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Industrie 4.0 – digitalisierte Industrie der Zukunft

Die vierte industrielle Revolution hat begonnen.

Menschen, Maschinen, Anlagen und Produkte stehen in direktem Austausch zueinander und sind mehr denn je miteinander vernetzt.

Nach Einbettung von Dampfmaschine, Fließband und schließlich Computer (als wesentliche Fundamente der, bisher stattgefundenen, drei industriellen Revolutionen)stehen wir nun mit intelligent sich selbststeuernden und vollständig kommunikationsfähigen Fabriken vor der vierten industriellen Revolution.

Der folgende Beitrag soll erklären, inwiefern sich Industrie 4.0 hinsichtlich Industrie 3.0 unterscheidet, welche Vorteile sich für Unternehmen ergeben und inwiefern eine Nachrüstung auf Industrie 4.0 für Unternehmen sinnvoll ist.

INDUSTRIE 4.0 – WAS IST DAS?

Industrie 4.0 bezeichnet die intelligente Verkettung von Maschinen, Anlagen sowie Abläufen der Industrie mittels Informations- und Kommunikationstechnologie und somit die Verschmelzung von realer und virtueller Produktwelt.

Hier koordinieren intelligente Maschinen selbstständig die Fertigungsprozesse.

Das Fundament der Industrie 4.0 bilden dabei zwei Entwicklungen der vergangenen Jahre:
Vernetzung und Automation!

Mittels vernetzter Systeme (über das Internet) stehen Daten und Informationen in einem ständigen Austausch miteinander – können somit intelligent aufeinander reagieren.

Ein weiteres Fundament der Industrie 4.0 bildet die Automation– Selbststeuerung – der Maschinen und Anlagen innerhalb des Maschinenparks.

Diese ist gegensätzlich zu der bisherigen Zentralsteuerung von Maschinen, bei welcher die Informationen in unterschiedlichen IT-Systemen gesammelt und anschließend von Menschen ausgewertet worden sind, die daraufhin Anpassungen vornahmen, um unter anderem die Produktionsrate zu erhöhen und effizientere, qualitativ bessere Güter herzustellen.

In der digitalisierten Industrie 4.0 ändert sich dieser Ablauf grundlegend:
So sind alle Maschinen und die von ihnen produzierten Güter mit Sensoren ausgerüstet – stehen in einer ständigen Kommunikation zueinander.

Die Kommunikation beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Kommunikationen zwischen den Maschinen, Anlagen und produzierten Güter untereinander, sondern ebenso auf die Kommunikation mit anderen Systemen im Bereich: Produktion, Vertrieb und Entwicklung, wobei auch Kunden und Lieferanten vollständig in die vernetzte Welt (digitale Industrie) eingebunden werden.

„Industrie 4.0 wandelt praktisch jeden Gegenstand, jedes Gerät und jede Maschine in einen digitalen Knotenpunkt, der dauerhaft mit anderen in enger Kommunikation steht!“

INDUSTRIE 4.0 – NEUE INDUSTRIE MIT VIELEN VORTEILEN

Industrie 4.0 stellt eine weitere Revolution der Industrie dar. So ist der Computer nicht weiter die zentrale Technologie dieser Industrie, sondern das Internet.

Anstelle einer hierarchischen Kommunikationsstruktur ist nun eine durchgängige Kommunikation von der Feldebene (Sensoren und Aktoren) bis hin zur Unternehmensebene (Planung & Konzeption) möglich.

Alle Ebenen eines Unternehmens (Feldebene, Steuerungsebene, Prozessleitebene, Betriebsleitebene und Unternehmensebene) stehen somit miteinander in engem Austausch.

Als Folge von Industrie 4.0 undEinbindung der intelligenten Vernetzung entstehen für Unternehmen zahlreiche Vorteile:

  • FLEXIBLE PRODUKTION:
    Bei der Fertigung von Produkten sind viele Unternehmen involviert, die allesamt zur Entstehung beitragen. Mittels digitaler Vernetzung können diese Schritte besser abgestimmt – optimiert werden – und die Auslastung der Maschinen besser geplant werden, was die Flexibilität der Produktion merklich erhöht.
  • KUNDENZENTRIERTE LÖSUNGEN:
    In Industrie 4.0 Unternehmen rücken Konsument und Produzent näher zusammen. Kunden können eigenständig Produkte nach ihren Wünschen mitgestalten.
  • OPTIMIERTE LOGISITK:
    Mittels Algorithmen lassen sich ideale Lieferwege berechnen. Zudem melden sich Maschinen selbstständig, wenn diese neues Material benötigen, wodurch ein optimaler Warenfluss garantiert wird.
  • EINSATZ VON DATEN:
    Industrie 4.0 ermöglicht die Zusammenführung der Daten zum Ablauf der Produktion und zum Zustand eines Produkts. Mittels Datenanalyse lässt sich herausfinden, wie ein Produkt noch effizienter hergestellt werden kann. Auch zur Wartung eignet sich der Einsatz von Daten: unter anderem in Fahrstühlen können Sensoren installiert werden, die kontinuierlich Daten über den Zustand senden, wodurch eine mögliche Abnutzung frühzeitig erkannt und behoben werden kann.

AUTOMATION – FUNDAMENT DER INDUSTRIE 4.0

Die Automation rückt vermehrt in den Fokus industrieller Produktionsunternehmen und ist ausschlaggebend mitverantwortlich für den Beginn einer neuen Industrie-Ära – die der Industrie 4.0.

Neuste Technologien der Automatisierungstechnik (wie u.a. der Einsatz von Informationstechnik) ermöglichen hierbei die vollständige Digitalisierung des Produktentstehungs- und Produktionsprozesses in diversen Bereichen der Industrie.

Die Anforderungen an produzierende Industrie-Unternehmen erfahren dabei ein rasantes Wachstum:
Es müssen kontinuierlich mehr Produkte in noch kürzerer Zeit bei maximalem qualitativem Anspruch hergestellt werden, um als Teil dieser „neuen“ Industrie 4.0 bestehen bleiben zu können.

Hierbei handelt es sich um eine automatisierte und digitalisierte Industrie, in welcher sich Abläufe und Prozesse der Anlagen bereits im Voraus virtuell simulieren lassen, was optimale Produktions-Ergebnisse garantiert.

Eine hohe Flexibilität im Produktionsprozess nimmt dabei einen zunehmend relevanten Stellenwert ein, da unterschiedlichste Produkte in kürzester Zeit realisiert werden müssen.

So ermöglicht Automation unter anderem einen optimierten, schnellen Werkzeugwechsel, ohne dass zusätzliche Mitarbeiter-Ressourcen beansprucht werden müssen.

Doch auch die Industrie der Zukunft stellt den Menschen weiterhin in den Mittelpunkt:
Automatisierte Roboter werden die Mitarbeiter also nicht ersetzen, sondern diese in ihren Fähigkeiten ergänzen.

Es ist also für Produktionsunternehmen, die Teil dieser neuen Industrie sind und auch langfristig bleiben wollen, nahezu unerlässlich, auf Lösungen zur Automation zurückzugreifen.

 

INDUSTRIE 4.0 IN DER PRAXIS

Nach ersten Beschreibungen dieser neuen Industrie, stellt sich nun die Frage, wie Industrie 4.0 in der Praxis Anwendung findet.

Wann ist die Rede von Industrie 4.0? Was bedeutet die Kommunikation von Maschinen und Anlagen in der Praxis?

In einem gut vernetzten Industrie 4.0 Unternehmen stehen die zur Produktion benötigten Bauteile in stetiger Kommunikation mit den Produktionsanlagen. Bei Bedarf können die Anlagen eigenständig Material nachbestellen wie auch Reparaturen veranlassen.

Sind Menschen, Maschinen und industrielle Prozesse miteinander vernetzt, spricht man von Industrie 4.0!

HIERZU EIN KLEINES BEISPIEL:
Schließen Sie die Augen und stellen Sie sich eine Fabrik vor. Allerdings handelt es sich nicht um eine gewöhnliche Fabrik, sondern um eine hochmoderne Fabrik der Industrie 4.0.

Warum? Das erfahren Sie nun!

Anstelle von Menschen finden Sie in dieser Fabrik ratternde Maschinen und Anlagen vor.

Hier heben Roboterarme Bauteile von links nach rechts, pressen diese zusammen und hauen darauf rum.

Maschine A funkt nun an Maschine B, dass diese mit der Durchführung des nächsten Prozesses warten soll, da sich ein Bauteil verhakt hat. Anschließend greift ein Mitarbeiter ein und korrigiert die Fehlstellung des Bauteils.

Währenddessen  bestellt Maschine C eigenständig über das Internet Ersatzteile für den eigenen Produktionsprozess, weil ein Sensor signalisiert, dass ein Zahnrad in wenigen Tagen verschlissen sein wird.

Über Schnittstellen erreichen Kunden die Firma und können auf Wunsch hoch individualisierte Produkte produzieren lassen.

Menschen gibt es allgemein nicht viele in dieser Fabrik. Und wenn, laufen diese mit Tablets herum und kontrollieren, was in der Halle passiert – übernehmen also die kreativen, wertschöpfenden Tätigkeiten, da sie von Routinearbeiten entlastet wurden.

All das ist Industrie 4.0 – die vierte industrielle Revolution!

 

ÖKOLOGISCHE EINORDNUNG DER INDUSTRIE 4.0

INDUSTRIE 4.0 – GEWINN FÜR UMWELT UND UNTERNEHMEN

Eine weitere wichtige Frage hinsichtlich Industrie 4.0 ist deren Bedeutung für die Wertschöpfungskette.

Sind Unternehmen, die Industrie 4.0 in ihrer Fabrik anwenden, besonders ökologisch?
JA!

So ermöglicht es die Industrie 4.0 kennzahlenbasierte Werttreibermodelle qualitativ zu verbessern und führt somit häufig zu nachhaltigen Effekten hinsichtlich der Umwelt.

In erster Linie entstehen mittels Einsatz von Technologien der Industrie 4.0 für die jeweiligen Unternehmen Kosten- und Zeitvorteile in der Produktion sowie eine Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit (Wirtschaftlichkeit) durch die erzielten Effizienzgewinne.

Durch die detailgenaue Planung mittels Echtzeitdaten kann ressourcen-effizienter produziert werden, wodurch schließlich die CO² Emissionen verringert werden.

Zudem können Anlagenbauer zukünftig Instandhaltungen für den Anlagenbetreiber Störungsfall-vorbeugend ausführen, indem die Anlage dauerhaft überwacht und analysiert wird. Hierdurch können optimierte Zeitpläne für den Austausch von Ersatzteilen realisiert werden.

Auch begünstigt die Digitalisierung der Industrie papierlose Prozesse, wodurch die Umwelt zusätzlich geschont wird, da nicht regelmäßig neue Materialen beansprucht werden.

 

INDUSTRIE 4.0 – AUCH FÜR MEIN UNTERNEHMEN?

Abschließend wollen wir die Frage beantworten, inwiefern eine Umrüstung Ihres Unternehmens auf die Standards der Industrie 4.0 sinnvoll ist.

In einem Industrie 4.0 Unternehmen können Sie sich – als Unternehmensinhaber – wieder primär der Firmenadministration widmen, während die Mitarbeiter wieder vermehrt Arbeiten der Verwaltung und Administration übernehmen, anstatt direkt an den Maschinen monotone – und dabei oft zugleich anstrengende – Produktionsabläufe ausführen zu müssen.

Lösungen zur Automation und umfassenden Kommunikation finden heutzutage in nahezu jedem erfolgreich-produzierenden Industrie-Unternehmen Anwendung, um Arbeiten sicher, genau und dabei Ressourcen-schonend durchführen lassen zu können.

Als nicht automatisiertes Unternehmen – mit knappen Mitarbeiterkapazitäten – sollten Sie also in jedem Falle darüber nachdenken, zumindest die bestehenden Anlagen und Maschinen automatisieren zu lassen und Lösungen der Industrie 4.0 in Ihrem Unternehmen zu integrieren.

Hierzu werden technische Einrichtungen zwischen Mensch und Maschine geschaltet, welche die menschlichen Fähigkeiten ersetzen oder ergänzen – somit einen autonomen Produktionsprozess ermöglichen.

So bieten wir unseren Kunden eine Reihe innovativer Produkte zur Aufrüstung auf Industrie 4.0 – wie u.a. dieSchubert WKV – an.

 

Gerne bieten wir Ihnen auch hier eine umfassende Beratung seitens erfahrener Ingenieure an, die Sie wohlwollend und ehrlich darüber beraten, inwiefern eine Umrüstung Ihres Unternehmens auf Industrie 4.0 sinnvoll ist.

Kontaktieren Sie uns!