. Zudem können Sensoren in viele verschiedene Maschinen eingebaut werden. Daher ist es einfacher, sehr spezifische Probleme mit Komponenten via Internet-Werkstatt zu detektieren und Benutzer zu alarmieren.

Unternehmen wie Fanuc nutzen Sensoren in ihren Robotern zusammen mit Cloud-Computing, um Effizienzdaten zu kompilieren. So können sie Komponentenausfälle sofort detektieren und an Ingenieure weiterleiten – für schnellere Reparaturen. Die kontinuierliche Überwachung gibt Vorgesetzten auch die Möglichkeit, Leistungsverschlechterungen zu bemerken, was Teileaustausch schneller, weniger invasiv und einfacher macht.

IIoT-Systeme können Überhitzung, Werkzeugbruch, erhöhte Vibrationen und mehr verfolgen. Diese Metriken geben Ingenieuren eine gute Vorstellung, ob ein Maschinenteil geändert oder ersetzt werden muss. Ebenso können tiefere Daten Wartungspersonal über Schmierungsbedarf oder bessere Spanabfuhr informieren.

Wartungstermine zu planen, kann für viele Maschinen lästig sein. IIoT-Komponenten ermöglichen automatisierte Erinnerungen. Beispiel: Individuelle Internet-Bearbeitungswerkstätten haben mehrere CNC-Maschinen mit vielen Komponenten, die ständiger Überwachung bedürfen. Sie verfügen auch über die richtige Software, die es Teilen erlaubt, Ingenieure automatisch über Probleme zu informieren. Solche Systeme können Benachrichtigungen direkt aufs Handy oder den Computer senden, wenn nötig.

Produktionsvorteile & Asset-Tracking

Machine-Shop-IoT beinhaltet das Einbauen von Sensoren in Maschinen, um Daten an Internet-Maschinenhersteller zu übermitteln. Diese besondere Art der IoT-Vorteile in der Industrie ist langfristig für CNC-Maschinenunternehmen und Werkstätten nützlich. Durch Sammeln von Nutzungsdaten und anderen Informationen können Hersteller ihre CNC-Maschinen in weiteren Iterationen verbessern und upgraden.

Diese Datensammlung gibt Unternehmen Einblick in ihre Produkte im Feld. Sie ermöglicht Empfehlungen an Nutzer basierend auf deren Metriken. Im Kern könnte ein Hersteller Leistungsabfälle einer Maschine bemerken und proaktiv als präventiven Kundensupport kontaktieren. Zudem können sie Werkstätten beraten, wie sie ihre Systeme mit gesammeltem Intel optimieren.

Durch Asset-Tracking könnten Hersteller Werkstätten remote unterstützen, ohne die Maschine anzusehen oder eine Inspektion beim Eigentümer anzufordern. Folglich kann das Unternehmen Feedback geben und Probleme weit schneller lösen. Zudem könnten Werkstätten massive Vorteile aus einer Internet-Werkstatt ziehen, indem sie weniger eigene Wartungschecks benötigen.

Weniger manuelle Arbeit & bessere Sicherheit

Einer der wichtigen Vorteile von IoT in der Industrie: Es verringert den Arbeitsaufwand zu jedem gegebenen Zeitpunkt. Daher können Unternehmen auf Daten aus einer Internet-Werkstatt im IoT-Prozess zurückgreifen, um die Last zu tragen. Dies befreit Personal für andere Aufgaben.

Ebenso, da Maschinen ihren eigenen Status überwachen können, warnen sie präventiv vor Überhitzung, mechanischen Ausfällen oder potenziellen Stromausfällen. Das verringert Arbeitsunfälle und macht Reparaturen weniger abhängig von Vermutungen. Ein weiterer Aspekt dieser ständigen Überwachung: Sie kann Arbeitsplatzgefahren verringern, da physische Präsenz von Personal für Monitoring entfällt – Remote-Überwachung. Weniger anwesende Arbeiter bedeuten weniger potenzielle Sicherheitsverletzungen.

Das ist nur die Spitze des Eisbergs. Viele Unternehmen arbeiten bereits an Reparatur- und Wartungsrobotern, die auf IoT-Prinzipien basieren. Diese Roboter können andere Maschinen mittels vorprogrammierter Protokolle detektieren und managen. Das würde die Notwendigkeit menschlicher Präsenz weiter eliminieren und in den meisten Situationen sofortige Reparaturen sicherstellen. Diese IIoT-Lösungen hätten viel zu bieten.

Diese Funktionen kratzen erst an der Oberfläche des Möglichen, da die Technologie noch in Entwicklung ist. Doch die Konvergenz von IIoT-Wachstum mit CNC-Bearbeitung und 3D-Druck wirft Licht auf allerlei Workflow-Verbesserungen und Produktionsmodi. Zudem werden diese Technologien wahrscheinlich bald zusammenwachsen und Werkstätten weltweit neue Möglichkeiten bieten.

Fazit

Das Industrial Internet of Things (IoT) umfasst Menschen, Prozesse und Technologien, die mit smarten Sensoren und Aktuatoren kommunizieren. Folglich kann Machine-Shop-IoT Daten übertragen, um ein smartes Netzwerk zu schaffen. Dieser Artikel sprach über Machine-Shop-IoT, beantwortete „Wie wird IoT in der Fertigung genutzt?“ und zeigte einige Vorteile von IoT in der Industrie.