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Erfolg durch Wandel - Smart Factory, wohin kann die Reise gehen?

Industrie 4.0, Logistics, Digitalisierung, Innovation | 3 Minute(n) zum Lesen

Kürzlich habe ich einen Workshop bei einem Kunden geleitet. Es ging um eine Grundsatzdiskussion über die Digitalisierung im Unternehmen. Die Medien berichten noch immer über Disruption und vernachlässigen leider gerne den Reifegrad eines Unternehmens.

Bei bestehenden Unternehmen müssen zwei Entwicklungsphasen berücksichtigt werden. Die Digitale Optimierung und die Digitale Transformation. Um die Nachhaltigkeit und den längerfristigen Wandel zu einem digitalen Unternehmen sicherstellen zu können, benötigt es mehr als neue Geschäftsmodelle (Phase 3: Disruption).

Die Digitale Optimierung kann mit einer agilen Projektorganisation und überschaubaren Pilot-Projekten rasch an die Hand genommen werden. Was es braucht, ist die Transparenz bei den Schwachpunkten im operativen Tagesgeschäft. Was früher der kontinuierliche Verbesserungsprozess (KVP) war, ist heute das Ziel die Computerisierung und die Konnektivität zwischen den einzelnen Arbeitsprozessen zu realisieren.

Der zweite Schritt (Digitale Transformation) basiert auf einer Analyse der Prozesse mit der Fragestellung «Was ist passiert»; «Warum ist es so abgelaufen?». Die Daten werden ausgewertet und auf Muster geprüft. Daraus können Prognosen «Was kann geschehen?» erstellt werden. In der Praxis werden Handlungsempfehlungen erstellt resp. ein operatives Wissensmanagement aufgebaut.

Nachfolgend ein Baukasten von Ideen welche den Weg zur «Smart Factory» ebnen können:

Cyber Physical Systems basieren auf der Vernetzung von eingebetteten Systemen (siehe Embedded Systems) in der Automatisierungstechnik und Kommunikationstechnologien. Sie verknüpfen mit Hilfe von Sensoren und Aktuatoren reale (physische) Objekte und Prozesse mit informationsverarbeitenden (virtuellen) Objekten und Prozessen.

Embedded Systems oder Eingebettete Systeme bilden die Basis für das Internet der Dinge oder Industrie 4.0. Damit gemeint sind Mikroprozessoren oder kleine Rechner, die - meist unsichtbar - in praktisch allen technischen Systemen des täglichen Lebens stecken.

Die Schnittstellen zwischen Mensch und Technik (Human Machine Interface HMI) zum Steuern und Überwachen von industriellen Prozessen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Sie bestimmt die Art und Weise, wie Mensch und Maschine miteinander kommunizieren und der Benutzer ein System bedient.

Das Manufacturing Execution System (MES) oder Produktionsleitsystem ist direkt an die verteilten Systeme der Prozessautomatisierung angebunden und lenkt, steuert oder kontrolliert die Produktion in Echtzeit.

Industrie 4.0 kann nur funktionieren, wenn die vernetzten Geräte, Anlagen oder Sensoren nahtlos und effektiv zusammenarbeiten. Grundlage dafür bildet ein standardisiertes Kommunikationsformat wie OPC UA (Open Protocol for Communication Unified Architecture).

Orchestrierung beschreibt die Kombination und Vernetzung von einzelnen unternehmensinternen oder externen Software-Services zu einem Geschäftsprozess oder auch Produktionsprozess. Jeder Dienst realisiert dabei nur eine bestimmte Aktivität innerhalb des Prozesses. Da Geschäftsprozesse im Rahmen von Industrie 4.0 oft ad hoc entstehen, wird über die Kontrolle der Prozessflüsse dynamisch entschieden.

Plug & Work heisst, dass sich die einzelnen Komponenten oder Stationen von modularen Produktionslinien mit relativ geringem Aufwand tauschen oder unterschiedlich anordnen lassen. Voraussetzung dafür ist die Interoperabilität zwischen den einzelnen Modulen.

Ein typisches Beispiel für Industrie 4.0 ist Predictive Maintenance, sprich vorausschauende Wartung. Basis dafür ist die Fülle an Sensordaten, die Maschinen, Geräte und Fahrzeuge heute senden.

Da die Maschinen der digitalen Fabrik über das Internet mit der Zentrale verbunden sind, können Administratoren aus der Ferne (Remote) den Status der Anlagen und IoT-Geräte und Faktoren wie z.B. Temperatur, Lüfterdrehzahlen, Spannungen oder Netzwerkverbindung überwachen.

Radio Frequency IDentification (RFID) Tags auf Werkstücken sind eine Schlüsseltechnologie für die intelligente Fabrik.

Die Fabrik der Zukunft besteht ausschließlich aus Industrierobotern, die zusammenarbeiten und die unterschiedlichsten Produkte vollautomatisch herstellen - so zumindest ist die Idee.

Bei der Sicherheit von Industrie 4.0 ist zu unterscheiden zwischen Safety und Security. Die Herausforderung: Produktions- und IT-Industrie müssen Safety und Security zusammenbringen und gemeinsam an einer Einführung von Sicherheits-Konzepten arbeiten.

Die Smart Factory (der Zukunft) basiert auf intelligenten Einheiten und Produktionsanlagen, die miteinander kommunizieren, über Sensoren gesammelte Informationen auswerten und Fertigungsprozesse selbstständig koordinieren.

Ein Smart Product ist ein hergestelltes oder gefertigtes (Zwischen-)Werkstück, das beispielsweise über einen RFID-Tag eindeutig zu identifizieren ist, produktbezogene Informationen mitliefert und in der Smart Factory mit anderen Werkstücken oder Maschinen interagiert.

 


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