Wie Automatisierung die Fertigung transformiert: Effizienz steigern & Kosten senken

Mit dem anhaltenden Bedarf, größeren Durchsatz zu erzielen und Kosten zu reduzieren, suchen Hersteller nach Automatisierung und Industrie-4.0-Lösungen, um ihre Effizienz zu steigern. In diesem Artikel werden wir den Einsatz von Automatisierung in der Fertigung untersuchen, einschließlich der verschiedenen Arten der Automatisierung, Beispielen für automatisierte Fertigung und den primären Vorteilen der Automatisierung.

Was ist Fertigungsautomatisierung?

Automatisierung im Kontext der Fertigung ist der Einsatz von Ausrüstung, um Systeme oder Produktionsprozesse zu automatisieren. Das Endziel ist es, größere Effizienz zu erreichen, indem entweder die Produktionskapazität erhöht oder Kosten gesenkt werden – oft beides.

Automatisierung ist zunehmend als der Einsatz von Maschinen zur Reduzierung menschlicher Arbeit bekannt geworden. Sie ist mit elektromechanischen Systemen verbunden, die programmiert sind, viele Arten von Prozessen durchzuführen. Obwohl Automatisierung nicht für jeden Hersteller richtig sein mag, können die meisten Unternehmen in einer der folgenden Automatisierungsarten Vorteile finden: Fest, programmierbar oder flexibel.

Arten der Fertigungsautomatisierung

Feste Automatisierung

Charakterisiert durch Großserienproduktion und eine hohe Eintrittsbarriere, hat feste Automatisierung oft eine festgelegte Aufgabe. Auch als harte Automatisierung bezeichnet, ist die meiste Programmierung in einzelnen Maschinen enthalten. Die Geschwindigkeit und Abfolge der Prozesse werden von der Ausrüstung oder der Produktionslinie festgelegt.

Ein Beispiel für feste Automatisierung findet sich in Rohbaukarosserien und Automobilpaneelen. Große Fahrzeugzulieferer könnten über eine Million Teile produzieren, bevor sie Designs ändern. Zusätzlich werden Prozesse wie Stanzen oder Gießen verwendet, die möglicherweise nicht so anspruchsvolle Steuerungssysteme erfordern wie automatisiertes Fräsen oder Roboterschweißen.

Oft hat das mit fester Automatisierung verbundene Produktionsvolumen keine Zeit für Umrüstungen. Wenn jedoch Änderungen an fester Automatisierung vorgenommen werden, würde dies wahrscheinlich eine Stilllegung der Linie und manuellen Werkzeugwechsel durch Techniker erfordern. Die damit verbundenen Kosten und Zeiten für diese Ausfallzeiten sind hoch. Für niedrige Volumina oder Produkte mit kürzeren Lebenszyklen sollten Sie programmierbare Automatisierung in Betracht ziehen.

Programmierbare Automatisierung

Charakterisiert durch die Herstellung von mehreren Dutzend bis Tausenden von Einheiten, ist programmierbare Automatisierung mit Chargenproduktion verbunden. Programmierbare Automatisierung bietet die Fähigkeit, mehr Arten von Teilen oder Produkten herzustellen. Allerdings ist Ausfallzeit erforderlich, um Umrüstungen durchzuführen. Diese Ausfallzeit wird erwartet und in Chargengrößen und Lieferzeiten einkalkuliert. Allerdings ist Ausfallzeit teuer und hat zu einer Erweiterung der programmierbaren Automatisierung geführt, die flexible Automatisierung genannt wird.

Flexible Automatisierung

Flexible Automatisierung ist in der Lage, Umrüstungen automatisch durchzuführen. Dies kann die Ausrüstung darauf beschränken, Teile zu fertigen, die ähnliche Werkzeuge teilen, oder zusätzliche Geräte erfordern, um automatisierte Umrüstungen zu ermöglichen.

Zusätzlich, da Programme geändert werden müssen, ist flexible Automatisierung oft mit irgendeiner Form von Netzwerk verbunden, das Wert durch Fernüberwachung oder -steuerung hinzufügt. Programme werden offline auf einem Computer entwickelt. Je nachdem, wie das Gerät verbunden ist, könnte ein Designer hochladen, neue Programme ausführen oder sie in die bestehende Produktion von überall auf der Welt einarbeiten.

Beispiele für Fertigungsautomatisierung

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

• Feste Automatisierung: Verbunden mit Großserien-, Einzelteilfertigung. BSP: Eine Wälzfräsmaschine, die dediziert automatisch ein Zahnrad produziert.
• Programmierbare Automatisierung: Verbunden mit Chargenproduktion. BSP: Eine Wälzfräsmaschine, die automatisch verschiedene Arten von Zahnrädern produziert, aber eine Umrüstung Ausfallzeit für den Zahnradwechsel verursacht.
• Flexible Automatisierung: Verbunden mit Echtzeit- oder Bedarfsproduktion. BSP: Eine Wälzfräsmaschine, die automatisch mehrere Zahnräder produziert, ohne heruntergefahren oder manuelle Umrüstungen zu benötigen.

Automatisierung in der Fertigung wächst und formt weiterhin den Fabrikboden. Hersteller streben nach einem vollständigen digitalen Faden von der Verfolgung von Materiallieferketten über Produktion bis zur Auslieferung. Bevor jedoch eine vollständige digitale Transformation stattfindet, ist es wichtig, Ihre Ziele zu kennen und wie sie mit den Vorteilen automatisierter Fertigungsstrategien übereinstimmen.

Vorteile der Automatisierung in der Fertigung

Hersteller nutzen zunehmend Automatisierung, um Präzision, Konsistenz und größere betriebliche Effizienz zu erreichen. Um zu beginnen, kennen Sie Ihre Ziele. Je spezifischer die Ziele, desto einfacher ist es, sie mit einer Lösung abzugleichen. Ziele wie Produktionssteigerung, obwohl allgemein, zeigen an, dass Sie wissen müssen, was die Produktion beeinflusst. Einfache und schnell zu integrierende Sensoren und Geräte, die Ausrüstung überwachen und benutzerfreundliche Daten, Grafiken usw. produzieren, helfen, Produktionslinien zu verbinden und dienen weiteren Vorteilen:

• Ausfallzeiten reduzieren
• Vorhersehbare Wartung bereitstellen
• Entscheidungsfindung verbessern

Geräte zur Überwachung von Materialien im Lager oder an einer Arbeitsstation können Ausfallzeiten aufgrund von Lagerleerungen reduzieren. In der Lage zu sein, Maschinenlaufzeiten zu sehen, könnte ausreichen, um Ausfallzeiten durch Anpassung des Workflows zur Reduzierung von Umrüstungen zu verringern, oder anzuzeigen, wo eine Investition in mehr Automatisierung einen positiven ROI ergeben würde.

Überwachung kann auch die Ausrüstungsleistung verfolgen, um anzuzeigen, wann Wartung oder Ausfälle eintreten könnten. Leistungstracking kann helfen, intelligentere Betriebsentscheidungen zu treffen und Wartung zu planen, wenn sie die Produktion am wenigsten beeinflusst. Auch Automatisierung und Überwachung treiben fundiertere Geschäftsentscheidungen voran.

Echtzeitdaten können Herstellern helfen, Lieferzeiten zu verstehen und genauere Schätzungen und Zeitpläne zu liefern. Zusätzlich verbessern automatisierte Geräte die Wiederholbarkeit, was Qualität verbessern und Variabilität in der Produktion reduzieren kann. Insgesamt bietet automatisierte Überwachung ein vorhersehbareres Modell für Geschäftsentscheidungen, während sie Transparenz für alle Stakeholder bietet.

Die Zukunft der Automatisierung in der Fertigung schreitet mit Robotik, Machine Vision, IIoT und anderen digitalen Technologien voran. Um vom Wachstum in der Automatisierung zu profitieren, kennen Sie Ihre Ziele, was die Produktion beeinflusst und welche Vorteile jede Technologie bietet. Im Zweifel: Komplexität minimieren, richtige Ingenieurprinzipien befolgen und mit Anbietern zusammenarbeiten, die guten Kundenservice bieten.

Erste Schritte mit Automatisierung

Wie können Sie beginnen, Prozesse in Ihrem Betrieb zu automatisieren? Der erste Schritt besteht darin, Ihre Maschinen zu verbinden, damit Sie die Fähigkeit haben, Daten zu erfassen, sie zu verarbeiten und Entscheidungen zu treffen. Erst dann werden Sie den Einblick in die betriebliche Leistung sowohl Ihrer Ausrüstung als auch Ihres Personals haben, um Prozesse zu automatisieren und größere Effizienz über den Shopfloor zu treiben.

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