Datengesteuerte Fertigung: Herausforderungen bei IoT, Industrie 4.0 und Smart Factory meistern

Moderne Konzepte und Technologien einschließlich Internet of Things (IoT), Industrie 4.0 & Smart Factory sind Realität. Verbraucher und Unternehmen bewegen sich hin zu Geräten, die diese Technologien ermöglichen, um in einem engeren Markt zu konkurrieren. Was genau liegt dem Kern all dieser Technologien zugrunde und was treibt sie an, den industriellen Durchsatz zu steigern? Die Antwort ist simpel: Daten.

Daten sind überall um uns herum, und die Erfassung und Analyse dieser Daten kann zu einem hohen Grad an Automatisierung und Intelligenz führen. In einer Fertigungsumgebung ermöglichen die aus Daten gewonnenen Erkenntnisse Anlagen, ihre Effizienz zu steigern und produktiver zu sein. Wir befinden uns derzeit inmitten der vierten industriellen Revolution, die durch internetverbundene Geräte charakterisiert ist.

Industrielle Fertigungsprozesse erzeugen bereits riesige Datenmengen, da immer mehr Geräte vernetzt werden. Dies hat neue Geschäftsmodelle und Praktiken ermöglicht und das globale Fertigungsspielfeld transformiert. Die Vorteile beschränken sich nicht auf den Shopfloor, sondern gehen weit darüber hinaus.

Das Massenindividualisierungs-Modell

Massenproduktion hält die Fertigungsindustrie profitabel. Doch es gibt einen zunehmenden Trend zu individualisierten Produkten, da sie den Kunden mehr ansprechen und Anforderungen besser erfüllen. Industrial IoT hat die Massenindividualisierung von Produkten und Dienstleistungen zu einem machbaren Weg gemacht.

Es gab in der Vergangenheit mehrere Versuche von Organisationen, dieses Massenindividualisierungsmodell zu erreichen, aber die Technologie existierte nicht, um diese Transformation zu unterstützen. Heute ist die Situation ganz anders. Hersteller weichen langsam vom Massenproduktionsmodell ab und bewegen sich hin zur Massenindividualisierung, ohne sich über übermäßig steigende Kosten Sorgen zu machen. Heutige Fertigungssysteme können Make-to-Order-Produkte herstellen, die personalisiert sind und ihnen einen riesigen Vorsprung vor der Konkurrenz verschaffen.

Zu beachten ist, dass in der Fertigungsindustrie das Erstellen von Marken- oder personalisierten Artikeln nicht ausreicht. Organisationen, die eine breite Palette einzigartiger Produkte herstellen, müssen auch Automatisierungsprozesse, Maschinen und Systeme schaffen, die gut in die Unternehmensseite integriert sind. Dies gibt ihnen die Flexibilität und Robustheit, den Markt zu verstehen und spezifische Anforderungen zu bedienen.

Im Wesentlichen bedeutet dies, dass Hersteller über ein zentrales Prozessleitsystem hinausgehen müssen, das mit Assets in der Fabrik kommuniziert, hin zu einem Modell, in dem jeder Asset unabhängig arbeitet und bei Bedarf mit anderen Assets kommuniziert, ohne den zentralen Durchgang. Durch die Kombination des Geschäftsmodellwechsels mit den von Maschinen gesammelten Daten können Hersteller eine Fabrik befähigen, ihre Produktion und Effizienz auf verteilter Ebene zu optimieren. Kurz gesagt: Die Assets der Anlage werden „intelligent“.

Die Smart Factory aufbauen

Der Weg von zentral orchestrierten Prozessen zu stärker verteilten hat die analytischen Fähigkeiten von Geräten verbessert und den Weg für neue Fertigungsmodelle geebnet. Wenn Maschinen/Assets einer Fabrik eigenständig und nach eigenem Ermessen kommunizieren, verkünden sie ein hohes Maß an Flexibilität für Produkte und Dienstleistungen.

Diese „Intelligenz“ kann beispielsweise erreicht werden, indem intelligente Objekte zur Anlage hinzugefügt werden, die es Facility Managern ermöglichen, digitale Modelle ihrer Assets in einer virtuellen Umgebung zu entwickeln. Diese intelligenten Objekte können nun auf verschiedene Datenquellen zugreifen und Informationen von verschiedenen Geräten erhalten. Die Kombination dieses Datenmixes gibt Maschinen tiefere Einblicke in ihre Leistung.

Es ist auch entscheidend, Konnektivität und Zugänglichkeit mit intelligenten Objekten zu gewährleisten. Ohne zuverlässige Konnektivität wäre es extrem schwierig, in das Framework einer Fabrik einzudringen und tiefere Einblicke in die Funktionsweise der Maschinen zu gewinnen. Daher ist es essenziell, ein vollständig vernetztes Netzwerk vom Feld bis zum Unternehmen zu schaffen, das Erkenntnisse aus allen Blöcken sammelt – von Energie über Gebäudemanagement bis hin zu Prozessen.

Daten zu sammeln und Erkenntnisse zu generieren, ist noch nicht das Ausmaß einer Smart Factory. Um wirklich als Smart Factory zu gelten, muss die Anlage auch Intelligenz aus ihren intelligenten Assets generieren. Dies würde es Werksleitern ermöglichen, von konventionellen Automatisierungsprozessen zu intelligenteren, autonomen Entscheidungsprozessen überzugehen. Auf diese Weise würde die Intelligenz der Anlage helfen, sich von der Verwaltung von Produktionszielen hin zur Verwaltung der Gewinnperformance zu entwickeln.