Industrie 4.0 ist ein Begriff, der den aktuellen Trend zur Automatisierung und zum Datenaustausch in der Fertigungsindustrie beschreibt. Er beschreibt eine Transformation traditioneller Fertigungs- und Industriepraktiken unter Verwendung moderner Technologien wie intelligenter Roboter, Analytik und Internet der Dinge (IoT)-Sensoren. Ziel der Industrie 4.0 ist es, die traditionelle Fertigungsumgebung in ein digitales Produktionssystem aufzurüsten und eine Fabrik der Zukunft zu schaffen.
Diese Technologie revolutioniert die Art und Weise, wie Produkte hergestellt, verwaltet und bewertet werden. Industrie 4.0 optimiert und automatisiert Produktionsprozesse, was die Produktion schneller und effizienter macht. Darüber hinaus sammeln die mit dem IoT verbundenen Sensortechnologien Daten aus der Produktionsumgebung und analysieren sie, um tiefere Einblicke in die Produktion zu erhalten. Diese Daten können dann verwendet werden, um den Produktionsprozess zu verbessern und zu optimieren.
Das Endergebnis der Industrie 4.0 ist die Schaffung einer Fabrik der Zukunft. Diese Fabrik nutzt die neueste Technologie, um ein flexibles und effizientes Produktionssystem zu schaffen. Infolgedessen kann die Fabrik der Zukunft Produkte schnell und effizient produzieren und gleichzeitig einen Echtzeitblick auf den Produktionsprozess bieten. Dies bedeutet, dass die Produktionsplanung und die Qualitätskontrolle einfach und genau verwaltet werden können, was zu höheren Produktionsrenditen führt und gleichzeitig die Kosten senkt.
Insgesamt revolutioniert die Industrie 4.0 die Art und Weise, wie Produkte hergestellt werden. Die Fabrik der Zukunft wird schnell zur Realität, indem moderne Technologien wie das IoT, intelligente Roboter und Datenanalytik genutzt werden. Dieses neue, effizientere Produktionssystem ermöglicht es Unternehmen, wettbewerbsfähig zu bleiben und ihre Bilanz zu verbessern.
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Industrie 4.0 ist die vierte industrielle Revolution, die Produktions- und Fertigungsprozesse mit Hilfe modernster Technologien transformiert. Dazu gehört die Nutzung cyber-physischer Systeme, des Internet der Dinge (IoT), künstlicher Intelligenz (KI), Blockchain und Cloud-Computing, unter anderem. Diese neue Technologie treibt ein beispielloses Maß an Effizienz und Produktivität im Produktionsprozess voran, und das Schlagwort "Fabrik der Zukunft" ist ein Begriff, der entstanden ist, um diese Revolution zu beschreiben.
Im Kern ist die Fabrik der Zukunft darauf ausgelegt, die Art und Weise, wie Produkte entworfen, produziert und an Kunden geliefert werden, zu revolutionieren. Die Idee ist, Computer, Sensoren und Algorithmen zu nutzen, um die Effizienz und Flexibilität in der Produktion zu steigern. Dies erfordert eine tiefere Integration von Maschinen in den Produktionsprozess und die verstärkte Nutzung von Automatisierung und KI, um Entscheidungen mit größerer Genauigkeit und Geschwindigkeit zu treffen.
Die Verwendung cyber-physischer Systeme gibt Herstellern die Möglichkeit, den Produktionsprozess schnell und effizient zu überwachen und zu steuern. Durch die Verbindung der Maschinen in der Fabrik mit dem Internet können Hersteller den Prozess in Echtzeit überwachen und nach Bedarf Anpassungen vornehmen. Darüber hinaus können KI und maschinelles Lernen genutzt werden, um potenzielle Probleme oder Ineffizienzen im Produktionsprozess zu identifizieren und Korrekturmaßnahmen zu ergreifen.
Das Internet der Dinge (IoT) bietet eine Plattform, um Maschinen, Geräte und Systeme zu verbinden, um Daten zu sammeln. Diese Daten können verwendet werden, um Produktionsprozesse zu verbessern und genauere Entscheidungen zu treffen. Beispielsweise können Sensordaten verwendet werden, um zu erkennen, wann eine Maschine gewartet werden muss oder fehlerhafte Teile ersetzt werden müssen. Darüber hinaus können prädiktive Analysen verwendet werden, um zukünftige Trends vorherzusagen und Produktionsausgaben zu optimieren.
Die Blockchain-Technologie hat ebenfalls das Potenzial, den Produktionsprozess zu revolutionieren. Durch die Ermöglichung der sicheren und dezentralen Speicherung und Übertragung von Daten kann die Blockchain helfen, die Integrität jeder Transaktion entlang der Lieferkette zu gewährleisten. Darüber hinaus kann die Blockchain genutzt werden, um die Identität von Auftragnehmern und Lieferanten zu überprüfen, wodurch sichergestellt wird, dass nur autorisierte Personen Zugang zur Fabrik und ihren Ressourcen haben.
Die Nutzung von Cloud-Computing kann auch die Effizienz von Produktionsprozessen verbessern. Diese Technologie kann verwendet werden, um große Datenmengen zu speichern und zu analysieren, um Muster und Trends zu identifizieren. Darüber hinaus kann Cloud-Computing verwendet werden, um Anwendungen und Dienste schnell und sicher bereitzustellen, was es einer Fabrik erleichtert, die Betriebe hochzufahren und die Produktion zu beschleunigen.
Robotik und Automatisierung sind zu wesentlichen Komponenten der Industrie 4.0 und der Fabrik der Zukunft geworden. Schätzungen zufolge sind weltweit etwa 3,4 Millionen Industrieroboter im Einsatz (1). Die Automatisierung von Produktionsprozessen ist ein wesentlicher Bestandteil des Wandels zur Industrie 4.0 in der Fabrik der Zukunft.
Die Automatisierung der Fabrikprozesse kann Zeit und Geld sparen, die Produktionsgenauigkeit verbessern und die Umweltbelastung verringern. Mit Automatisierung können Produktionssysteme so gestaltet werden, dass sie Probleme in Produktionsprozessen schnell erkennen und beheben. Dies hilft, Verzögerungen zu reduzieren, Abfall zu minimieren und die Gesamt effizient der Produktionsprozesse zu erhöhen. Durch die Einbeziehung von Robotik kann die Fabrik der Zukunft Produktionsprozesse optimieren und die Produktionsgeschwindigkeit erhöhen.
Robotik kann eingesetzt werden, um mühsame und sich wiederholende Aufgaben zu automatisieren, die für Menschen gefährlich sein könnten – so wird die Sicherheit der Arbeiter gewährleistet. Robotik kann auch eingesetzt werden, um den Produktionsprozess zu vereinfachen und zu optimieren. Dies hilft, die Produktionskosten zu senken und die Gesamtproduktivität der Fabrik zu steigern.
Wir haben die Technologien und Konzepte der Industrie 4.0 in Kürze beschrieben. Da dies die Theorie und das ideale Szenario ist, wie sieht es mit der Realität heutiger Fabriken, wie z.B. Brownfield-Operationen, aus?
Tobias Herwig: Papierlos ist seit einiger Zeit ein Ziel in der Fabrik. Aber ich finde es spannend, dass Barcode-Scanner auch ein Problem verursachen. Warum wurde das ein Problem?
Urban Siller: Der Scan eines Barcodes verknüpft logisch den Prozess mit dem physischen Prozess. Wenn Sie beispielsweise Material zu einer Produktionsinsel bringen sollten, besteht die Erwartung, dass Sie jetzt scannen, damit beispielsweise Ihr Materialflusssystem, Ihr Produktionsplanungssystem, wirklich weiß, dass das Material jetzt dort ist und ich den nächsten Schritt machen kann. Wenn ich also das Scannen vergesse, weil ich bereits die physische Aufgabe erledigt habe, kommt der Prozess nicht weiter. Dann stoppt die Maschine, die Produktion stoppt, und ich erreiche nicht die Ausbringung, die ich an dem Tag geplant habe.
Tobias Herwig: Ja, das ist ein großes Problem. Sie haben gerade gesagt, die Scanner sind ein Versuch oder eine gute Möglichkeit, die reale Welt mit der digitalen Welt zu verknüpfen und diese Lücke zu schließen, die in der Praxis einfach da ist. Welche anderen Möglichkeiten gibt es, dies zu tun? Das ist ein wichtiger Punkt, insbesondere bei manuellen Prozessen.
Urban Siller: Idealerweise finden Sie eine Lösung, um es so zu machen, dass der Mitarbeiter seine Aufgabe erledigt. Zum Beispiel: „Gehen Sie zu einem Standort und holen Sie dort ein bestimmtes Material.“ Und jetzt können Sie natürlich sagen, ja, der Mitarbeiter sollte sich jetzt in einem Bereich befinden, den Sie vielleicht irgendwie eingrenzen können, weil vielleicht jemand es vorher gescannt hat, und Sie sagen, bitte holen Sie das Material aus dem Bereich, aber tatsächlich muss er jetzt danach suchen. Er benötigt möglicherweise verschiedene Materialien jetzt.
Tobias Herwig: Ja, im besten Fall weiß es genau, welches Regal oder welche Position zu verwenden ist, aber...
Urban Siller: Wenn Sie Regale vor sich sehen, bin ich bei Ihnen, dann könnte es sogar noch besser sein, obwohl man Regale gerne chaotisch befüllt, und dann muss ich sicherstellen, dass die Person, die die Regale befüllt hat, die Aufgabe richtig erledigt hat. Hier kommt der Scanner oft ins Spiel; wenn die Leute vergessen zu scannen, stehen wir da, wo wir vorher waren, aber ich denke, es muss einen clevereren Weg geben, sodass man nicht sagt, der Mitarbeiter hat hier einen zusätzlichen Job neben seiner normalen physischen Arbeit. Ich würde vorschlagen, dass der Mitarbeiter seine Aufgabe ohne Scannen erledigt, was bedeutet, dass die Verbindung zur digitalen Welt automatisch hergestellt wird. Und das können Sie in zwei Richtungen denken. Einerseits können Sie auch Lokalisierungstechniken verwenden, um zu wissen, wo sich etwas befindet. Das verhindert Suchen, da ich sie auf digitalen Medien genau lokalisieren kann. Aber ich kann auch weitergehen und mit Funktionen wie Pick-By-Light arbeiten (erfahren Sie mehr über das Pick-by-Light-System). Lassen Sie mich Ihnen ein Beispiel geben. Ein Mitarbeiter möchte ein bestimmtes Material aus einem bestimmten Batch verderblicher Waren abholen. Was jetzt zählt, ist, dass Sie den richtigen Materialträger mitnehmen, und Sie können mit einem Pick-by-Light-System arbeiten, das Sie beispielsweise auf einem Tablet unterstützt. Es wird dann der Träger beleuchtet, was es jedem erleichtert, den richtigen auszuwählen. Es ist eine sehr etablierte Technik bei Regalen, die Sie vorher erwähnt haben. Amazon beispielsweise arbeitet mit Pick By Light, Pick By Voice, aber es ist weniger verbreitet in solch groß angelegten Lagerbereichen eines Produktionsunternehmens.
Tobias Herwig: Haben Sie ein praktisches Beispiel, das wir uns besser vorstellen können?
Urban Siller: Sicher. Eine relativ große Anzahl von Produkten wird auf diese Weise massenproduziert, ist aber nur teilweise automatisiert. Stellen Sie sich vor, Sie stellen Autoreifen her oder stellen Sie sich vor, Sie stellen Klimaanlagen her. Das sind alles Dinge, die viele verschiedene Materialien benötigen, um Ihre Produktion zu starten. Jetzt müssen Sie all diese Materialien zur Maschine oder zur Fertigungszelle bringen. Es gibt manchmal 15/20 andere Materialien, und jetzt können Sie natürlich sagen, warum verwenden Sie nicht ein Förderband? Wir schauen jetzt mehr in Bereiche, in denen wir viele Varianten haben, d.h. Autoreifen sind ein hervorragendes Beispiel, aber auch Klimaanlagen. So schnell geraten Sie in Konstellationen, in denen Sie sagen müssen, ich muss es flexibel halten, ich muss eine Maschine, eine Fertigungszelle nutzen, um einhundert oder zweihundert Varianten auszuführen, und dort müssen Sie diese manuellen Versorgungsprozesse benötigen, und ja, das ist wichtig, das müssen Sie dann...
Wenn Sie das gesamte Gespräch hören möchten, folgen Sie bitte diesem Link zu Episode #111 des Fabrik der Zukunft-Podcasts.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Industrie 4.0 einen Schritt nach vorne in der effizienten und effektiven Produktion darstellt. Diese digitale Revolution der industriellen Produktion bietet fortschrittliche Technologien, die sich auf Automatisierung, Datenanalyse und Konnektivität konzentrieren. Diese neuen Technologien schaffen ein vernetztes System intelligenter Maschinen und Roboter, das es Unternehmen ermöglicht, die Produktion zu optimieren, Kosten zu senken und die Qualität zu steigern. Um das Potenzial der Industrie 4.0 zu maximieren, müssen Unternehmen zunächst verstehen, dass vollständige Automatisierung ihren Preis hat, nicht unbedingt in Euro, sondern in Flexibilität in der Produktion.
Fabriken müssen bereit sein, die Zeit und Ressourcen zu investieren, die erforderlich sind, um die Organisation auf die erfolgreiche Übernahme der Industrie 4.0 vorzubereiten, was bedeutet, ihre Prozesse zu verstehen. Sehr oft sind semi-automatisierte Prozesse (lesen Sie mehr über automatische Identifikation), die das Beste aus manuellen und automatisierten Schritten kombinieren, die magische Formel. Dadurch können sie das Potenzial einer produktiveren und effizienteren Zukunft freisetzen.
Quelle:
https://aiindex.stanford.edu/wp-content/uploads/2023/04/HAI_AI-Index-Report_2023.pdf