Warum Smart Factories für die moderne Fertigung unverzichtbar sind

Fast jeder ist an Smartphones, Smart-TVs und sogar das Konzept smarter Autos gewöhnt. Die Technologie ist so weit fortgeschritten, dass man allgemein versteht, welche Funktionserwartungen mit dem Wort „smart“ vor einem Begriff verbunden sind. Aber außerhalb der Konsumgüter-Sphäre beginnen die Unternehmen, die diese Güter produzieren – und all die „nicht-smarten“ Güter ebenso – von denselben Technologien zu profitieren.

Da Fabriken eine Größenordnung an Komplexität und enorme Mengen an Arbeit und Ausrüstung erfordern, war das Konzept einer „smarten“ Fabrik bis vor wenigen Jahren unerreichbar. In den letzten Jahren haben sich jedoch mehrere Trends zusammengetan, um das Konzept einer Smart Factory mehr als einen Traum oder ein Konzept zu machen. Diese Trends haben sich überschneiden, um hochwertige Vorteile zu bilden, die das gesamte Geschäftsmodell verändern und die nächste Welle an Effizienzgewinnen und Kosteneinsparungen im Rahmen des Aufstiegs von Industry 4.0 einläuten.

Hier sind einige Trends, die zeigen, dass die Zeit der Smart Factory gekommen ist und was Unternehmen tun können, um dorthin zu gelangen:

Technologische Fortschritte

Jahrelang war das Konzept einer Smart Factory sowohl praktisch als auch konzeptionell unerreichbar. Probleme wie Speicher, Bandbreite und enge oder nicht existierende Skillsets auf IT-Ebene in Unternehmen verhinderten die Weiterentwicklung solcher Konzepte. Die verfügbare Automation war geradlinig und linear aufgabengetrieben. Aufgrund dieser Faktoren sowie Kosten wurden Entscheidungen zur Weiterentwicklung der Automation von Notwendigkeit getrieben und nicht als wertsteigernd im Vergleich zu Ausrüstung und Arbeit betrachtet. Doch mit der Realität von Moores Law und dem drastischen Kostenrückgang bei raschem Fortschritt neuer Technologien stellen Unternehmen fest, dass sie diese Technologien in Betracht ziehen können, um potenziellen Wert für die Organisation hinzuzufügen.

Die Fähigkeiten dieser fortschrittlichen Technologien sind ebenfalls dramatisch gestiegen. Mit fortgeschrittenen Algorithmen hat maschinelles Lernen einen Zustand erreicht, in dem es Aktionen kontinuierlich verfeinern kann, die autonome oder semi-autonome Entscheidungen innerhalb der Produktionsausrüstung antreiben. Ebenso haben Fortschritte bei KI und Deep Analytics die Möglichkeit ermöglicht, in die Vernetzung von Prozessen statt linear definierter Aufgaben einzusteigen. Unternehmen wie John Deere und Volvo haben Machine Learning und KI in ihre Fertigungsprozesse integriert, und das immer schnellere Tempo technologischer Fortschritte sowie die Einführung von Sensoren, Edge-Geräten, Software-Adaptern und Cloud Computing machen diese Tools nun auch für kleine und mittlere Hersteller verfügbar.

Lieferkette und Bedarfsplanung

Mit dem Aufkommen der globalen Weltwirtschaft haben sich Lieferketten erweitert, um Rohstoffe und Komponenten aus aller Welt einzubeziehen. Zunächst durch niedrigere Arbeitskosten getrieben, haben dieselben technologischen Fortschritte, die viele Konsumgeräte antreiben, es Konsumenten ermöglicht, informiertere und anspruchsvollere Produktgeschmäcker zu entwickeln. Dies führte zu Nachfrage nach schnellerer Lieferung, verbesserter Nachhaltigkeit, besserer Rückverfolgbarkeit und Mass Customization von Produkten, die noch vor wenigen Jahren unmöglich waren.

Aufgrund dieser sich ändernden Geschmäcker sind Lieferketten komplexer geworden, und Unternehmen haben begonnen, die Notwendigkeit zu verstehen, Technologie zu nutzen, um diese Komplexität zu managen. Diese Technologie hat organisch ermöglicht, Lieferantenbeziehungen zu verbessern, effektiver zu kommunizieren und präzise zu tracken, um schnelle Nachfrageschwankungen zu navigieren – und dies durch tiefere Vernetzung nicht nur vertikal innerhalb der Fabrik, sondern horizontal entlang der gesamten Lieferkette, um Latenz an jeder Stelle zu eliminieren.

Die Verbindung von IT und OT

Traditionell wurden Abteilungen wie IT als „Overhead“ betrachtet, eine notwenige Funktion. Obwohl hochqualifiziert, waren diese Skillsets allgemein aufgabengetrieben und IT war meist nicht Teil der Entscheidungsstruktur. Automation, die stattfand, geschah im Rahmen der Betriebs- oder Fertigungsplanung. Gleiches galt für Systeme, die Terminierung, Planung, Qualität und Wartung steuerten. Die traditionelle Funktion von IT war, diese disparaten Systeme am Laufen zu halten und zu warten. Konnektivität war entweder ein nachträglicher Gedanke oder schlicht nicht möglich.

Mit fortschreitender Technologie und zunehmender Annäherung von OT an IT weist die Kraft von Industry 4.0 auf erhöhten Wert hin, der durch Konnektivität realisiert werden kann. Während sich die beiden weiter annähern, werden traditionelle Sichtweisen von Netzwerken und Systemen als „Overhead“ zu einer Suche nach dem Wert, der durch diese Systeme hinzugefügt werden kann. Wenn dieser Wert entdeckt wird, können Operationstechnologien wie SCADA, Remote-Interfaces, PLCs mit natürlicher Sprachfähigkeit und andere in Echtzeit mit IT zusammenarbeiten.

Technische und professionelle Arbeitskräfte-Herausforderungen

Ein Trend, der die Einführung von Smart Factories speziell vorantreibt, ist ein praktischer. Im Jahr 2000 lag das Durchschnittsalter des Fertigungsarbeiters in den USA bei 40 Jahren. Bis 2012 war diese Zahl auf 44,7 Jahre gestiegen. Da mehr junge Menschen für andere Bereiche ins College gehen und die Fertigungsbelegschaft altert, schätzt Deloitte, dass die USA bis 2028 einen Mangel von bis zu 2,8 Millionen Arbeitskräften erleben könnten. Aufgrund dieser Statistiken investieren viele Branchen vermehrt in Smart-Factory-Technologie, um sich gegen den zunehmenden Arbeitskräftemangel abzusichern.

Unerwarteter Wettbewerb

Da Konnektivität und Technologie voranschreiten, finden viele Unternehmen Wettbewerb nicht nur von denen innerhalb ihrer Branche, die traditionell um Umsatz konkurrierten. Sie stellen zunehmend fest, dass Unternehmen, die Digitalisierung nutzen, in eine Branche eintreten und konkurrieren können, wo sie dies noch vor wenigen Jahren nicht konnten. Man muss nur auf Telefon- und Kabelunternehmen schauen, die zunehmend in die traditionellen Produktbereiche des jeweils anderen vorgedrungen sind, um zu sehen, wie dies durch technologischen Fortschritt möglich wird. Jetzt jedoch kann dieselbe Praxis von agilen, zukunftsorientierten kleinen und mittleren Herstellern genutzt werden, die Konnektivität, IoT und Cloud Computing angenommen haben, um neue Gebiete zu erschließen.

Da sich diese Trends weiter überschneiden, werden Fortschritte im gesamten Bereich Industrial IoT und im Ökosystem der Technologien, die Industry 4.0 antreiben, weiter voranschreiten. Während Unternehmen Strategien zur Implementierung von Industry 4.0 entwickeln, sollte die Frage vielleicht nicht „Warum jetzt eine Smart Factory?“ lauten. Angesichts der obigen Trends sollte eine viel wichtigere Frage in den Sinn kommen: „Wie können wir keine Smart Factory haben?“

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