Die digitale Fabrik:Smart Manufacturing treibt Industrie 4.0 voran

Was ist eine digitale Fabrik?

Eine digitale Fabrik nutzt Technologie, um Informationen automatisch digital im gesamten Betrieb auszutauschen, einschließlich Daten von Materialien, Personen und Maschinen. Die digitale Fertigung stützt sich auf ein integriertes System, das aus Simulationstechnologien, vernetzten Geräten und Tools für die Zusammenarbeit besteht.

Es gibt keine einzelne Technologie, die aus einer analogen Fabrik eine digitale Fabrik macht. Es gibt jedoch viele gemeinsame Technologien und Merkmale, die digitale Fabriken gemeinsam haben, und Hersteller, die mehrere Technologien kombinieren, werden am ehesten als „digitale Fabriken“ betrachtet.

Digitale Fabriken sind das Ergebnis einer digitalen Transformationsstrategie, um die Nutzung von Daten von Menschen, Geräten und Systemen zu ermöglichen, um kontinuierliche Verbesserungsinitiativen zu identifizieren und zu priorisieren. Zu den Technologien, die Sie möglicherweise in einer digitalen Fabrik finden, gehören:

Industrielles Internet der Dinge (IIoT)

Diese besteht aus kleinen Sensoren und anderer Hardware, die miteinander verbunden sind und miteinander kommunizieren. Sie können für das Anlagenmanagement, die Energieeinsparung durch intelligente HLK und Beleuchtung oder die Erfassung von Maschinendaten verwendet werden, obwohl es eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Anwendungsfällen für das IIoT in der Fertigung gibt.

Große Daten

Wenn IIoT-Geräte Daten sammeln, müssen sie irgendwo hin. Das Gleiche gilt für andere Daten, die Hersteller üblicherweise sammeln, wie Kundendaten, Produktionsdaten, Lieferantendaten usw. Big Data bezieht sich einfach auf diese riesigen Informationsspeicher, aus denen Hersteller ziehen können, sowie auf Möglichkeiten, diese Informationen für die Verwendung mit anderen Tools zu sortieren und zu verwalten und Analysesoftware. Möchten Sie mehr über dieses Konzept erfahren? Lesen Sie unseren vollständigen Artikel über „Industrial DataOps.“

Predictive Analytics und maschinelles Lernen

In Bezug auf die Fertigung und andere Branchen sind maschinelles Lernen und prädiktive Analytik ein solcher Anwendungsfall für die oben genannten gesammelten Daten. Daten können kombiniert und verwendet werden, um Modelle für maschinelles Lernen zu fördern, die Erkenntnisse zur Entscheidungsfindung aus Informationssätzen bieten, die zu komplex sein können, als dass Menschen allein daraus einen Wert ableiten könnten. Maschinelles Lernen und Predictive Analytics können verwendet werden, um die Nachfrage zu prognostizieren, prädiktive und vorgeschriebene Wartung an Maschinen durchzuführen, Öffnungen und Chancen auf dem Markt zu erkennen und vieles mehr. Dies ist ein sehr wichtiger Aspekt einer digitalen Fabrik.

Automatisierung

Mit intelligenten, vernetzten Maschinen haben Menschen die Möglichkeit, aus dem Kreislauf herauszutreten und der Automatisierung zu ermöglichen. In vielen Fällen sind Maschinen besser in der Lage, Aufgaben schneller und genauer zu erledigen als ihre menschlichen Gegenstücke. Die industrielle Automatisierung gibt diesen Menschen die Freiheit, sich auf andere komplexe kognitive Aufgaben zu konzentrieren, die für den menschlichen Verstand besser geeignet sind als für den maschinellen Verstand (zumindest für heute).

Einige digitale Fabriken heben die Automatisierung auf die nächste Stufe, indem sie Lights-out-Fertigungstechniken verwenden und den Menschen vollständig aus dem Fertigungsprozess entfernen. Der Begriff kommt von der Fähigkeit, die Fabrik zu starten, das Licht auszuschalten und mit der Gewissheit hinauszugehen, dass die Fabrik ohne menschliches Eingreifen sogar 24 Stunden am Tag weiter produzieren wird.

Cloud- und Edge-Computing-Technologie

Die Cloud-Technologie versetzt digitale Fabriken in die Lage, riesige Datenmengen zu speichern und zu analysieren, indem sie sichere Geräte verwenden, die sie mit anderen teilen und auf die über das Internet zugegriffen wird. Die Cloud-Technologie bietet Herstellern schnellere und leistungsstärkere Maschinen und größere Speicherkapazitäten (mit größerem Schutz), als dies normalerweise möglich ist, um sie intern zu kaufen und zu warten.

Edge Computing nimmt Daten aus der Fabrikhalle und verarbeitet sie in der Nähe, wodurch die Wartezeit entfällt, die für das Hochladen in die Cloud, die Analyse und die Weiterverteilung von Informationen an die Fabrikhalle erforderlich ist. Edge-Computing ermöglicht Echtzeitanalysen und ultraschnelle Entscheidungsfindung anhand von Daten und eignet sich perfekt für Sicherheitsmechanismen, vorausschauende Wartung und ähnlich zeitkritische Rechenaufgaben.

Was haben digitale Fabriken noch gemeinsam?

• Kein Papier:Da Prozesse digitalisiert sind, wird in einer digitalen Fabrik kein Papier benötigt. Alles wird in der Cloud oder lokal in digitalem Format gespeichert.
• Connected Stack:Wie bereits erwähnt, geht es weniger darum, die eine oder andere Technologie zu haben, sondern mehr darum, ein System integrierter Technologien zu haben. Dazu können SPS-Informationen aus der Fertigungshalle, zusammengeführt mit ERP-Daten, zusammengeführt mit MES- und SCADA-Daten usw. gehören. Dieser Informationsaustausch zwischen Maschinen ermöglicht eine schnelle, datengesteuerte, maschinengeführte Entscheidungsfindung auf allen Ebenen des Fertigungsprozesses.
• Echtzeitmetriken:Um mit der Art von Effizienz zu arbeiten, die von einer digitalen Fabrik erwartet wird, müssen Hersteller Zugriff auf Echtzeitmetriken haben, die es ihnen ermöglichen, sich spontan anzupassen, um sicherzustellen, dass Produktionsziele und andere Unternehmensinitiativen weiterhin erreicht werden —keine Überraschungen.
• Big Data Analytics:Unmengen an Daten zu haben, nützt nichts, wenn sie nicht verarbeitet und analysiert werden. Diese Art der Analyse hilft digitalen Fabriken, fundiertere Entscheidungen zu treffen, die auf Zahlen basieren, und ermöglicht es ihnen, Trends, Chancen, Probleme und Bereiche zur Effizienzsteigerung zu erkennen.

Was sind die Vorteile einer digitalen Fabrik?

Einer der offensichtlichsten Vorteile einer digitalen Fabrik ist eine erhebliche Effizienzsteigerung. Durch die Beseitigung ineffizienter menschlicher Entscheidungsprozesse, die nicht nur langsam, sondern auch voreingenommen oder einfach falsch sein können, können Fabriken mit weniger Zeit mehr produzieren – weniger Zeit, weniger Materialressourcen, weniger Fehlfunktionen und Ausschussteile usw.

Obwohl viele Mitarbeiter in der Fertigung befürchten, dass der Zustrom von Automatisierung und anderen digitalen Technologien sie arbeitslos machen wird, eröffnet die digitale Fertigung Möglichkeiten für mehr, neue, besser bezahlte Jobs, die viele Menschen ansprechender und erfüllender finden. Diese höher bezahlten Jobs ziehen auch junge, neue Talente mit neuen Erkenntnissen und Konzepten zur Verbesserung der Einrichtung in den Bereich.

Ebenso sind digitale Fabriken Brutstätten für Innovationen. Aufgrund der Agilität, die dem System durch Echtzeitanalysen verliehen wird, gibt es mehr Raum zum Experimentieren, Kreativsein, Finden von Lösungen für neue Probleme auf dem Markt und Testen von Ideen im großen Maßstab, ohne unnötige Ressourcen aufzuwenden.

Digitale Fabriken sehen sogar einen Anstieg der Kundenzufriedenheit, da die Kosten sinken können, die Lieferzeiten kürzer werden können, während Qualität und Konsistenz steigen.

Digitale Fabriksoftware

MachineMetrics unterstützt Digital-Factory-Initiativen auf jeder Implementierungsebene. Von unseren Hochgeschwindigkeits-Datenkonnektoren, die Maschinendaten direkt von der Quelle bei 1 kHz (1000-mal schneller als die 1 Hz, die bei den meisten Industriesensoren verfügbar sind) sammeln, bis hin zu unserer Datenstandardisierungssoftware, die sicherstellt, dass die von Ihnen gesammelten Informationen gut zusammenspielen und Ihnen sofort Ergebnisse liefern können.

Unsere Cloud- und Edge-Computing-Funktionen unterstützen sowohl tiefgreifende Analysen und langfristige Speicherung in der Cloud als auch nahezu sofortige Echtzeitanalysen, um eine schnelle Entscheidungsfindung am Edge zu ermöglichen.

Und an der Oberfläche bieten unsere anpassbaren Dashboards eine Vielzahl von Einblicken in Ihre Daten, sei es eine vierteljährliche Übersicht für Direktoren oder Echtzeit-Produktionsstatistiken in der Werkstatt, jeder kann auf die Informationen zugreifen, die er benötigt, wenn er sie benötigt, in einem einfachen- verständliches, farbkodiertes Format. Und für Mitarbeiter in der Fertigung bieten wir Tablets direkt an den Maschinen an, damit sie den menschlichen Kontext mit den von uns erfassten Daten überlagern können – wir stärken Menschen, statt sie aus dem Kreislauf zu nehmen. All dies plus Sicherheit auf Industrieniveau führt dazu, dass unsere Kunden den ROI in nur fünf Tagen sehen.

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