Fünf digitale Anwendungen, die die Fertigung revolutionieren

Geschrieben von Michael Taylor, Maschinenbauingenieur und Projektmanager bei NIST MEP.

Digitale Anwendungen in der Fertigung werden nicht nur zunehmend akzeptiert; sie werden erwartet. Für kleinere Hersteller kann der Prozess dieses Wechsels jedoch überwältigend sein. Initiale Ausgaben sowie die Kosten für Mitarbeiterschulung reichen aus, um den Prozess ganz zu stoppen.

Aber der Einstieg in „Going Digital“ muss nicht überwältigend sein. Mit etwas Anleitung und Bildung können alle Hersteller anfangen, digitale Fertigungskonzepte in einem gestuften Ansatz zu implementieren, der am besten zu Ihrer individuellen Arbeitsumgebung passt. Hier sind unsere Top-5-Empfehlungen für digitale Anwendungen, die Ihnen den Einstieg erleichtern.

1. Digitales Performance Management

Seit 2010 ist der Anteil des digital durchgeführten Geschäfts von 4 % auf fast 12 % gewachsen, und dieser Trend wird sich voraussichtlich fortsetzen. Einen integrierten Weg zu finden, sowohl Business- als auch IT-Metriken zu analysieren, ist der Schlüssel zur Optimierung der Erfahrung dieses wachsenden Unternehmens. Hier kommt Digital Performance Management ins Spiel.

Die Fähigkeit, durch Digital Performance Management Echtzeit-Einblicke über mehrere Abteilungen zu gewinnen, ist ein einfacher Weg, die Effektivität Ihrer Geschäftsentscheidungen zu steigern – und Umsatz und Kundenloyalität zu erhöhen. Mit einer einfachen Möglichkeit, Metriken zu messen, sowie einer gemeinsamen Sprache für alle Abteilungen wird die Facilitation und Dissemination von Informationen vereinfacht, was Produktivität erhöht. Die Nutzung von Tools wie einem digitalen Dashboard, das Produktionsinformationen einschließlich Maschinendaten und Produktionsoutput an einem Ort zusammenführt, ist ein einfacher Weg, Ihre eigene Digital-Performance-Management-Plattform zu starten. Dies variiert je nach Produktionslinie.

2. Predictive Maintenance (Vorausschauende Wartung)

Jeder mit Erfahrung in der Fertigungsindustrie versteht die Notwendigkeit laufender präventiver Wartung. Alle Maschinen in Top-Zustand zu halten, ist der Schlüssel zur Vermeidung von Downtime und Steigerung der Produktivität. Doch digitale Fertigung hat ein neues Konzept eingeführt: Predictive Maintenance.

Predictive Maintenance ähnelt präventiver Wartung mit einem spezifischen Unterschied: Anstatt durch Variablen wie Zeit oder routinemäßige Messwerte ausgelöst zu werden, zielt Predictive Maintenance darauf ab, vorherzusehen, wann ein zukünftiges Produkt versagen könnte. Anhand des tatsächlichen Gerätezustands (oft bestimmt durch Installation von Überwachungsausrüstung oder Software zur Datensammlung) statt Alter oder Serviceempfehlungen, ist das Ziel, dem Spiel voraus zu sein, indem man ihnen den aktuellen Zustand ihrer Ausrüstung zeigt, damit sie einen Service-Termin planen können, um kritische Maschinenausfälle zu verhindern.

Es gibt drei primäre Komponenten für ein erfolgreiches Predictive-Maintenance-Programm. Erstens müssen Sie die richtigen Daten sammeln, die für Ihre Maschinen analysiert werden sollen. Das variiert basierend auf Ihren Bedürfnissen. Zweitens muss Ihre Analyse des Problems präzise geframed sein. Schließlich muss die Evaluation, sowohl initial als auch fortlaufend, genau sein, um vorherzusagen, wann Wartung nötig sein wird.

3. Yield, Energy and Throughput Optimization (Ausbeute, Energie & Durchsatz-Optimierung)

Im Kern ist Yield, Energy and Throughput Optimization die kontinuierliche Untersuchung von Daten, um den besten und effizientesten Prozess zu berechnen. Die Implementierung eines Yield, Energy and Throughput Optimization Programms checkt alle Boxen. Von verbesserter Effizienz über erhöhte Ausbeute bis hin zu gesamter Energieverbrauchsreduzierung – dieser Prozess liefert schnell ROI. Wo fangen Sie an?

Erstens: Nutzen Sie die Daten, die Sie bereits haben. Beispielsweise untersuchen Sie, wie lange die Produktion Ihrer einzelnen Einheiten dauern sollte. Sobald Sie diese Information haben, identifizieren Sie einen Expertenberater, dem Sie vertrauen können, der Sie bei der Auswahl der passenden Software unterstützt, die Ihre individuellen Algorithmen entwickeln und überwachen kann. Der letzte Schritt ist, die Informationen zu monitoren, die Ihre Software liefert, und ein initiales Pilotprogramm zur Effizienzsteigerung zu entwickeln.

4. Automation und Robotik

Automation zu implementieren – und besonders den Einsatz von Robotern – kann wie ein gewaltiges Unterfangen klingen, aber die Wahrheit ist, dass es in der Fertigungsindustrie immer häufiger wird. Zusätzlich zu niedrigeren Betriebskosten hat die Einführung dieser digitalen Anwendung auch Produktionsoutput erhöht, Produktionsqualität verbessert und Arbeitssicherheit erhöht.

Bevor Sie den Wechsel zu einer stärker automatisierten Umgebung vollziehen, gibt es zwei Schlüsselfaktoren zu beachten.

• Mitarbeiterschulung — Auch wenn Automation und Robotik die Produktionsarbeit erledigen, müssen Mitarbeiter noch wissen, wie man die Maschinen bedient und wartet. Das könnte Schulung für aktuelle Mitarbeiter erfordern, sowie die Möglichkeit, Personal mit erforderlichen Zertifizierungen und Erfahrung einzustellen.
• Vorabinvestition — Langfristig senkt der Wechsel zu Automation Betriebskosten. Allerdings gibt es meist eine Vorabinvestition. Die Entscheidung, Automation zu implementieren, erfordert oft Planung und Budgetierung für das System, bevor Sie den Sprung wagen. Obwohl einige Innovatoren interessante Alternativen anbieten, die Hardware-Miete und Leasingprogramme einschließen.

Was sind einige der besten initialen Projekte für Automation? Wir empfehlen Short-Cycle-Time-Maschinenbedienung, Low-Speed-Materialhandling (<40 ppm) und einfache, repetitive, konsistente Anwendungen.

5. Digitales Qualitätsmanagement

Die Implementierung eines digitalen Qualitätsmanagementsystems bringt viele Vorteile. Ähnlich wie Digital Performance Management nimmt Digital Quality Management die Key Performance Indicators (KPIs), die Sie aktuell analysieren, und setzt sie in eine digitale Anwendung. Durch Reduzierung menschlicher Interaktion durch Standardisierung der Qualitätsentscheidungsfindung, wodurch die Möglichkeit menschlichen Fehlers verringert wird, wird Ihr Qualitätsmanagement höhere Effizienz, Kostensenkung und eine verbesserte Fähigkeit zur Rückverfolgung – und Minderung – von Fehlern erleben.

Wenn Sie entscheiden, von manuellem zu digitalem Qualitätsmanagement zu wechseln, gibt es einige Best Practices zu beachten.

• Methodologien aktualisieren: Es kann verlockend sein, Qualitätsmanagement so fortzusetzen wie immer. Aber um das Maximum aus Ihrer Investition herauszuholen, digitalisieren Sie nicht einfach diese bestehenden Methodologien; definieren Sie sie. Nutzen Sie die Chance, zu prüfen, was Sie messen und dessen Relevanz für Ihre gewünschten Outcomes. Oder erkunden Sie, welche zusätzlichen Metriken Sie mit einer digitalen Plattform tracken können. Optimieren Sie die Nutzung all Ihrer Fähigkeiten.
• Best Practices nutzen: Wenn Sie Ihre Digital-Quality-Management-Outcomes betrachten, stellen Sie sicher, dass jede potenzielle Produktionsänderung einfach zu konfigurierende Lösungen nutzt und diese auf Best Practices basieren. Eine digitale Plattform mag Ihnen detailliertere Informationen schneller liefern als zuvor, aber sie ersetzt nicht jahrelanges industrielles Wissen und Erfahrung.
• Mitarbeiter-Buy-in und Adoption: Bei allen neu implementierten Technologien ist User Adoption kritisch. Aber das mag in Digital Quality Management doppelt so wahr sein. Ihr Team vor der Implementierung zu gewinnen, ist entscheidend für den Erfolg.

Wir hoffen, dass die Aufschlüsselung der Implementierung dieser digitalen Anwendungen den Prozess klärt. Wenn Sie daran interessiert sind, mehr zu erfahren, oder Fragen haben, verbinden Sie sich mit den Experten bei IMEC.

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