Effizienz freisetzen: Ihr Leitfaden zu moderner Fabrikautomatisierung und Industrie 4.0

Automatisierung und Industrie 4.0 haben den Fertigungssektor erfasst. Mithilfe von Automatisierung kann jede Organisation Prozesse mit wenig oder gar keinem menschlichen Eingriff ausführen. Automatisierung ist in der Lage, eine Reihe von Geräten anzutreiben, die dann in der Lage sind, eine Vielzahl von Zielen in einer breiten Palette von Fertigungsumgebungen zu erfüllen.

Automatisierung ist so effektiv, weil sie Qualität, Output und Effizienz erhöht, indem sie menschliche Unterstützung reduziert und damit das Fehlerrisiko drastisch senkt.

In ihrer einfachsten Form nutzt Automatisierung einen Controller, der einen gemessenen Zustand gegen eine vordefinierte Liste von Werten prüft, um die gewünschten Umgebungen und Bedingungen für Effizienz aufrechtzuerhalten.

Industrieautomatisierung

Automatisierung in industriellen Umgebungen nutzt ein Steuerungssystem, wie beispielsweise einen Computer, und große Datenmengen, um Geräte und Prozesse in einer Fertigungsumgebung zu steuern. Unternehmen in dieser Branche suchen ständig nach Wegen, Output, Produktivität und Effizienz zu steigern; Automatisierung hält Maschinen in einem spezifischen gemessenen Zustand.

Die meisten automatisierten Produktionslinien bestehen aus Arbeitsstationen und einem Transfersystem, das ein Teil durch zahlreiche Produktionsphasen bewegt, wobei eine Vielzahl unterschiedlicher Werkzeuge verwendet wird, um den Zweck oder das Aussehen des Produkts zu verändern.

Ein Logik-Controller überwacht diesen Prozess, indem er die Sequenz verwaltet, in der die Maschinen eingesetzt werden, und wie lange jede Maschine am Produkt arbeiten muss.

Unternehmen können Automatisierungsinfrastrukturen für Fertigung, Raffination und die Produktion einzelner Teile sowie für die Montage des Endprodukts nutzen, wo erforderlich.

Verschiedene Fabrikautomatisierungssysteme

Es gibt vier verschiedene Arten der Automatisierung, die jeweils einem spezifischen Zweck dienen:

• Flexible Manufacturing Systems (FMS) – FMS ermöglicht Produktionslinien, die Fähigkeiten programmierbarer Systeme zu erweitern, um Umstellungen ohne oder mit minimalem Produktionsstillstand zu ermöglichen.
• Programmierbar – Programmierbare Automatisierung erlaubt es, den gesamten Fertigungsprozess anzupassen und neu zu ordnen, um Abweichungen im Endprodukt zu berücksichtigen, wie z. B. Farbänderungen bei Kinderspielzeug. Diese Lösung nutzt häufig numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen, die über Computerprogramme laufen, um verschiedene Chargen der benötigten Abweichung zu produzieren.
• Starr, Fest oder Hart – Wie der Name sagt, sind diese Systeme während des gesamten Produktionsprozesses fix und können nicht ohne erheblichen Aufwand geändert werden. Diese Ausgabe ist allgemein auf Produktionslinien beschränkt, die Einzelartikel in hoher Stückzahl produzieren, wie die Automobilfertigung.
• Computer-Integrated Manufacturing (CIM) – Computer-integrierte Fertigungssysteme umfassen alle fabrikbezogenen Automatisierungs- und Produktionsprozesse, die auf einem Computersystem basieren. CIM-Systeme beinhalten am häufigsten:
  • Automatisierte Kräne und Transfersysteme;
  • Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen;
  • CAD- und CAM-Integration;
  • Computerunterstützte Planung;
  • Computerunterstützte Terminierung und Produktion;
  • Maschinensysteme;
  • Robotik.

Industrie 4.0

Industrie 4.0, auch bekannt als die vierte industrielle Revolution oder einfach Smart Manufacturing, ist der Einsatz von Automatisierung und Datensets in einem Fertigungsszenario. Dieser hochintuitive und vernetzte Prozess ermöglicht es Produktionslinien, den Anforderungen einer sich ständig wandelnden Industrie gerecht zu werden.

Innerhalb eines Industrie-4.0-Settings kann nun jede eigenständige Aktivität mit jedem anderen Prozess mit zunehmender Geschwindigkeit und Genauigkeit verbunden werden – wodurch der gesamten Operation Wert hinzugefügt wird.

Industrie 4.0 besteht aus den ‚Neun Säulen des technologischen Fortschritts‘, die wir im Folgenden genauer betrachten:

• Säule Eins: Additive Fertigung – Additive Fertigung ist ein anderer Begriff für 3D-Druck, der Produkte mithilfe von 3D-Technologie erstellt, indem Schichten ein ganzes Objekt formen. Diese Technologie wird häufig für kleine Chargen kundenspezifischer Produkte, leichte Maschinenteile und Prototypenarbeit eingesetzt.
• Säule Zwei: Augmented Reality (AR) – AR eignet sich perfekt, um Probleme in einer Maschine zu lokalisieren, sowie für Schulungs- und Diagnosezwecke.
• Säule Drei: Autonome Robotik – Robotik kann ihre Kernziele basierend auf dem Produktionsstadium ändern. Zusätzlich zur sicheren Arbeit in einer menschengemachten Umgebung sind Roboter auch in der Lage, miteinander zu kommunizieren.
• Säule Vier: Big Data & Analytics – Große Datenmengen und analytische Ressourcen sind erforderlich, um die Effizienz zu erzeugen, die jedes Unternehmen anstrebt. Produktionslinien können Daten in jeder Stufe der Kette sammeln, um ihre Prozesse zu verbessern und Ressourcen dort umzuschichten, wo sie es für richtig halten.
• Säule Fünf: Die Cloud – Fertigung erfordert Zusammenarbeit, die über die Unternehmensgrenzen hinausgeht, was schnelles Cloud Computing für Datenerfassung, Analyse, Speicherung und Monitoring notwendig macht.
• Säule Sechs: Cyber Security – Industrie 4.0 bedeutet, sich von traditionell geschlossenen Prozessen hin zu einer zeitgemäßen, vernetzten Umgebung zu bewegen. Dies erfordert jedoch ausgefeiltere Benutzerzugriffsebenen und größere Abhängigkeit von Netzwerk-Cyber-Sicherheit.
• Säule Sieben: Horizontale & Vertikale Systemintegration – Systemintegration ist die vollständige Harmonisierung jedes Assets entlang der Lieferkette. Ein Produktionslinienmanager möchte beispielsweise andere Bereiche der Lieferkette im Blick behalten, wie Informationen von Einzelhandelsorganisationen oder Fertigungsabteilungen.
• Säule Acht: Internet of Things (IoT) – IoT-Sensoren sind in vielen Assets entlang der Produktionslinie und in den Steuerzentralen vorhanden. Diese Assets können dann miteinander kommunizieren, um Produktionsteams tiefe Einblicke in den Produktionslinienbetrieb zu geben. Dies wird dann in die Cloud gesendet und in der prädiktiven Wartung genutzt.
• Säule Neun: Simulation – 3D-Simulationen von Produkten, Materialien und Verfahren können Echtzeitdaten nutzen, die dann in ein virtuelles Modell des gesamten Produktionsbetriebs umgewandelt werden.