Der wachsende Einsatz von Automatisierung in der Fertigung

Angesichts der anhaltenden Notwendigkeit, den Durchsatz zu steigern und die Kosten zu senken, suchen Hersteller nach Automatisierungs- und Industrie 4.0-Lösungen, um ihre Effizienz zu steigern. In diesem Artikel werden wir den Einsatz der Automatisierung in der Fertigung untersuchen, einschließlich der verschiedenen Arten der Automatisierung, Beispiele der automatisierten Fertigung und der Hauptvorteile der Automatisierung.

Was ist Fertigungsautomatisierung?

Automatisierung im Zusammenhang mit der Fertigung ist die Verwendung von Geräten zur Automatisierung von Systemen oder Produktionsprozessen. Das Endziel besteht darin, die Effizienz zu steigern, indem entweder die Produktionskapazität erhöht oder die Kosten gesenkt werden, oft beides.

Automatisierung ist eher als die Verwendung von Maschinen bekannt geworden, um die von Menschen geleistete Arbeit zu reduzieren. Es wird mit elektromechanischen Systemen in Verbindung gebracht, die so programmiert sind, dass sie viele Arten von Prozessen ausführen. Auch wenn die Automatisierung möglicherweise nicht für jeden Hersteller geeignet ist, können die meisten Unternehmen Vorteile in einer der folgenden Automatisierungsarten finden:fest, programmiert oder flexibel.

Arten der Fertigungsautomatisierung

Feste Automatisierung

Gekennzeichnet durch große Stückzahlen und eine hohe Eintrittsbarriere hat die stationäre Automatisierung oft eine festgelegte Aufgabe. Auch als harte Automatisierung bezeichnet, ist die meiste Programmierung in einzelnen Maschinen enthalten. Die Geschwindigkeit und Reihenfolge der Prozesse wird durch die Ausrüstung oder Produktionslinie bestimmt.

Ein Beispiel für feste Automatisierung findet sich in den Rohbau- und Automobilverkleidungen. Große Fahrzeuglieferanten produzieren möglicherweise über eine Million Teile, bevor sie das Design ändern. Darüber hinaus werden Prozesse wie Stanzen oder Gießen verwendet, die möglicherweise keine so ausgeklügelten Steuerungssysteme wie automatisiertes Fräsen oder Roboterschweißen erfordern.

Oftmals hat das mit fester Automatisierung verbundene Produktionsvolumen keine Zeit für Umstellungen. Wenn jedoch Änderungen an der festen Automatisierung vorgenommen werden, müsste wahrscheinlich eine Linie abgeschaltet werden und die Techniker die Werkzeuge manuell austauschen. Der mit dieser Ausfallzeit verbundene Kosten- und Zeitaufwand ist hoch. Ziehen Sie für geringe Stückzahlen oder Produkte mit kürzeren Lebenszyklen eine programmierbare Automatisierung in Betracht.

Programmierbare Automatisierung

Die programmierbare Automatisierung zeichnet sich durch die Herstellung mehrerer Dutzend bis Tausend Einheiten aus und ist mit der Serienfertigung verbunden. Die programmierbare Automatisierung bietet die Möglichkeit, mehr Arten von Teilen oder Produkten herzustellen. Für die Durchführung von Umstellungen ist jedoch eine Stillstandszeit erforderlich. Diese Ausfallzeiten werden erwartet und bei Losgrößen und Durchlaufzeiten berücksichtigt. Ausfallzeiten sind jedoch teuer und haben zu einer Erweiterung der programmierbaren Automatisierung geführt, die als flexible Automatisierung bezeichnet wird.

Flexible Automatisierung

Flexible Automatisierung ist in der Lage, Umrüstungen automatisch durchzuführen. Dies kann die Ausrüstung auf die Ausführung von Teilen mit ähnlichen Werkzeugen beschränken oder zusätzliche Geräte erfordern, um automatische Umstellungen zu ermöglichen.

Da Programme geändert werden müssen, ist die flexible Automatisierung außerdem oft mit einer Art Netzwerk verbunden, das den Wert erhöht, indem es eine Fernüberwachung oder -steuerung bietet. Programme werden offline am Computer entwickelt. Je nachdem, wie das Gerät angeschlossen ist, kann ein Designer von überall auf der Welt neue Programme hochladen, ausführen oder in eine bestehende Produktion einarbeiten.

Beispiele für Fertigungsautomatisierung

Um sich an die verschiedenen Arten der Automatisierung zu erinnern, betrachten Sie die folgenden Beispiele:

• Feste Automatisierung:Verbunden mit der Großserienfertigung von Einzelteilen. Bsp.:Eine Wälzfräsmaschine zur automatischen Herstellung eines Zahnrads.
• Programmierbare Automatisierung: Verbunden mit der Serienfertigung. BEISPIEL:Eine Wälzfräsmaschine, die automatisch verschiedene Arten von Zahnrädern herstellt, aber eine Umrüstung verursacht Ausfallzeiten zum Wechseln der Zahnräder.
• Flexible Automatisierung: Verbunden mit Echtzeit- oder On-Demand-Produktion. Bsp.:Eine Wälzfräsmaschine, die automatisch mehrere Zahnräder herstellt, ohne dass sie heruntergefahren oder manuell umgestellt werden müssen.

Die Automatisierung in der Fertigung nimmt zu und prägt weiterhin die Fabrikhalle. Hersteller streben nach einem vollständig digitalen roten Faden von der Nachverfolgung von Materiallieferketten über die Produktion bis hin zur Lieferung. Vor einer vollständigen digitalen Transformation ist es jedoch wichtig, Ihre Ziele zu kennen und zu wissen, wie sie mit den Vorteilen automatisierter Fertigungsstrategien übereinstimmen.

Vorteile der Automatisierung in der Fertigung

Hersteller setzen zunehmend Automatisierung ein, um Präzision, Konsistenz und höhere betriebliche Effizienz zu fördern. Kennen Sie zunächst Ihre Ziele. Je spezifischer die Ziele sind, desto einfacher ist es, sich an einer Lösung zu orientieren. Ziele wie die Steigerung der Produktion sind zwar allgemein gehalten, weisen jedoch darauf hin, dass Sie wissen müssen, was sich auf die Produktion auswirkt. Einfach und schnell zu integrierende Sensoren und Geräte, die Anlagen überwachen und benutzerfreundliche Daten, Grafiken usw. erzeugen, helfen bei der Vernetzung von Produktionslinien und bieten weitere Vorteile:

• Reduzieren Sie Ausfallzeiten
• Bereitstellen einer vorhersehbaren Wartung
• Verbessern Sie die Entscheidungsfindung

Geräte zur Überwachung von Materialien im Bestand oder an einer Arbeitsstation können Ausfallzeiten aufgrund von Bestandsengpässen reduzieren. Die Möglichkeit, die Laufzeiten der Geräte zu sehen, könnte ausreichen, um Ausfallzeiten zu reduzieren, indem der Arbeitsablauf angepasst wird, um Umstellungen zu reduzieren, oder um anzuzeigen, wo eine Investition in mehr Automatisierung einen positiven ROI erzielen würde.

Die Überwachung kann auch die Geräteleistung verfolgen, um anzuzeigen, wann Wartungsarbeiten oder Ausfälle auftreten können. Die Leistungsverfolgung kann dabei helfen, intelligentere Betriebsentscheidungen zu treffen und Wartungsarbeiten dann zu planen, wenn sie die Produktion am wenigsten beeinträchtigen. Außerdem führen Automatisierung und Überwachung zu fundierteren Geschäftsentscheidungen.

Echtzeitdaten können Herstellern helfen, Lieferzeiten zu verstehen und genauere Schätzungen und Zeitpläne bereitzustellen. Darüber hinaus verbessern automatisierte Geräte die Wiederholbarkeit, was die Qualität verbessern und die Variabilität in der Produktion verringern kann. Insgesamt bietet die automatisierte Überwachung ein besser vorhersehbares Modell, um Geschäftsentscheidungen zu treffen, und bietet gleichzeitig Transparenz für alle Beteiligten.

Die Zukunft der Automatisierung in der Fertigung schreitet mit Robotik, maschinellem Sehen, IIoT und anderen digitalen Technologien voran. Um vom Wachstum der Automatisierung zu profitieren, sollten Sie Ihre Ziele kennen, was die Produktion beeinflusst und welche Vorteile jede Technologie bietet. Minimieren Sie im Zweifelsfall die Komplexität, befolgen Sie die richtigen technischen Grundsätze und arbeiten Sie mit Anbietern zusammen, die einen guten Kundenservice bieten.

Erste Schritte mit der Automatisierung

Wie können Sie mit der Automatisierung von Prozessen in Ihrem Betrieb beginnen? Der erste Schritt besteht darin, Ihre Maschinen zu verbinden, damit Sie Daten sammeln, verarbeiten und Entscheidungen treffen können. Nur dann haben Sie einen Einblick in die Betriebsleistung Ihrer Geräte und Mitarbeiter, um Prozesse zu automatisieren und die Effizienz in der gesamten Fertigung zu steigern.

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