Smart Factory
Eine Smart Facory beziehungsweise intelligente Fabrik ist eine hochgradig digitalisierte und vernetzte Produktionsanlage, die auf einer intelligenten Fertigung beruht. Das Konzept der Smart Factory gilt als die sogenannte Fabrik der Zukunft und steckt noch in den Kinderschuhen. Es wird als wichtiges Ergebnis der vierten industriellen Revolution oder Industrie 4.0 betrachtet.
Eine Smart Factory, die von Fertigungsunternehmen genutzt wird, arbeitet mit Technologien wie künstlicher Intelligenz (KI), Robotik, Analytik, Big Data sowie dem Internet der Dinge (IoT) und kann weitgehend autonom und mit der Fähigkeit zur Selbstkorrektur betrieben werden.
Merkmale einer Smart Factory
Die entscheidenden Merkmale der intelligenten Fabrik sind Sichtbarkeit, Konnektivität und Autonomie. Fabriken setzen schon seit Langem auf Automatisierung, aber Smart Factories gehen weit darüber hinaus und sind in der Lage, ohne viel menschliches Eingreifen zu arbeiten. Durch den Einsatz moderner Technologien können die Systeme der Smart Factory fast in Echtzeit oder in Echtzeit lernen und sich anpassen, so dass die Fabriken viel flexibler sind als die der Vergangenheit.
Technologie und Prozesse der intelligenten Fabrik
Durch den umfassenden Einsatz von IoT-Sensoren und -Geräten werden Maschinen vernetzt und ihr Zustand sowie die Fabrikprozesse transparent gemacht, wodurch ein industrielles Internet der Dinge (IIoT) entsteht. Immer ausgefeiltere Analysen und Anwendungen, die auf KI und maschinellem Lernen basieren, übernehmen viele der Routineaufgaben. Deshalb können sich die Mitarbeiter auf die Behandlung von Ausnahmen und das Treffen von Entscheidungen auf höherer Ebene konzentrieren. Es wird erwartet, dass Roboter für Routinearbeiten in intelligenten Fabriken eingesetzt werden und mit Menschen zusammenarbeiten.
Smart Factories stützen sich auf die intelligente Fertigung, die das Werk mit anderen Einheiten im digitalen Liefernetzwerk verbindet und so ein effektiveres Lieferkettenmanagement ermöglicht. Sie stützen sich auch auf die digitale Fertigung, die einen digitalen Zwilling nutzt, um ein Produkt in allen Phasen seines Lebenszyklus digital zu vernetzen.
Darüber hinaus können Produktionsmaschinen im lokalen Netzwerk des Manufacturing Execution Systems (MES) verwendet werden, um Aufträge zu empfangen, Fortschritte zu melden, auf Arbeitsanweisungen zuzugreifen und mit Qualitäts- sowie Rückverfolgbarkeitssystemen zu interagieren. Die Mitarbeiter in der Fabrik können wichtige Informationen wie Anweisungen, Zeitpläne, Qualitätsdaten, Bestandsstatus und Nachfrageänderungen leichter einsehen.
In der Vision einer vollständig vernetzten intelligenten Fabrik ist jede Anlage mit den anderen verbunden und das gesamte Unternehmen ist abteilungsübergreifend und extern mit Kunden und Lieferanten vernetzt. So lassen sich Bedürfnisse und Aktivitäten überwachen, und die Zusammenarbeit im gesamten Unternehmen wird ermöglicht, um Geschwindigkeit und Effizienz zu steigern.
Vorteile und Herausforderungen der Smart Factory
Da eines der grundlegendsten Merkmale einer intelligenten Fabrik die Vernetzung ist, sind Sensoren entscheidend für die Verknüpfung von Geräten, Maschinen und Systemen, um Daten zu liefern, die für Echtzeitentscheidungen benötigt werden. Ähnlich wie Smart-Home-Geräte Routineaktionen ausführen, wie das Dimmen des Lichts zu einer bestimmten Zeit oder das Auslösen von Alarmen bei Problemen, läuft die ideale intelligente Fabrik in einem viel größeren Maßstab selbst, korrigiert sich eigenständig, wo es angebracht ist, und warnt bei Bedarf vor menschlichem Eingreifen. Darüber hinaus bieten die umfangreichen Datenmengen den Akteuren in der Lieferkette Echtzeiteinblicke, sowohl innerhalb der Fabrik als auch für das Unternehmen und die Partner. Auf diese Weise kann die Agilität exponentiell gesteigert und Probleme können proaktiv angegangen werden. IoT-Technologien haben bereits dazu beigetragen, industrielle Abläufe zu überwachen, Transparenz in der Lieferkette zu schaffen und Ausfallzeiten von Anlagen vorherzusagen.
So viel zur schönen Theorie: Technologien zur Schaffung einer intelligenten Fabrik gibt es bereits, und die ersten Anwender erkunden die Vorteile. Eine Reihe von Herausforderungen steht jedoch einer breiten Einführung im Wege, wobei die Datenintegration wohl die größte Hürde ist. Die Schaffung des idealen vernetzten Fertigungs- und digitalen Liefernetzwerks, das die intelligente Fabrik verkörpert, erfordert den Umgang mit riesigen Datenmengen aus verschiedenen Komponenten in unterschiedlichen Branchen und in verschiedenen Formaten. Es gibt zahlreiche weitere Herausforderungen, von den Kosten bis hin zur Akzeptanz durch die Unternehmensleitung.
Angesichts der rasanten technologischen Entwicklungen in diesem Bereich, einschließlich der Mensch-Maschine-Schnittstellen und der besseren Analytik, ist damit zu rechnen, dass immer mehr Unternehmen nach Möglichkeiten suchen werden, ihre eigenen intelligenten Fabriken zu schaffen.
