Wie wird IoT in der Fertigung eingesetzt:8 Anwendungsfälle und kommende Trends

IoT in der Fertigung ist in der Fertigungslandschaft brandaktuell. Mit Industrie 4.0 erleben Unternehmensführer eine neue Welle des technologischen Wandels.

Der Paradigmenwechsel trägt dazu bei, eine zukunftsfähige Strategie voranzutreiben. Und die Vision kann Unternehmen dabei helfen, anpassungsfähiger, innovativer und widerstandsfähiger zu werden.

Die Einbeziehung erfolgreicher IoT-Trends ist unerlässlich, um als globaler Partner zu glänzen. Daher sollten Führungskräfte danach streben, ein Ökosystem zu schaffen, das mit Spitzentechnologien wie KI, Wearables und 3D-Druck kombiniert ist.

Die Nischentechnologien können das hochwertigste IoT in Anwendungsfällen in der Fertigung unterstützen und den ROI steigern!

IoT in der Fertigungsindustrie

Das Industrial Internet of Things (IIoT) ist ein Schritt, um traditionelle Fabriken in Smart Spaces zu verwandeln.

Das IoT in der Fertigung führt zu beispiellosen Umbrüchen und kann dazu beitragen, Fabriken für Mitarbeiter an vorderster Front sicherer zu machen und Produktivität und Effizienz zu steigern. Und ja, es kann Ihnen Millionen von Dollar sparen! Hier ist ein Blick auf einige aufregende unterstützende Statistiken.

• Experten erwarten, dass die Größe des globalen IoT-Fertigungsmarktes von 33,2 Milliarden USD im Jahr 2020 auf 53,8 Milliarden USD im Jahr 2025 wachsen wird, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 10,1 %. (Märkte und Märkte, 2020) (Quelle:)
• Laut einem Bericht von PwC glauben 90 % der Hersteller, dass die Digitalisierung des Produktionsprozesses langfristig mehr Vorteile als Risiken bringt. (PwC, 2020) (Quelle:)
• Laut einer Studie sammeln und verwenden in den Vereinigten Staaten etwa 35 % der Hersteller Daten, die von intelligenten Sensoren generiert werden, um Fertigungsprozesse zu verbessern. (Mordor Intelligence, 2021) (Quelle:)
• Eine weitere Studie hebt hervor, dass etwa 34 % der Hersteller glauben, dass es von entscheidender Bedeutung ist, dass US-Hersteller IoT in ihren Betrieb einführen. Darüber hinaus ist das IoT Teil eines Ökosystems für Hersteller geworden, in dem Software, Cloud-Computing und Analysetools kombiniert werden, um Rohdaten aus verschiedenen Quellen in aussagekräftige Vorhersagen umzuwandeln und sie in benutzerfreundlichen Oberflächen weiter zu präsentieren. (Mordor Intelligence, 2021) (Quelle:)
• Nordamerika hat beträchtliche Fortschritte bei der Einführung des IoT gemacht, insbesondere in den Bereichen Industrie, Fertigung und Automobil. Laut smartamerica.org wird die US-Regierung voraussichtlich in 20 Jahren etwa 41 Billionen US-Dollar für die Aktualisierung ihrer IoT-Sicherheitsinfrastruktur ausgeben. (AIMultiple, 2021) (Quelle:)
• Experten heben hervor, dass die Branchen diskrete Fertigung, Transport und Logistik sowie Versorgungsunternehmen jeweils 40 Milliarden US-Dollar für IoT-Plattformen, -Systeme und -Dienste ausgeben werden. (Statista, 2021) (Quelle:)
• 58 % der Hersteller sagen, dass das IoT erforderlich ist, um den Industriebetrieb digital zu transformieren. Die Umfrage hob auch hervor, dass die Investitionskosten das größte Hindernis sind, um eine schnellere Einführung des IIoT in der Fertigung zu verhindern. (GE, 2017) (Quelle:)
• Laut Accenture sehen 46 % der Befragten in amerikanischen Unternehmen das IoT als Chance zur Steigerung der Mitarbeiterproduktivität. (Accenture, 2015) (Quelle:)

Fazit: Der Wandel hin zu Industrie 4.0 zeigt sich in der Fertigungsindustrie. Hersteller sind bestrebt, die intelligente Fertigung zu übernehmen und sich auf eine neue Ebene vernetzter und intelligenter Fertigungssysteme zu bewegen.

Wie das IoT die Fertigungsindustrie verändert

Die Digitalisierung hat die Fertigungslandschaft beflügelt. Unternehmen versuchen, ihre Ökosysteme durch innovative Technologien zu transformieren.

Die Forschungsstudien zeigen auch, dass führende digitale Unternehmen bahnbrechende Industrie 4.0-Lösungen einführen. Heute begeistern die digitalen Erfolgsreisen. Und hier ist ein kurzer Blick darauf, wie das IoT die Fertigungsindustrie verändert.

Prognostiziert frühe Fehlfunktionen

Laut einem Analystenhaus haben 82 % der Unternehmen ungeplante Ausfallzeiten erlebt; und ungeplante Ausfallzeiten in der Fertigung können ein Unternehmen bis zu 260.000 US-Dollar pro Stunde kosten. Maschinenstillstände und Schäden können für produzierende Unternehmen kritisch werden. Außerdem können sie Mitarbeiter an vorderster Front gefährden.

IoT-Geräte verfügen über verschiedene Sensoren, die Temperatur, Vibration, Spannung, Ströme und mehr überwachen können. Diese Sensoren können also mit Frühwarnzeichen für vorhergesagte Fehlfunktionen helfen und einen sichereren Arbeitsplatz schaffen.

Höhere Margen und Kundenzufriedenheit

Hersteller haben spannende Möglichkeiten durch den Einsatz von IoT und vernetzten Produkten. Die Vorteile, die sich aus verwandten Produkten ergeben, beginnen mit der Verbesserung der bestehenden Servicebereitstellung. Ferndiagnosen erhöhen die Kundenzufriedenheit und verkürzen die Zeit bis zur Reparatur, was dazu beiträgt, eine stärkere Bindung zu den Kunden aufzubauen.

Somit können Frühwarn- und Erkennungssignale Qualitätsverbesserungen in zukünftigen Produkten vorantreiben. Und die neuen Dienste können für höhere Bewertungen und eine verbesserte Kundenzufriedenheit sorgen.

Verbessertes Asset Management über eine vernetzte Lieferkette

Hersteller sehen sich mit höheren Erwartungen an den Kundenservice konfrontiert. Eine der kritischen Erwartungen ist eine schnellere Lieferzeit.

Vor diesem Hintergrund haben Hersteller Mikrologistiknetzwerke untersucht, um den beschleunigten Lieferanforderungen gerecht zu werden. Der Einsatz von IoT in der vernetzten Lieferkette auf Asset-Ebene hilft bei der Verwaltung von Lagerbeständen. Erhalten Sie außerdem einen besseren Einblick in den tatsächlichen Bestand im gesamten komplexen Logistiknetzwerk.

Implementiert Operational Intelligence

Autonome Maschinen können zeitaufwändige und schwere menschliche Arbeitsarbeiten übernehmen, und Experten sagen dies als die Zukunft der Fertigung voraus.

Wenn Maschinen miteinander verbunden sind, hilft es, intelligente Netzwerke zu schaffen, die mit wenig menschlichem Eingreifen miteinander kommunizieren und sich koordinieren.

Steigert die Qualität

IoT-Sensoren erfassen Daten zu Produktspezifikationen und anderen Metriken, einschließlich Daten von Drittanbietern in verschiedenen Phasen des Produktzyklus. Darüber hinaus können Hersteller feststellen, welche Produkte die Qualitätsspezifikationen erfüllen und einer physischen Inspektion bedürfen.

Die Daten beziehen sich auf die Zusammensetzung der verwendeten Rohstoffe und den Einfluss von Transport und anderen Faktoren auf die fertigen Waren. Außerdem liefert das IoT-System, wenn es in das Ergebnis integriert wird, Daten über die Reaktionen der Verbraucher auf das Produkt. Die Erkenntnisse können dabei helfen, Qualitätsprobleme zu finden und zu beheben.

Verbesserte Produktionsplanung und Terminierung

Eine weitere Transformation besteht darin, dass Hersteller mit IoT-Lösungen von verbesserter Produktqualität und Fabrikerträgen profitieren. Unternehmen erleben eine bessere Produktionsplanung und -terminierung sowie eine Echtzeitüberwachung der Produktionslinien.

Zum Beispiel Nehmen wir an, Ihr Unternehmen benötigt über hundert manuelle Inspektionen. Sie stellen fest, dass die Kontrollen rund 20 Prozent der gesamten Produktionszeit in Anspruch nehmen. Das Szenario kann umgedreht werden, indem die Qualitätsprüfungen automatisiert werden.

Bessere Anlagensicherheit

IoT-Technologie kombiniert mit umfassender Datenanalyse kann die Sicherheit durch die Überwachung von KPIs, einschließlich Fahrzeugpannen, Abwesenheit von Mitarbeitern, Beinaheunfällen, Verletzungen und mehr, während des täglichen Betriebs verbessern.

IoT sorgt für mehr Sicherheit durch Echtzeit-Einblicke in diese wichtigen Bereiche. So können Probleme jetzt sofort angegangen werden. Darüber hinaus können Hersteller die Einhaltung von Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften und Umweltbelangen sicherstellen.

Sicherheit war eine Herausforderung des IoT, da böswillige Angreifer die Technologie als einfachen Zugangspunkt zu den Daten eines Unternehmens ins Visier nehmen.

Die Besorgnis wächst mit unterschiedlichen Anbietern und Sicherheitsprotokollen und ohne aktuelle Standardisierung. Betriebstechnologie und IT sollten mit der Verhinderung unbefugten Zugriffs verknüpft werden, um das Sicherheitsproblem zu lösen.

Spannende IoT-Anwendungsfälle in der Fertigung

Fernüberwachung

Die Fernüberwachung ist ein großartiger Anwendungsfall, um nach führenden Unternehmen mit Industrieanlagen Ausschau zu halten, die mit IoT-verbundenen Anlagen einen immensen Nutzen finden können. Hier können IoT-Sensoren die Nutzung und den Zustand der Geräte überwachen, was bei der Leistungsbewertung hilft. Außerdem können die Sensoren auch bei der Bereitstellung des Dienstes helfen, wenn es Probleme gibt.

Das Modell eröffnet neue Wege zu einem völlig neuen Geschäftsmodell als Equipment-as-a-Service .

Zum Beispiel:Armal, ein führender Hersteller von tragbaren Toiletten, verwendet Formanlagen, um Kunststoffrahmen und -komponenten für seine Produkte herzustellen. Sie wollten den Stromverbrauch der Maschinen überwachen und optimieren.

Mit IoT-Sensoren über IoT-Industriesoftware könnten sie den Stromverbrauch während des gesamten Produktionszyklus aus der Ferne verfolgen.

Das Echtzeit-IoT-Überwachungssystem der Produktionslinie trug dazu bei, die Energiekosten von Maschinen um fast 40 % zu senken. Somit hat Armal seine Digitalisierungsreise abgeschlossen, indem es eine IoT-Lösung erhalten hat, die in der Lage ist, die Stromversorgung jeder Maschine in Echtzeit zu überwachen.

Digitale Zwillinge

Digitales Twinning wird immer beliebter. IDC zitierte, dass Unternehmen, die 2018 in Digital-Twin-Technologie investierten, eine 30-prozentige Verbesserung der Zykluszeiten kritischer Prozesse erwarten könnten. (IDC, 2017) (Quelle:)

Somit können Führungskräfte, die die Leistungsfähigkeit des IoT in Kombination mit dem Digitalen Zwilling nutzen können, eine eingehende Analyse genießen. Digital Twin-Technologien sind Cloud, IoT, Extended Reality (XR) und KI.

Durch die Anwendung des IoT-Ansatzes (auch bekannt als Digital Twins) können Unternehmen robuste digitale Kopien und virtuelle Kopien physischer Objekte erstellen, und ihre Anwendung in der Fertigung kann praktisch sein. Mit virtuellen Kopien von Geräten und Ersatzteilen können Manager Prozesse simulieren, Probleme erkennen und die erforderlichen Ergebnisse erzielen, ohne physische Vermögenswerte zu riskieren oder zu beschädigen.

Zum Beispiel:Kaeser, ein führendes Fertigungsunternehmen und Anbieter von Druckluftprodukten, wendete digitale Zwillinge an. Die Technologie half dem Unternehmen, vom Verkauf eines Produkts zum Verkauf einer Dienstleistung überzugehen.

Das Digital-Twin-System unterstützte Kaeser mit Betriebsdaten der Ausrüstung während ihres Lebenszyklus, insbesondere der Luftverbrauchsrate.

Die Überwachung ermöglichte es Kaeser, Kunden auf der Grundlage des Luftverbrauchs statt einer festen Rate abzurechnen. Dadurch konnte das Unternehmen die Rohstoffkosten um 30 % senken und fast die Hälfte aller großen Anbieter mit digitalen Zwillingen an Bord holen.

Logistikmanagement

Die Logistik in produzierenden Unternehmen ist aufgrund der mangelnden Kontrolle über das Wetter riskant. Hinzu kommen die hohe Betrugswahrscheinlichkeit und die große Anzahl an Vermögenswerten, die verwaltet werden müssen. Unternehmen, die stark vom Transport abhängig sind, können eine IoT-geführte Verbindung zwischen verschiedenen Geräten und Systemen in Betracht ziehen.

IoT-Anwendungen für die Logistik können viele Anwendungsfälle entlang einer typischen Lieferkette abdecken, von der Lagerhaltung über das Flottenmanagement bis hin zur Frachtverfolgung. Daher fungiert Technologie als entscheidende Kraft hinter der digitalen Transformation.

Zum Beispiel:Amazon, hat von eigenständigen Dropshipping-Bots und Schließfächern profitiert, den Lieferkomfort erhöht und Gewinne erzielt. Somit können Hersteller von reduzierten Versandkosten profitieren.

Automatische Auftragsabwicklung und Statusaktualisierungen helfen Unternehmen, die Anzahl der Zusteller und die Gesamtbetriebskosten zu reduzieren. Außerdem können verbundene Bots, wenn sie für die Zustellung auf der letzten Meile verwendet werden, die Kosten erheblich senken und die Kundenzufriedenheit steigern.

Logistikmanager können IoT für Reparaturen und Kraftstoffausgaben nutzen. Sie können ihre Aufgaben optimieren, die die Überwachung von Kraftstoffkosten, intelligenten Lieferungen, Diagnosen und Fahrern umfassen. Ein Echtzeit-Überblick über die Fahrer- und Fahrzeugleistung erhöht die Sicherheit der Techniker, reduziert Inventarschäden und senkt die Versicherungszahlungen.

Fertigungs-KPIs

Key Performance Indicators (auch bekannt als KPIs) in der Fertigung sind quantifizierbare Metriken, die wichtige Einblicke in die Geschäftsleistung geben. Die Metriken sind für Hersteller wichtig, weil sie definiert und gemessen werden, um Unternehmen dabei zu helfen, sich auf das Wichtigste zu konzentrieren. Außerdem können sie die Leistung im Laufe der Zeit verfolgen, analysieren und optimieren.

Es gibt viele solcher KPIs, und ein häufig verwendeter KPI für die Fertigung ist die Gesamtanlageneffizienz (OEE), die durch Berechnung der Leistung, Verfügbarkeit und Qualität der Fabrik gemessen wird. Obwohl OEE ein angemessenes Maß für die Leistung ist, insbesondere in der Fabrik, sollte es idealerweise mit anderen KPIs verwendet werden, um die Leistung aus verschiedenen Perspektiven besser zu verstehen.

Fertigungsunternehmen können mehrere KPIs auswählen, um die Entscheidungsfindung zu unterstützen. Ein leicht verfügbares KPI-Dashboard kann dafür sorgen, dass die Prioritäten des Unternehmens im Fokus bleiben und sichergestellt werden, dass die Organisation auf dem richtigen Weg ist.

Dashboards, Berichte und Analysen – es gibt eine Menge zu analysieren, wenn es darum geht, wie ein Unternehmen funktioniert. Ziel ist es, den Zeit- und Arbeitsaufwand zu reduzieren, der erforderlich ist, um zu verstehen, ob die Leistung den Erwartungen entspricht. Letztendlich helfen industrielle IoT-Plattformen dabei, Daten in vereinfachten Berichten und Dashboards zu kompilieren und zu kontextualisieren, die die Leistung eines Unternehmens besser erklären können.

IoT-Trends in der Fertigung für 2022

Mitarbeitersicherheit

Nach Angaben des National Safety Council (NSC) beliefen sich die Gesamtkosten von Arbeitsunfällen im Jahr 2019 auf 171,0 Milliarden US-Dollar. Die Zahl umfasste Lohn- und Produktivitätsverluste, Krankheitskosten und Verwaltungskosten. Es umfasst auch nicht versicherte Kosten, einschließlich des Werts der Zeit, die andere Arbeitnehmer als diejenigen mit behindernden Verletzungen verlieren, die direkt oder indirekt an Verletzungen beteiligt sind.

Die Fertigung ist einer der gefährlichsten Industriebereiche mit jährlich größeren Unfallmöglichkeiten. Das IoT in der Fertigung wird weiterhin ein heißer Trend sein, um die Sicherheit zu verbessern und arbeitsbedingte Verletzungen zu vermeiden.

Durch den Einsatz von Sensoren kann man genaue Daten über den Zustand einer Anlage oder Ausrüstung erwarten. Darüber hinaus lassen sich potenzielle Risiken und Gefahren leicht erkennen. Einige Anwendungsfälle des IoT zur Verbesserung der Sicherheitsmaßnahmen umfassen:

• Wearables, die Herzfrequenz und Blutdruck von Technikern verfolgen. Und man kann Benachrichtigungen erhalten, wenn es für ihn gefährlich ist, weiterzuarbeiten.
• Intelligente Sensoren, die die Überschreitung von Hitze, Luftverschmutzung, Strahlung oder Lärm erkennen und Warnungen senden können.
• Brandsensoren, die empfindlich auf Temperaturänderungen reagieren und Feuer erkennen.
• Führen Sie vorausschauende Wartung durch, um fehlerhafte Geräte außer Betrieb zu nehmen oder zu reparieren, bevor sie Schäden oder Unfälle verursachen können.

Sicherheit und Datenschutz

Datenschutz und Sicherheit sind für IT-Spezialisten zunehmend in den Mittelpunkt gerückt. Ein erhöhter sichtbarer Wert in der Fertigung setzt das System Cyber-Bedrohungen aus, was für IoT-Besitzer ein Problem darstellt.

Es besteht ein zunehmender Bedarf, Datenlecks oder Malware- (oder Ransomware-) Infektionen zu bewältigen, um traditionelle Fabriken in intelligente und sichere Fabriken zu verwandeln. Die Authentifizierung ist in allen Bereichen des IoT von entscheidender Bedeutung, sei es in der Cloud, im Netzwerk oder in Softwareanwendungen. Hier sind einige Möglichkeiten zum Schutz des IoT-Ökosystems:

• Verfolgen Sie physische IoT-Geräte und verhindern Sie, dass sie verloren gehen oder gestohlen werden.
• Risiken identifizieren und Risikobewertungen durchführen.
• Verschlüsselung verwenden.

Tatsache ist, dass das Bewusstsein und der Sicherheitsprozess von größter Bedeutung sind, und dieser Trend muss in der Unternehmenskultur verankert werden.

Machine-to-Machine (M2M)-Automatisierung

Die M2M-Technologie wurde ursprünglich in Fertigungs- und Industrieumgebungen eingeführt, wo andere Technologien wie SCADA und Fernüberwachung dazu beitrugen, Daten von Geräten aus der Ferne zu verwalten und zu steuern. Der Hauptzweck der M2M-Technologie besteht darin, Sensordaten anzuzapfen und an ein Netzwerk zu übertragen.

Eine der besten Facetten, auf die man achten sollte, ist die Kommunikation zwischen Geräten, und intelligente Sensoren können in Geräte eingebettet werden, um die Kommunikation zu ermöglichen. IoT-Systeme können Sensoren verwenden, um Entscheidungen zu kommunizieren und zu automatisieren, einschließlich Materialbeschaffung, Bedarfs- und Verkaufsprognosen und Vertrieb ohne menschliche Interaktion.

Hersteller, die von M2M-Automatisierung profitieren möchten, sollten die Daten mit Unternehmenssoftware integrieren. Da ERP mit Produkten und Maschinen kommuniziert, können Techniker die Fertigungsleistung genau überwachen und Erkenntnisse in einer Lösung erfassen. Hier sind einige Möglichkeiten, wie M2M helfen kann:

• Fernüberwachung.
• Produktauffüllung.
• Vermögensverfolgung und -überwachung.

IoT kombiniert mit VR und AR bringen digitale und physische Welten näher

In Kombination mit IoT-Daten können VR und AR erhebliche Vorteile bringen. Zu den wirtschaftlichen Vorteilen gehören verbesserte Gewinne, reduzierte Kosten, innovative Möglichkeiten für Produkt- oder Servicelinien und mehr.

Der IoT-Trend wird 2022 und darüber hinaus etwas sein, auf das man achten sollte. Hier sind einige Beispiele für Anwendungsfälle von AR/VR- und IoT-Anwendungen, die zusammenarbeiten:

• Verwaltung von Ausrüstung – die von IoT-Sensoren gesammelten Daten über den Zustand der Ausrüstung können als virtuelle Elemente platziert werden und helfen außerdem dabei, Ausfälle und Unfälle in Echtzeit zu visualisieren.
• Bereiche verwalten— AR kann dabei helfen, Lagerorte in Fabriken zu optimieren und optimale Routen für Arbeiter zu erstellen, um sicher durch Einrichtungen zu navigieren.
• Schulung der Mitarbeiter— Mithilfe von IoT-Daten kann man einen virtuellen Prototyp von Geräten, Maschinen oder Produkten erstellen und mit Simulationen helfen, bei denen Mitarbeiter lernen, wie man sie richtig verwendet.

Abschluss

IoT in der Fertigung bietet lukrative Wachstumschancen. Und einige führende Akteure erforschen bereits Nischentechnologien, um die Digitalisierung zur Optimierung der Vorteile zu nutzen.

Letztendlich kann die vielversprechende Technologie den Weg für die Fertigungsindustrie ebnen und die nächste Generation von Fertigungsexzellenz erreichen.

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