Warum Smart Manufacturing die Zukunft der Fertigung ist

Smart Manufacturing hat für viele Probleme die passende Lösung parat. Dabei geht es nicht nur um eine Optimierung der Produktion. Die End-to-End Digitalisierung von Produktionsbetrieben sorgt oft auch für eine erhebliche Kostenersparnis. Darüber hinaus ermöglicht sie eine klimafreundlichere Produktion und entlastet die Mitarbeiter.  

Wichtig dabei ist, dass die Neuausrichtung der Produktion nicht zum Stückwerk gerät. Ein sinnvolles Zusammenspiel, besser gesagt, eine Ende-zu-Ende-Lösung sorgt für den größtmöglichen Erfolg. Daher sollte eine solch konsequente Digitalisierung  gut durchdacht und am besten mit Experten entwickelt werden. Lohnenswert ist das in jedem Fall. Effizientere Prozesse und viele andere Vorteile sind die Folge. Zeit, sich näher mit dem Modell Smart Manufacturing näher auseinander zu setzen.

Vor diesen Problemen ist niemand gefeit

In Fertigungsbetrieben kann es manchmal rund gehen. Oder eben nicht. Die Krux ist ja oft, dass Abhängigkeiten bestehen, die dafür sorgen, dass der Stilstand eines Rädchens den gesamten Ablauf aufhält. Manchmal ist nicht einmal klar, welches der Rädchen für den Stopp verantwortlich ist. So ist eine Einheit schließlich davon abhängig, dass die vorangegangene pariert. Nehmen wir den Bau eines Autos. Die Produktion ist eine Abfolge von verschiedenen Teilschritten. Zum einen gibt es den Bereich, in dem die Karosserie zusammengeschweißt wird, dann folgt der Teil, in dem der Motor eingesetzt wird. Und am Ende wird der Wagen lackiert. Ganz grob zusammengefasst.

Probleme können immer dann auftreten, wenn eine Maschine oder ein Bereich nicht funktioniert. Oder wenn dieser Teil gewartet werden muss. Wartung ist überhaupt so ein Thema. Die Bänder stehen dann still. Für eine ordentliche Wartung muss man schließlich sorgen. Ein nächstes Problem ist mitunter die Verschwendung von Ressourcen und die Energieeffizienz. Oder auch das Asset Tracking. Gerade in großen Produktionsbetrieben kann es schwer werde, das ein oder andere Asset aufzufinden. Eine konsequent durchdachte  Lösung, ganz im Sinne des Smart Manufacturing macht die meisten dieser Herausforderungen zum Kinderspiel. 

Wie die Konnektivität die Produktion beim Smart Manufacturing optimiert

Das Internet der Dinge hat uns zunächst vor allem im Smart Home beschäftigt. Dort sorgt es dafür, dass unser Kühlschrank mit uns spricht oder die Heizung bei Temperaturänderungen automatisch reguliert wird. Das geschieht, weil die Geräte verbunden sind. Miteinander, mit einer Cloud oder mit uns. Konnektivität ist aber auch der Motor beim Smart Manufacturing. Die Vernetzung von Objekten, wie Maschinen oder Sensoren macht die Umsetzung der genannten End-to-End-Lösungen möglich. Durch Sensoren, leistungsfähigere Speicher- und Rechensysteme und intelligente Vernetzung können Ausfälle vermieden und Produktionen optimiert werden. Maschinen kommunizieren (M2m), um aus dem gewöhnlichen analogen Manufacturing ein Smart Manufacturing zu machen.

Darüber hinaus erfolgt die Kommunikation ja nicht nur zwischen den Maschinen, sondern auch mit dem Menschen. Das wiederum hat zur Folge, dass es keine festen Wartungszyklen mehr gibt. Stattdessen kann ich anhand von smarten Prognosemodellen vorausschauend warten. Das könnte zum Beispiel durch den Einsatz eines Digital Twin erfolgen. Dabei wird ein exaktes, aber digitale Modelle von Maschine oder der gesamten Fertigungskette erstellt. Die Sensoren und das Zusammenspiel mit der Künstlichen Intelligenz sorgen dafür, dass frühzeitig erkannt wird, wenn ein Problem auftrifft. So kann rechtszeitig gewartete werden. Auf der anderen Seite werden aber werden durch das Predictive Maintenance auch Wartungen vermieden, die gar nicht nötig sind.

Und nicht zu vergessen: Smarte Sensoren und maschinelles Lernen erlauben uns, exakte Predictive Analytics durchzuführen. Durch diesen kann ich im Smart Manufacturing effizientere Entscheidungen treffen.

Was beim Smart Manufacturing  anders läuft

Der gesamte Produktionsprozess wird beim Smart Manufacturing end-to-end gesteuert. Das bedeutet, dass jedes Glied der Fertigungskette miteinander verbunden ist. Und zwar lückenlos! Sensoren und maschinelles lernen sorgen dafür, dass meine Folglich kann man sagen: Das Internet der Dinge perfektioniert den Herstellungsprozess.  Als Schlüsselrolle zur digitalen Fabrik sorgt es für sichere Analysen, die Anwendung künstlicher Intelligenz, sinnvolle Steuerungen und innovativen Datenaustausch.

Ein Beispiel aus der Praxis: Der Autohersteller Daimler hat längst von einer analogen auf eine digitale Fabrik transformiert. Das heißt, dass in der Fertigung  alle beteiligten Bestandteile untereinander und mit dem Internet verbunden sind.  Auch dort sorgt außerdem ein Digitaler Zwilling dafür, dass man Prozesse in Echtzeit abbilden, optimieren und warten kann. Die vollvernetzten Produktion wird außerdem durch den Einsatz von 3D-Druckern und Virtual Reality ergänzt. Durch diese kontinuierliche Überwachung und Optimierung konnte das Smart Manufacturing Produktionskosten und Fehler senken. Darüber hinaus gibt es weitere Vorteile.

Asset Tracking ist ein wichtiger Bestandteil

Nicht nur Aktoren und Sensoren sorgen für die nötige Kommunikation zwischen Menschen und Maschine. So können etwa einfache RFID-Chips für mehr Transparenz beim Asset Tracking sorgen. Von der Anlieferung der einzelnen Bestandteile, etwa Chips, Material, Stoffe, über die individuelle Fertigung bis hin zur Auslieferung der Ware.  Ohne ein gutes Nachverfolgungssystem verschwende ich viel Zeit. Aber es gibt noch mehr Gründe, warum ich beim Smart Manufacturing auch auf RFID setzen sollte:

• Einfache Bestandsverwaltung
• Verfolgung der Bewegung von Material oder Werkzeug während Transport- und Fertigungsprozessen
• Sichtbarkeit des Standorts eines benötigen Werkzeugs oder Materials
• Überwachung gefährlicher Chemikalien
• Ich kann verlegte Gegenstände schneller wiederfinden

Intelligente Energienutzung

Nicht nur das Asset Tracking und die Prozesse kann ich durch Smart Manufacturing optimieren. Auch die Energieressourcen werden geschont. Das kommt sowohl meinem Budget, als auch der Umwelt zugute. Intelligente Maschinen  können durch das selbstständige Steuern, etwa das Abschalten bei Nichtnutzung, auch den  Energieverbrauch minimieren. Darüber hinaus findet Smart Manufacturing natürlich in einem Smart Building statt. Hier kann ich durch den Einsatz von Bewegungsmeldern und Sensoren viele gute Lösungen implementieren, die etwa das Licht oder die Klimaanlage steuern. Ganz im Sinne der Effizienz natürlich.

Warum smarte Produktionen ein Wettbewerbsvorteil sind

Wenn ich auf Smart Manufacturing setze, habe ich zunächst einige primäre Vorteile, die wir ja schon erwähnt haben.  Bei genauerer Betrachtung ziehen die Pluspunkte einer digitalen Ende-zu-Ende-Lösung weitere Kreise. Ich verschaffe mir schließlich einen erheblichen Vorsprung gegenüber dem Wettbewerber, der weiterhin analog unterwegs ist.   

• Ich kann meinen Kunden wichtige Daten über den Herstellungsprozess übermitteln.
• Hygiene-Standards, etwa in der digitalen Molkerei werden problemlos umgesetzt.
• Durch die Konnektivität und die Möglichkeit der Künstlichen Intelligenz ist  mehr Flexibilität möglich. So kann ich auf Änderungswünsche schneller reagieren.
• Durch die Kostenersparnis kann ich das Produkt günstiger anbieten. Außerdem kann ich durch die höhere Flexibilität mehr produktvarianten anbieten.