Die digitale Transformation der Fabrik: intelligente Fertigung
Die Industrie erlebt eine beispiellose Beschleunigung der digitalen Transformation, der Prozessautomatisierung und der Technologien für die Mensch-Maschine-Interaktion im Rahmen von COVID-19.
Während die Unternehmen damit beginnen, sich an die durch die Pandemie verursachten schweren Störungen und den langwierigen Wiederaufbauprozess anzupassen, sind Investitionen in die intelligente Fertigung zu einer strategischen Schlüsselpriorität für die Industrie auf allen Ebenen geworden.
Intelligente Herstellung
Erstens: Intelligente Fertigung ist definiert als voll integrierte, kollaborative Fertigungssysteme, die in Echtzeit auf sich ändernde Anforderungen und Bedingungen in der Fabrik reagieren.
Die Einführung dieser Systeme ist daher für die Industrie von entscheidender Bedeutung, um die Agilität und die betriebliche Leistung zu steigern, Sicherheitsanforderungen und Arbeitskräftemangel aufgrund von Forderungen nach sozialer Distanzierung zu begegnen und einen vollständig vernetzten Fertigungsprozess zu schaffen, der eine größere Transparenz der Eingabe-/Ausgabevariablen und ihrer Verbindungen ermöglicht.
Denn das Ziel ist es, die KPIs in Echtzeit generieren zu können.
Die intelligente Fabrik
Erstens stellt die intelligente Fabrik ein neues Paradigma der Fertigung für das kommende Jahrzehnt dar.
Das Aufkommen kommerziell verwertbarer IoT-Geräte, 5G-Konnektivität, hochentwickelte Cloud-Computing-Anwendungen und die Analyse von Megadaten stellen in Verbindung mit neuen Technologien wie AR/VR eine beispiellose Verschmelzung der physischen und der digitalen Welt dar.
Eine 2019 veröffentlichte Studie von Deloitte schätzt, dass die Einführung von Initiativen für intelligente Fabriken; dem US-amerikanischen verarbeitenden Gewerbe dabei helfen kann, die Arbeitsproduktivitätsrate des verarbeitenden Gewerbes bis 2030 zu verdreifachen.
Die bestehenden Investitionen tragen bereits zu einer durchschnittlichen Steigerung der Produktion um 10%, der Kapazitätsauslastung der Fabriken um 11% und der Arbeitsproduktivität um 12% bei.
Darüber hinaus glauben 86% der Hersteller, dass Initiativen für intelligente Fabriken in fünf Jahren der Hauptmotor für die Wettbewerbsfähigkeit der Fertigungsindustrie sein werden, und haben 30% des Gesamtbudgets der Fabriken für Lösungen für intelligente Fabriken bereitgestellt.
Intelligente Fertigungstechnologien
Die wichtigsten Technologien für die intelligente Fertigung lassen sich in jede der drei folgenden Kategorien einordnen:
Daten und Konnektivität:
Der Einsatz von IoT-Sensoren in Fertigungsprozessen und in der Lieferkette ermöglicht es Unternehmen, große Datenmengen in einem nie dagewesenen Umfang zu sammeln.
So können die zuvor abgeschotteten Systeme den Unternehmen nun eine größere Transparenz über den gesamten Produktionsprozess bieten. Also hat die Senkung der Kosten für Spitzen-/Cloud-Computing, Speicher und Bandbreite den Digital Twin in Reichweite gebracht.
Der Digital Twin ist eine digitale Darstellung der physischen und verhaltensbezogenen Eigenschaften von Produktionsmaschinen und Endprodukten.
Digitalisierte Standardbetriebsverfahren:
Erweiterte Analysen ermöglichen es Herstellern, tief in historische Prozessdaten einzutauchen, Muster und Beziehungen zwischen Input und Output zu erkennen und die Faktoren zu optimieren, die sich am stärksten auf den Ertrag auswirken.
Die Einführung neuer KI-Analyseplattformen im Jahr 2020 führte beispielsweise zu einer geschätzten Reduzierung der Investitionen in Reinräume um 201 Tsd. Euro.
Die Datenanalyse wurde nicht nur zur Verbesserung von Fertigungsprozessen eingesetzt, sondern auch zur Verbesserung der Produktivität und Sicherheit der Arbeitnehmer durch die Analyse von Gesundheitsdaten, Verletzungen und Vorfällen.
Fortschrittliche Mensch-Maschine-Interaktion:
Die Einführung von Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und kollaborativen Robotern (Cobots) hat den Herstellern eine neue Ebene der Mensch-Maschine-Interaktion ermöglicht, die den Durchsatz in der Fabrik erhöht, die Ausbildung der Arbeiter beschleunigt und die Risiken am Arbeitsplatz verringert.
Beispielsweise konnte Ford durch die Anwendung von VR den Prozess der Automobilherstellung simulieren und die Arbeitsunfälle um bis zu 70% reduzieren.
Mithilfe von AR sind Techniker in der Lage, schnell zu verstehen, wie defekte Geräte gewartet und repariert werden müssen, indem sie Schemata oder Anweisungen über das physische Objekt legen. Tatsächlich erleichtern Cobots (die sicher genug sind, um an der Seite von Menschen zu arbeiten) Arbeitsprozesse, die in Zusammenarbeit mit menschlichen Arbeitskräften durchgeführt werden, um die Produktivität zu steigern - in einigen Fällen bis zu 50%.
Um die Vorteile dieses aufstrebenden Paradigmas voll auszuschöpfen, sollten die Hersteller über die traditionellen Quellen hinausblicken und proaktiv Lösungen mit Start-ups und anderen externen Partnern gemeinsam entwickeln.
Also ist eine durchdachte und gezielte Einführung intelligenter Fertigungstechnologien von entscheidender Bedeutung, um Arbeitnehmer und Unternehmen auf einen langfristigen Erfolg im kommenden Jahrzehnt vorzubereiten.
In der Tat wird es entscheidend sein, sich anzupassen und aus Schlüsselentwicklungen Kapital zu schlagen, einschließlich künstlicher Intelligenz und der Verlagerung der Fertigung.
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