Wie IoT & industrielle Automatisierung Fertigungsinnovation antreiben

Da Technologie in rasantem Tempo voranschreitet, finden viele Branchen neue und kreative Wege, Wert durch deren Nutzung zu schaffen und zu erhalten. Mit einem stetigen Strom an Nachrichten über Drohnen, 3D-Druck und eine Vielzahl anderer aufmerksamkeitsstarker Tech-Innovationen übersehen viele einen der größten Wachstumsbereiche für den Einsatz neuer Technologie – die traditionelle Fertigung.

Für viele ruft das Wort "Fertigung" Standardbilder hervor. Von tristen, lauten und schmutzigen Fabriken bis hin zu mühsamer, manuell durch Bediener ausgeführter Arbeit – Fertigungsstereotypen sind über die letzten Jahrzehnte konsistent geblieben. Doch in jüngeren Jahren hat die Fertigung ein Facelift und ein neues Image erhalten, dank largely derselben Technologie, die Verbraucheraufmerksamkeit in Form cooler Tech-Produkte auf sich zieht. Diese Tech-Welle erfindet die moderne Fabrik in eine intelligente, vernetzte und digitale Entität neu.

Industrielle Automatisierung

Industrielle Automatisierung (vollständiger Artikel hier) ist der Einsatz von Computern und Robotik, um Maschinenfunktionen schneller und präziser als menschliche Bediener auszuführen. Durch den Einsatz industrieller Automatisierungstools können Fabriken mehrere Vorteile realisieren:

• Erhöhte Produktivität – Produktion, die mit Robotik und anderer fortschrittlicher Ausrüstung durchgeführt wird, verbessert die Produktivität. In einem Beispiel realisierte Fords Auto-Werk in Deutschland ein jährliches Produktivitätswachstum von 16 %. Ermüdung, Krankheit, menschlicher Fehler und Fluktuation können den täglichen Betrieb einer Fabrik beeinflussen. Automatisierte Produktionsmaschinen leiden unter none dieser Probleme.
• Verbesserte Qualität – Industrielle Automatisierung kann Linienfehler auf ein infinitesimales Maß im Vergleich zu menschlichen Bedienern reduzieren. Die Reduzierung von Ausschuss und verlorener Produktionszeit senkt Kosten und verbessert den Markenruf bei Verbrauchern.
• Bessere Kontrolle – In hochautomatisierten Fabriken kann Automatisierung zu größerer Kontrolle über Geräte auf sowohl Mikro- als auch Makroebene führen. Roboter können oft ohne die begleitende Lernkurve, die Menschen benötigen, neu zugewiesen werden. Und Entscheidungsfindung durch Manager kann durch den Einsatz hochwertiger Daten verbessert werden, die von den Maschinen selbst erfasst werden.

Industrielle Automatisierung kann auf verschiedenen Ebenen in einer Fabrik integriert werden. Diese Bereiche umfassen die Feldebene, wo Sensoren und Aktoren Bedingungen detektieren und Aktionen auslösen. Automatisierung kann auch auf der Steuerungsebene stattfinden, wo SPS und andere logisch programmierbare Geräte Signale von diesen Sensoren empfangen und die Maschine anweisen, die nächsten Schritte zum optimalen Zeitpunkt auszuführen. Und sie kann auf der Produktionssteuerungsebene eingesetzt werden, indem Produktionsziele überwacht und minimale Stillstandzeiten bei Umrüstungen berechnet werden.

Industrielle Automatisierung kann genutzt werden, um ein integriertes Produktionssystem aufzubauen, das Qualitätsparameter verengt und höhere Produktivität erreicht, da diese Assets in einem integrierten Automatisierungssystem zusammenarbeiten.

Innovative Fertigung

Während viel über agile Fertigung geschrieben wurde – die Fähigkeit, sich an Veränderungen anzupassen und diese schnell und effektiv zu managen – ist innovative Fertigung in jüngeren Jahren in den Vordergrund gerückt, wegen der angeborenen Beziehung, die sie zur Technologie hat. Innovative Hersteller, wie Sie erwarten mögen, treiben Veränderung durch Innovation voran, indem sie neue Technologie nutzen, um höheren Wert zu schaffen, Prozesse zu entwickeln, Produkte zu entwickeln und sogar ganze Märkte zu disrupten.

Innovative Fertigung kann produktgetrieben sein, indem neue und einzigartige Produkte eingeführt werden, um Verbraucher und Marktanteile zu gewinnen. Doch die Innovation kann auch in anderen Bereichen stattfinden:

• Beschaffungsinnovation – Ständige Evaluierung und Suche nach neuen Materialien und Lieferanten innerhalb der Lieferkette.
• Prozessinnovation – Nutzung von Technologie, um Produktionszeit radikal zu verändern und Kosten zu senken.
• Managementinnovation – Nutzung der Daten und Technologie, die mit modernen Deep-Analytics verfügbar sind, um neue Märkte oder neue Geschäftsmodelle zu schaffen.

Doch technologische Fortschritte haben auch einen umfassenderen Ansatz für Innovation ermöglicht. Mit Daten, Analytik, Automatisierung und einer Vielzahl anderer Tools können ganze Fabriken speziell gebaut werden, um innovative Fertigung zu ermöglichen.

Beispielsweise kann Equipment gewählt werden, das dem Hersteller ermöglicht, neue und einzigartige Produkte zu schaffen. Und in vielen Fällen wird das gesamte Fabrik-Layout, Personalpläne und Produktionssystem darum herum aufgebaut, den höchsten Grad an Innovation bei der Schaffung neuer Produkte zu ermöglichen. Darüber hinaus werden Abteilungen wie Produktentwicklung, Produkt-Engineering und Designer in die Gleichung einbezogen, die neueste Technologie, Modellierungssoftware und andere Datentools nutzen, um Time-to-Market für diese Produkte signifikant zu reduzieren.

Durch die Nutzung einer automatisierten Fabrik und die Kombination der Automatisierungstechnologie mit einer innovativen Strategie können Fabriken aller Größen Produktivität verbessern und Markenimage stärken, während sie Kosten senken und wettbewerbsfähig bleiben.

Industrial Internet of Things

Während industrielle Automatisierung und innovative Fertigung starke Akteure in der heutigen hyperkompetitiven Fertigungsumgebung sind, sind es die aktuellen und zukünftigen Möglichkeiten des Industrial Internet of Things (IIoT), die die Fähigkeit haben, sie alle zusammenzubinden. Durch die Nutzung von Echtzeitdaten, die durch Sensoren und andere eingebettete Hardware erfasst werden, nutzt IIoT tiefe Analytik, KI und Machine Learning, um Unternehmen zu ermöglichen, Zeit und Geld zu sparen, indem Trends und Verbesserungsbereiche identifiziert werden.

Heutige IIoT-Systeme sind auch zu proaktiver Intervention fähig. Dies ermöglicht minutengenaue Anpassungen sowohl am Maschinenbetrieb als auch in Planung und Terminierung, wie das Ändern von Produktionsplänen zur Minimierung von Umrüstzeiten.

IIoT-Geräte erlauben es Fabriken auch, vorausschauende Wartungsstrategien zu adoptieren, um Teileausfälle im Voraus zu identifizieren, die Reparatur zum optimalen Zeitpunkt zu planen, Ersatzteillager zu benachrichtigen und zu entlasten und Techniker über die anstehende Reparatur zu informieren. All dies geschieht ohne menschliche Entscheidungsfindung, und die Ergebnisse derer, die vorausschauende Wartung einsetzen, waren beeindruckend. Viele Betriebe erreichten bis zu 25 % Reduktion im Ersatzteillager und 25 % Produktivitätssteigerung.

Mit IIoT-Technologie haben Unternehmen fast vollständige Transparenz über Produktionsprozesse. Und die Wirkung wird in assoziierten Funktionsbereichen ebenfalls gespürt. IIoT kann eine vollständige Sicht von Rohmaterial- und Komponentenbeschaffung (und damit Rückverfolgbarkeit), in und durch die Produktion hindurch bis zum Versand fertiger Güter ermöglichen.

IIoT-Technologie kann als Kraftmultiplikator für die Vorteile sowohl industrieller Automatisierung als auch innovativer Fertigung wirken. Ein mit Robotik und voll aktivierten SPS entworfenes Produktionsystem kann die Daten dieser automatisierten Geräte analysieren und wertvolle Produktions-, Wartungs-, Lieferketten-, Qualitäts- und Managementdaten liefern.

Die Fähigkeit, Trends zu identifizieren, Reaktionen durch Machine Learning zu formulieren und zu verfeinern, Strategien für Terminierung, Personalbesetzung und eine Vielzahl anderer Operationen autonom zu entwickeln und zu deployen, ermöglicht es dem Konzept innovativer Fertigung, hochzufahren. Mit ihrem starken Fokus auf Design-Iterationsänderung und Neuproduktentwicklung bei kurzer Vorlaufzeit sind innovative Fertigungsanlagen effektiver, wenn sie mit IIoT-Technologie gekoppelt sind.

Das Wachstum von IIoT und industrieller Automatisierung

IIoT-Technologie ist bereit, exponentiell zu wachsen. Mit erwarteten vernetzten Geräten, die 75 Milliarden bis 2025 übersteigen, sind die Einsätze und Vorteile hoch. Aber während IIoT bereits ein disruptiver Akteur in der Fertigung ist, wird es noch mächtiger, wenn es mit Fabriken gekoppelt wird, die einen hohen Grad an industrieller Automatisierung haben oder um das Framework innovativer Fertigung herum gebaut sind. Und wenn alle drei kombiniert werden, bilden sie ein mächtiges Trio und ein Modell dessen, was kommen wird.