Wie IoT Smart-Factory-Operationen revolutioniert

Lange Zeit war das Internet of Things (IoT) mit der Verwirklichung von Science-Fiction in unseren Häusern assoziiert: der Kühlschrank, der selbst nachbestellt, Musik- oder TV-Auswahl per Sprache statt Fernbedienung, Beleuchtung und Heizung von überall per Handy steuern. Mit Geräten wie dem Amazon Echo, die riesige Umsätze verantworten, sind wir dieser Zukunftsvision tatsächlich ziemlich nah (dennoch: niemand interessiert sich für smarte Kühlschränke!). Aber viel bedeutender: IoT hat einen größeren Job vor sich – es reinventiert Fertigungsunternehmen.

Die Smart Factory und Industrie 4.0

„Wir müssen schnell mit der Fusion der Online-Welt und der Welt der industriellen Produktion umgehen. In Deutschland nennen wir es Industrie 4.0.“ – Angela Merkel, Bundeskanzlerin.

Die Smart Factory / Industrie 4.0 ist da. Die Smart Factory nutzt Technologie, um Maschinen, Menschen, Lieferanten und Kunden für effizienteres Arbeiten zu vernetzen. Sie geht über Lean Manufacturing hinaus, wo der Fokus rein auf Fertigungseffizienz liegt. „Smart“ bezeichnet vernetztes Denken über das gesamte Business: Kundenfeedback bringt neue Produkte schneller in Produktion, ein Produktionsfehler kann sofort adressiert – oder sogar vorhergesehen werden, Maschinenstillstand kann vorhergesagt und gemanagt werden. Das Aufkommen von Big Data, Predictive Analytics und Cloud-Speicher neben Fortschritten in Automatisierung und der Popularisierung vernetzter Geräte transformiert Fabriken von massiven mechanischen Ungetümen in agile, intelligenzgetriebene, IT-fokussierte Prozessorganisationen.

Die neue Wertschöpfungskette

Die massiven Fortschritte in diesen Technologien haben das gebracht, was als „vierte industrielle Revolution“ bezeichnet wird. Die Wertschöpfungskette, wie wir sie kennen (kannten), ist heute veraltet; jetzt kann die Smart Factory jedes Element der Wertschöpfungskette verbinden – sowohl unterstützende als auch primäre Aktivitäten und Prozesse – für automatisierte, vernetzte Analyse und schnelle Aktionen. Marketing, Produktion und Wareneingang können jetzt nahtlos zusammenarbeiten, um Marktnachfrage auf völlig neue Weise zu bedienen.

Technologiehersteller Flex kommentiert: „Während das aktuelle Lieferketten-System aus mehreren Schritten besteht – Marketing, Produktentwicklung, Fertigung, Distribution –, die unabhängig voneinander ablaufen, könnte Smart Manufacturing Zeit, Aufwand und Kommunikation zwischen jedem Schritt straffen und schnellere, zuverlässigere Services schaffen… Jetzt haben wir neue Kunden, die mit einer Skizze einer Produktidee zu uns kommen. Sie bitten Flex, sie zu designen. Für uns treibt das den Bedarf nach neuen Arbeitsweisen, neuen Prozessen im Fertigungsraum.“

Vorteile

Vernetztes Denken ist gut und schön – jeder Arzt wird Ihnen den Nutzen eines multidisziplinären Ansatzes bei der Patientenbehandlung nennen – aber der Nutzen jeder Geschäfts'investition muss den Input übersteigen. Was sind also die Vorteile einer Smart-Factory-Umgebung?

1. Größere Flexibilität bei reduziertem Umweltimpact
   Die Vernetzung von Produktion und Information ermöglicht Fertigungsstandorte, sich optimaler Performance zu nähern – was zu kürzerer Time-to-Market und stark reduzierter Abfallproduktion führt.
2. Erhöhte Qualität und reduzierte Kosten
   Die Entwicklung selbstkonfigurierender Maschinen bedeutet, dass zunehmend schwierige Aufgaben von Maschinen erledigt werden können – für Kosteneinsparungen und bessere Waren und Services.
3. Wettbewerbsfähig bleiben
   Angesichts des Tempos des Fortschritts und der Zugänglichkeit für alle Unternehmensgrößen könnte Nicht-Investition in die digitale Revolution Sie zurücklassen.

Capgeminis Forschung „Smart Factories: How can manufacturers realize the potential of digital industrial revolution“ (Mai 2017) fasste die Kernaussagen zusammen:

• Smart Factories könnten 500 Milliarden bis 1,5 Billionen Dollar an Wertschöpfung zur globalen Wirtschaft in fünf Jahren beitragen.
• Hersteller prognostizieren, dass die Gesamteffizienz in den nächsten fünf Jahren jährlich 7-mal so schnell wächst wie seit 1990.
• Capgemini schätzt, dass Smart Factories den operativen Gewinn und die Marge eines durchschnittlichen Automobil-OEM-Herstellers fast verdoppeln können.

Cisco kommentiert ebenfalls: „IoT-Technologien verbinden neue Geräte, Sensoren, Maschinen und andere Assets…. Early Adopters sehen bereits große Reduktionen bei Anlagenstillstand (von 15 auf 95 %), Prozessabfall und Energieverbrauch in Fabriken.“ – Chris Steck, Head of Standardization, IoT & Industries.

Die denkende Fabrik

Kann eine Fabrik wirklich wahrnehmen, denken und reagieren? Sie ist klar kein lebendiges, atmendes Ding – aber die Technologie ist da, um Daten zu verarbeiten, zu analysieren (nach vorprogrammierten Regeln und Schwellenwerten) und Aktionen für Follow-up zu produzieren. Maschinensensoren, Customer-Experience-Managementsysteme, Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften – all diese Dinge können Daten produzieren, die kontinuierlich überwacht und mühelos verarbeitet werden können. Die Zeiten wöchentlicher Ingenieur-Maschinenchecks, Kundenservice-Teams, die Probleme in Blasen bearbeiten, Fertigungsprozesse, die Monate – oder sogar Jahre – brauchen, um auf Feedback zu reagieren, sind vorbei.

Predictive Analytics für Wartung

Die Fähigkeit, Maschinen und Komponenten ständig zu überwachen statt auf Ingenieursrunden zu warten, ermöglicht den Aufbau eines langfristigen Bildes von Trends und Unregelmäßigkeiten – mit dem Ziel, ungeplante Stillstandszeiten zu reduzieren, Intervalle zwischen geplanter Wartung zu verlängern und Abschreibewert und -zeitpunkt auf Maschinenzustand statt alterbasierter Berechnung zu basieren. Die Verbindung von Produktionsgeräten wie Maschinensensoren, Motoren und Schaltern für Echtzeit-Datenübertragung ermöglicht konstante Überwachung und Analyse für actionable Insights – mit dem Ziel, Maschinenzustand besser zu verstehen und einen Echtzeit-Ansatz für Wartung und Management zu ermöglichen.

Als Reaktion auf Nachfrage statten Komponenten- und Maschinenhersteller neue Maschinen serienmäßig mit IoT-fähigen Sensoren aus, während der Retrofit-Markt weiter wächst und sich entwickelt. Maschinen-Daten erfassen zu können, ist kritisch für die Vorhersage von Stillstand, Fehlern und Restnutzungsdauer (Prognostik). Dieser vorausschauende Wartungsansatz untermauert die Smart Factory und ermöglicht Effizienz in Lagerkontrolle, Lieferung und Time-to-Market, erhöhte Qualität und die Agilität, auf sich ändernde Anforderungen zu reagieren.

Ein weiterer Smart-Factory-Enabler ist Skalierbarkeit. Sie müssen die ganze Fabrik nicht neu designen, um zu starten – Sie können mit Basissensoren an wenigen Maschinen beginnen und den Business Case für ROI davon ableiten. Gefallen die Ergebnisse, können Sie mehr Sensoren, Prozesse, Automatisierung, automatisierte Analyse hinzufügen.

Herausforderungen

Wie bei allen industriellen Revolutionen bringt die vierte ihre eigenen Herausforderungen mit. Arbeitgeber und Mitarbeiter müssen ihre Mindsets anpassen, um die neuen erforderlichen Skillsets aufzunehmen, die Neudefinition der Geschäftsstruktur und den kulturellen Wandel zu einem agilen, intelligenzgeführten Betrieb.

Die Bedrohung durch Cyberangriffe bleibt hochprofiliert – kürzliche Ransomware- und Malware-Angriffe machten Schlagzeilen bei Renault (Frankreich), NHS (UK) und Cadbury's (Australien) – eine Bedrohung, die keine geografischen Grenzen oder Branchen kennt. Das ist eine der neuen Regeln in unserem immer vernetzteren Leben.

Das Wachstum von IoT und Smart Factory wird weitgehend vom Fokus auf fortschrittliche Fertigungstechniken getrieben, aber erhöhter Druck auf Energieverbrauch, Abfallregulierungen und wachsender Fokus auf Umweltcredentials bauen einen soliden Case für maximale betriebliche Effizienz und Agilität auf – was es mehr als nur aspirational macht: Es ist die Zukunft des Geschäfts.

Senseye – Skalierbare Predictive Maintenance

Senseye nutzt Daten, die vom Industrial IoT gesammelt werden, um den aktuellen und zukünftigen Gesundheitszustand aller Fabrikmaschinen automatisch zu verstehen (nicht nur der kritischen Assets!). Es ist designed, einfach zu bedienen zu sein und ermöglicht vorausschauende Wartung ohne Schmerzen. Laden Sie Ihre kostenlose Broschüre hier herunter: