Wie steigern KI und Robotik die Fertigungsqualität und -effizienz?

Hersteller sehen sich einer zunehmend unvorhersehbaren Nachfrage, steigenden Verbrauchererwartungen und einem erheblichen Arbeitskräftemangel gegenüber.

Der Aufstieg der Industrie 4.0-Technologie hilft Unternehmen, diese Herausforderungen zu meistern, indem sie die Produktqualität verbessern und Fabrikabläufe rationalisieren. Künstliche Intelligenz und Roboter tragen dazu bei, Qualität und Effizienz in der Fertigung zu verbessern.

So verändern KI und Robotik gerade die Branche. Diese Technologien werden wahrscheinlich langfristige Auswirkungen haben.

KI-fähige Predictive Analytics helfen, die Fertigungsqualität zu verbessern und die Wartung zu optimieren

Die Fähigkeiten der künstlichen Intelligenz (KI) zur Musterfindung machen sie zu einem guten Werkzeug für Hersteller, die bestehende Marktbedingungen effektiver steuern und die Produktivität steigern möchten.

Künstliche Intelligenz wird hauptsächlich zur Verbesserung der Wartungsvorgänge eingesetzt, indem Ausfallzeiten reduziert und flexiblere Fertigungsabläufe ermöglicht werden.

KI für Predictive Maintenance (PdM) zur Steigerung der Fertigungseffizienz

Diese KI-Systeme werden in der Regel durch eine andere Industrie-4.0-Technologie, Internet of Things (IoT)-Sensoren, ermöglicht. Sie verbinden sich mit dem Internet, um kontinuierlich Daten zur Maschinenleistung zu senden und zu empfangen. Sie liefern Managern nicht nur ein Echtzeitbild des Gerätezustands und -betriebs, sondern liefern auch die Informationen, die für ein vorausschauendes Wartungsprogramm erforderlich sind.

Diese Sensoren können eine Vielzahl von Betriebsparametern und -variablen verfolgen, darunter Temperatur, Vibration, Ultraschall und sogar Schmierung. Dadurch kann das KI-System subtile Korrelationen zwischen Betrieb und Maschinenausfällen aufdecken und Unternehmen helfen, mechanische Probleme zu erkennen, bevor sie offensichtlich werden.

Diese KI-Systeme können auch Qualitäts- und Produktinformationen nutzen, um Verbindungen zwischen Herstellungsfehlern und Betriebsparametern herzustellen. In der Praxis könnte dies einem Unternehmen ermöglichen, Betriebsbedingungen wie zu hohe Temperaturen oder extreme Vibrationen automatisch zu erkennen, die Fehler verursachen könnten.

Zu den Hauptvorteilen von vorausschauenden Wartungssystemen gehören niedrigere Wartungskosten, eine längere Maschinenlebensdauer und geringere Ausfallzeiten. All dies kann die Gesamtbetriebskosten senken und die Standortproduktivität steigern.

Untersuchungen von McKinsey deuten darauf hin, dass ein Plan zur vorausschauenden Wartung Unternehmen 18 % bis 25 % Kosten einsparen und die Verfügbarkeit der Produktionslinie um bis zu 15 % erhöhen kann.

Die Einsparungen für Unternehmen, die sich derzeit auf reaktive Wartung verlassen, werden viel höher sein als für Einrichtungen mit einem vorbeugenden Wartungsprogramm.

Neue Roboter sind für die Produktionseffizienz unerlässlich

Roboter machen bestehende Prozesse effizienter. Einige der neuartigen Versionen füllen eine ähnliche Nische wie bestehende Robotik, indem sie das Füllen und Sortieren von Verpackungen automatisieren und dazu beitragen, den Gesamtarbeitsbedarf zu reduzieren.

Viele Fertigungsroboter nutzen auch KI und die Cloud, um direkt an der Fertigung beteiligte Arbeiter zu unterstützen. Diese Maschinen ersetzen die Mitarbeiter nicht, sondern helfen ihnen stattdessen, produktiver zu arbeiten oder Aufgaben zu bewältigen, die ermüdend oder sich wiederholend sein können.

Autonome Roboter können die Fertigungseffizienz verbessern

Künstliche Intelligenz hat hochautonome Roboter ermöglicht. Sie können sich selbst durch Umgebungen wie Fabriken steuern und einige Aufgaben ganz alleine ausführen, ohne dass menschliche Aufsicht erforderlich ist.

Beispiele für diese Roboter sind autonome mobile Roboter (AMRs), die üblicherweise in Lagern verwendet werden, um Waren und Rohstoffe innerhalb der Anlage zu bewegen. Sie sind mit Kameras, Sensoren und einer direkten Verbindung zur Cloud ausgestattet, die es ihnen ermöglicht, mithilfe von KI ohne Pilot um Hindernisse und Arbeiter herum zu navigieren. Eingebaute Sicherheitsfunktionen wie der drahtlose Notstopp stellen sicher, dass die Roboter sicher in der Nähe von Arbeitern in der Fabrikhalle arbeiten können.

Wie viele moderne Roboter können sie in der Regel schnell programmiert oder umprogrammiert werden, was bedeutet, dass sie ihre Funktionen je nach aktuellen Marktbedingungen und Fertigungsanforderungen ändern können.

Diese Roboter können Herstellern helfen, die Produktivität zu steigern, wenn die Einstellung zusätzlicher Mitarbeiter nicht möglich oder praktikabel ist. In Zukunft könnten sie auch Lights-out-Fabriken ermöglichen, in denen die einzigen Mitarbeiter Techniker und Manager sind, die Roboter reparieren, Aktivitäten koordinieren und Produktionsentscheidungen treffen.

Kollaborative Roboter können die Fertigungsqualität steigern

Ein weiterer wichtiger Trend in der Robotik sind kollaborative Roboter (Cobots). Dies sind Roboter, die für die sichere Zusammenarbeit mit Menschen gebaut wurden. Konstruktionsmerkmale wie Kraftbegrenzer, gepolsterte Kanten und KI-gestützte maschinelle Bildverarbeitung ermöglichen es Cobots, mit weniger Sicherheitsrisiken zu arbeiten.

Diese Roboter werden für verschiedene Fertigungsaufgaben eingesetzt, darunter Maschinenbeschickung, Kommissionierung und Verpackung sowie Qualitätssicherung. Viele Cobots sind so konzipiert, dass sie mehrere Aufgaben erledigen oder sich problemlos in Fertigungsabläufe einfügen und wieder herausnehmen können, was Unternehmen dabei hilft, die Produktivität zu steigern, ohne die Standortflexibilität zu beeinträchtigen.

Sie können dazu beitragen, Mitarbeiter produktiver zu machen, langwierige Aufgaben zu rationalisieren und die Effizienz von Jobs zu verbessern, die nicht vollständig automatisiert werden können.

Neue KI- und Robotik-Technologie kann die Fertigungsqualität optimieren

Hersteller stehen vor einem herausfordernden Markt. Tools und Technologien, die Unternehmen dabei helfen, Qualität oder Effizienz zu steigern, sind daher von unschätzbarem Wert.

Neue KI- und Robotik-Innovationen können Fertigungsprozesse deutlich effizienter gestalten. Vorausschauende Wartung und kollaborative Robotik können die Betriebszeit erheblich verbessern, die Wartungskosten senken und den Betrieb rationalisieren, selbst wenn Arbeits- oder Lieferengpässe typische Arbeitsabläufe erschweren. Dieser Qualitätsschub kann Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen und ihnen helfen, auf dem Markt die Nase vorn zu haben.