Eine Fabrik smart machen – 7 Kriterien für Fertigungssoftware

Industrie 4.0 läutet tiefgreifende Veränderungen in der Fertigung ein. Die Fabrik der Zukunft arbeitet autonom:Sie kann sich und ihre Prozesse selbst organisieren und eventuelle Störungen oder Probleme ohne menschliches Zutun lösen.

Die Basis einer Smart Factory liegt in der Intelligenz aller beteiligten Instanzen (Maschinen, Produkte etc.) und wird durch Software realisiert. Durch die kontinuierliche Auswertung des Maschinenkontextes – also aller Informationen, die das Verhalten der Maschine beeinflussen könnten – kann die Software entscheiden, welche Maßnahmen die Maschine in der jeweiligen Situation ergreifen oder einleiten soll. Diese kontextbezogene Auswertung basiert auf einer Fülle von Produktions- und Maschinendaten, von denen ein Großteil in heutigen Fertigungsumgebungen bereits teilweise generiert wird.

Wissen in Software übersetzen

Das Wissen darüber, was in der jeweiligen Situation zu tun ist, liegt in der Regel bei den Fertigungsexperten, die Prozesse und Regeln für den Produktionsprozess definieren. Lassen sich diese Prozesse und Regeln automatisieren, können sie auch von der Maschine selbst ausgeführt werden. Dazu müssen Prozesse und Regeln explizit in Software modelliert werden, um eine autonome Entscheidungsfindung zu ermöglichen. Die Übersetzung des Wissens der Produktionsmitarbeiter in Software ist ein evolutionärer Prozess. So wie die Produktion ständig weiterentwickelt und optimiert wird, nimmt die Anzahl und Komplexität der Aufgaben, die eine Maschine täglich zu erfüllen hat, stetig zu. Daraus folgt, dass Aufgaben im Laufe der Zeit vermittelt werden müssen – also Wissen kontinuierlich übersetzt werden muss.

Die entscheidende Rolle der menschlichen Expertise

Die Aussicht, dass Maschinen alle Aufgaben selbstständig erledigen, wird oft als Veraltung des Menschen in der produzierenden Industrie von morgen verstanden. In Wirklichkeit werden die Menschen in der Fabrik von morgen einfach eine andere Rolle spielen. Zum einen werden sie die Schöpfer der Fabrik der Zukunft sein. Zum anderen übernehmen sie Überwachungs- und Steuerungsaufgaben, von denen viele bereits Teil ihrer Arbeit sind – etwa im Umgang mit den komplexen Schnittstellen zwischen Hard- und Software. Diese Aufgaben werden weiter zunehmen und in Zukunft den Löwenanteil der Arbeit der Menschen ausmachen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Übersetzung von Wissen in Software keine einmalige Aufgabe ist, sondern ein kontinuierlicher Prozess. Durch die Weiterentwicklung von Maschinen, Prozessen und der Fertigung selbst werden sich regelmäßig neue Herausforderungen ergeben – und in vielen Fällen müssen die Lösungen dieser Herausforderungen selbst automatisiert werden. Somit werden die Produktionsmitarbeiter auch weiterhin eine aktive und wichtige Rolle im Entwicklungsprozess spielen, da sie die Potenziale zur Leistungs-, Qualitäts- und Kostenoptimierung am besten erkennen können. Sie besitzen das Know-how, die Funktionsweise ihrer Maschinen bis ins kleinste Detail zu verstehen – und wissen genau, wann ein kritischer Zustand erreicht ist, welche Parameter darauf hinweisen, dass dieser Zustand erreicht ist und wie die Probleme der Maschine oder der Produktionslinie behoben werden sollten . Sie werden immer die wahren Fertigungsexperten sein.

Software für Fertigungsexperten

Generell sind Fertigungsexperten aufgrund ihrer Ausbildung und Erfahrung nicht unbedingt qualifizierte Programmierer. Auch wenn sich die Arbeitsanforderungen in Zukunft wahrscheinlich ändern werden, wird diese aktuelle Diskrepanz die Entwicklung der Smart Factory wahrscheinlich nicht verzögern, da Fertigungsexperten Erfahrung darin haben, Regeln und Prozesse mit formalen Methoden zu modellieren. Alles, was benötigt wird, um die Entwicklung der intelligenten Fertigung voranzutreiben, ist eine maßgeschneiderte Software, die ihre Aktivitäten unterstützt.

Quelle:Bosch.IO Sieben Kriterien für Software für Fertigungsexperten

Die richtige Software kann Fertigungsexperten optimal dabei unterstützen, ihr Wissen in Software zu übersetzen. Im Folgenden sind sieben Kriterien aufgeführt, die speziell zugeschnittene Softwaretools erfüllen sollten, um den Anforderungen von Fertigungsexperten gerecht zu werden:

1. Möglichkeit, auf Daten aus mehreren Quellen zuzugreifen

In Produktionsumgebungen fallen täglich riesige Datenmengen an. Daten können Aufschluss darüber geben, ob ein Produktionsprozess den Qualitätsstandards entspricht, ob die geplante Leistung erreichbar ist oder ob eine Maschine ausfällt.

Quelle:Bosch.IO Möglichkeit, auf Daten aus mehreren Quellen zuzugreifen

2. Fähigkeit, Wissen intuitiv zu übersetzen

Die Übersetzung von Wissen in Software ist ein komplexer Prozess, der derzeit nicht von Fertigungsexperten allein durchgeführt werden kann. Wenn Fertigungsexperten die Möglichkeit erhalten, selbst Programmcode zu erstellen, können sie den Code selbst entwickeln, testen, anwenden und effizient mit den Ergebnissen arbeiten.

3. Vorlagen für gängige Modelle

Fertigungsumgebungen verwenden eine Vielzahl verschiedener Methoden, um Testdaten auszuwerten, Anomalien zu identifizieren und Trends zu prognostizieren. Damit Software optimal auf Fertigungsexperten zugeschnitten ist, muss sie Domänenexpertise einbeziehen, um die Arbeit der Fertigungsexperten zu unterstützen.

4. Fähigkeit, Wissen auf Echtzeitdaten anzuwenden und zu überprüfen

Ist das Know-how der Fertigungsexperten erst einmal in lauffähige Software umgesetzt, soll es auf Echtzeitdaten übertragen werden können. So können die Experten überprüfen, ob das vorgegebene Wissen in Konfrontation mit realen Daten zu den gewünschten Ergebnissen führt und die Software gegebenenfalls anpassen.

5. Beteiligung von Mitarbeitern

Es ist wichtig, dass die Menschen die Kontrolle über hochautomatisierte Prozesse behalten, sowohl während des Erstellungsprozesses selbst als auch in allen nachfolgenden Phasen. Einer der Schlüssel zum Erstellungsprozess besteht darin, dass die beteiligten Personen auch alle Informationen erhalten, die automatisch ausgewertet werden.

6. Integration neuer Maschinen und Datenquellen

Die Entwicklung der Fabrik der Zukunft ist ein evolutionärer Prozess. Eine Software zur Unterstützung von Fertigungsexperten sollte diesem fortlaufenden Entwicklungsprozess Rechnung tragen. Daher sollte es einfach sein, neue Maschinen, Sensoren und Datenquellen in das System zu integrieren, um die kontinuierliche Weiterentwicklung der Smart Factory zu ermöglichen.

7. Wissen für andere Maschinen und Linien verfügbar

Sobald Wissen in Software übersetzt und seine Leistungsfähigkeit an der Produktionslinie demonstriert wurde, sollte es möglich sein, dieses Wissen durch geeignete Prozesse, Arbeitsabläufe usw. sowohl innerhalb desselben Werks als auch in anderen Werken auf andere Maschinen und Linien zu übertragen, um davon zu profitieren Wiederverwendbarkeit.

Um die Fabrik der Zukunft zu gestalten und zu entwickeln, benötigen Fertigungsexperten eine auf ihre Bedürfnisse zugeschnittene Software. Erfahren Sie mehr in unserem kostenlosen Whitepaper „Regelbasierte Analyse von Produktionsdaten – Fertigungsexperten im Herzen von Industrie 4.0“ und erhalten Sie detaillierte Antworten auf folgende Fragen:

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• Warum stehen die Menschen im Mittelpunkt dieses Prozesses?
• Was sind die detaillierten Kriterien für Software, die für Fertigungsexperten entwickelt wurde?
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