Nicht nur Ihr Alltag und Berufsleben digitalisiert sich immer mehr, auch die Industrie durchläuft gerade einen weltweiten Prozess der Digitalisierung. Dieser Prozess trägt viele Namen: Industrial Internet, Internet der Dinge, Internet der Dienste – der wichtigste Begriff ist allerdings „Industrie 4.0“.
Definition
Industrie 4.0
… wird laut Duden als „Industrie, die auf weitgehend digitalisierten und untereinander vernetzten Prozessen beruht“ beschrieben. Damit ist der ständige Austausch von Informationen und Daten zwischen Mensch, Produktion, Logistik und Produkt gemeint.
Das Ziel ist es also, die Digitalisierung in der Fertigungsindustrie zu integrieren und damit optimierter produzieren zu können. Industrie 4.0 beinhaltet viele verschiedene Technologiefelder. Dazu gehören auch die Nutzung der sog. „Cloud“, Big Data Verwaltung sowie Datenschutz, der Mobilfunk und weitere.
Smart Factory (zu Deutsch: „Intelligente Fabrik“) ist nun ebenfalls einer der Bausteine von Industrie – in der Fachpresse wird sie sogar als das Herzstück bezeichnet. Wenn Sie sich die Definition genauer ansehen, werden Sie merken warum:
Definition
Smart Factory
…die REFA (der deutsche Verband für Arbeitsgestaltung, Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung) definiert den Begriff Smart Factory schlicht als „Produktionsumgebung, die sich selbst organisiert.“
Produktionsumgebungen sollen also autonom und möglichst ohne menschliches Zutun funktionieren. In einer solchen Produktionsumgebung eingeschlossen sind:
Fertigungsanlagen
Produktions- und Verarbeitungsmaschinen, die ein Produkt oder dessen Bestandteile herstellen und weiterverarbeiten (z. B. Fräs- oder Schweißanlagen aber auch Konstruktion und Verpackung).
Logistiksysteme
Die Bewegung und Lagerung von Produktionsgütern und Teilen (z. B. die Bereitstellung der richtigen Menge an Klebmaterial oder die Zwischenlagerung von fertigen Produkten).
Produkt
Das Produkt selbst bzw. dessen Bauteile sind ebenfalls ein Teil der Produktionsumgebung (z. B. Autotüren oder Smartphone-Displays).
Die Grundlage für eine autonome Produktion ist die intelligente Vernetzung dieser drei Bestandteile. Das Produkt soll dabei in der Lage sein, mit der Fertigungsanlage und dem Logistiksystem zu kommunizieren und diesen eigenständig Informationen zur Herstellung mitzuteilen (z. B. welche Displaygröße der Rahmen erfordert, wie viele und welche Schrauben notwendig sind).
Das erfordert einerseits eine ganze Menge Daten, andererseits auch einen Weg, diese Daten überhaupt weiterzugeben. Die Lösung? Simpel: Chips und Sensoren!
Jedes Produkt (bzw. dessen Bauteile) in der Fabrik bekommt einen Chip mit und wird damit zum
„Smart-Product.“ Der Chip enthält Informationen über Herstellung sowie logistische Anforderungen und teilt diese der Produktionsumgebung mit. Die Fertigungsanlagen und Logistiksysteme können diese Informationen richtig verarbeiten und sich wiederum untereinander für den notwendigen nächsten Arbeitsschritt abstimmen und diesen durchführen.
Die technologische Grundlage dafür wird übrigens „Cyber-Physical-Systems“ genannt. Das bedeutet nichts anderes, als die Verbindung von mechanischen bzw. elektronischen Teilen mit software- bzw. informationstechnischen Komponenten – stark vereinfacht gesagt, passiert genau das, wenn man ein Produkt mit einem Chip versieht.
Ein jedes Produkt „weiß“ also selbst, in welcher Produktionsstufe es gerade ist, wie und wo es weiterberarbeitet werden soll und was es dazu braucht. Es kommuniziert dieses Wissen mit der gesamten Produktionsumgebung, damit diese weiß, wie es damit umgehen muss.
Ein Beispiel zeigt den Prozess leicht verständlich:
Beispiel
Beispiel Autoindustrie
Stellen Sie sich vor, Sie sind eine Autotür und haben das Glück, in einer Smart Factory hergestellt zu
werden. Ihre Produktionsumgebung beinhaltet viele Bestandteile des fertigen Produktes – einem Auto. Hier werden Reifen gelagert, Fahrwerke hergestellt, die Bordelektronik zusammengebaut, einzelne Teile lackiert usw.
Dafür gibt es in der Fabrik die richtigen Fertigungsmaschinen und auch die richtigen logistischen Transportmittel (z. B. Förderband von Maschine A zu Maschine B).
Heute ist Ihr großer Tag, denn heute werden die Türen montiert. Das wissen Sie, weil das Produkt (Auto) über einen Chip der Produktionsumgebung mitgeteilt hat, dass alles andere im Auto bereits fertig eingebaut ist. Sie werden also über ein Logistiksystem aus der Zwischenlagerung geholt und erstmal grün lackiert – das Auto hat die Farbe im Vorhinein mitgeteilt. Aber auch Sie haben mithilfe Ihres Chips etwas zu sagen: „Ich bin eine Autotür vorne links. Ich brauche 8 Schrauben. Ich muss aber erst noch den Lack trocknen.“
Die Produktionsumgebung weiß also, was sie zu tun hat, lagert Sie zur Trocknung, stellt 8 Schrauben zur Verfügung und montiert Sie vorne links.
Natürlich ist der eigentliche Produktionsprozess erst der Anfang. Denken Sie an das Beispiel vom Kühlschrank, der selbst die Milch bestellt, wenn er merkt, dass sie zur Neige geht. Oder das Autohaus, bei dem Ersatzteile oder gleich ganze Autos je nach momentanem Lagerbestand automatisch beim Autoproduzenten bestellt werden.
Sie sehen, die Möglichkeiten von Smart Factory sind nicht nur auf eine Fabrik selbst begrenzt. In Zukunft soll es möglich sein, dass in Echtzeit automatisch nach Angebot und Nachfrage produziert (auch „just-in-time Produktion“ genannt), geliefert und verbraucht werden kann. Damit können Ressourcen viel genauer verbraucht und Engpässe vermieden werden.
Wichtig
Wirtschaftliche Faktoren
Die Entwicklung und Umsetzung solcher Technologien ist natürlich nicht gerade billig. Industrielle Unternehmen erhoffen sich auch wirtschaftliche Vorteile.
Smart Factory ermöglicht beispielsweise, dass Massenproduktion und Einzelproduktion in derselben Fabrik möglich sind. Damit kann in der Anschaffung von Maschinen gespart werden. Außerdem können Ressourcen und Industriegüter zeitnaher bestellt werden und teurer Überschuss oder Verschleiß vermindert werden.
Smart Factory ist also einer der wichtigsten Bestandteile der Digitalisierung und spielt eine große Rolle, nicht nur in der Industrie, sondern auch im vernetzten, „smarten“ Alltag des Menschen.
Wieviel unterschiedliche Faktoren das sein können, zeigt folgende Grafik:
Smart Factory ist also nur ein Bereich in einem großem Pool an smarten Konzepten. Für die (Fertigungs)Industrie ist er jedoch eben das Herzstück.
Merken
Smart Factory ist ein essenzieller Bestandteil der Digitalisierung in der Industrie. Dabei sollen…
Fertigungsanlagen, Logistiksysteme und Produkte miteinander selbstständig Informationen austauschen…
…damit sich die Produktionsumgebung möglichst selbst
Dazu benötigen die beteiligten Maschinen und Produkte…
eine Verbindung der mechanischen und elektronischen Komponenten mit einer Software bzw. Informationseinheit (Chip)…
…um an einem Netzwerk an Datenaustausch teilnehmen zu können.
Damit wird erreicht, dass…
Produktion und Logistik in Echtzeit nach Bedarf gesteuert wird,
Nicht nur Ihr Alltag und Berufsleben digitalisiert sich immer mehr, auch die Industrie durchläuft gerade einen weltweiten Prozess der Digitalisierung. Dieser Prozess trägt viele Namen: Industrial Internet, Internet der Dinge, Internet der Dienste – der wichtigste Begriff ist allerdings „Industrie 4.0“.
Definition
Industrie 4.0
… wird laut Duden als „Industrie, die auf weitgehend digitalisierten und untereinander vernetzten Prozessen beruht“ beschrieben. Damit ist der ständige Austausch von Informationen und Daten zwischen Mensch, Produktion, Logistik und Produkt gemeint.
Das Ziel ist es also, die Digitalisierung in der Fertigungsindustrie zu integrieren und damit optimierter produzieren zu können. Industrie 4.0 beinhaltet viele verschiedene Technologiefelder. Dazu gehören auch die Nutzung der sog. „Cloud“, Big Data Verwaltung sowie Datenschutz, der Mobilfunk und weitere.
Smart Factory (zu Deutsch: „Intelligente Fabrik“) ist nun ebenfalls einer der Bausteine von Industrie – in der Fachpresse wird sie sogar als das Herzstück bezeichnet. Wenn Sie sich die Definition genauer ansehen, werden Sie merken warum:
Definition
Smart Factory
…die REFA (der deutsche Verband für Arbeitsgestaltung, Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung) definiert den Begriff Smart Factory schlicht als „Produktionsumgebung, die sich selbst organisiert.“
Produktionsumgebungen sollen also autonom und möglichst ohne menschliches Zutun funktionieren. In einer solchen Produktionsumgebung eingeschlossen sind:
Produktions- und Verarbeitungsmaschinen, die ein Produkt oder dessen Bestandteile herstellen und weiterverarbeiten (z. B. Fräs- oder Schweißanlagen aber auch Konstruktion und Verpackung).
Die Bewegung und Lagerung von Produktionsgütern und Teilen (z. B. die Bereitstellung der richtigen Menge an Klebmaterial oder die Zwischenlagerung von fertigen Produkten).
Das Produkt selbst bzw. dessen Bauteile sind ebenfalls ein Teil der Produktionsumgebung (z. B. Autotüren oder Smartphone-Displays).
Die Grundlage für eine autonome Produktion ist die intelligente Vernetzung dieser drei Bestandteile. Das Produkt soll dabei in der Lage sein, mit der Fertigungsanlage und dem Logistiksystem zu kommunizieren und diesen eigenständig Informationen zur Herstellung mitzuteilen (z. B. welche Displaygröße der Rahmen erfordert, wie viele und welche Schrauben notwendig sind).
Das erfordert einerseits eine ganze Menge Daten, andererseits auch einen Weg, diese Daten überhaupt weiterzugeben. Die Lösung? Simpel: Chips und Sensoren!
Jedes Produkt (bzw. dessen Bauteile) in der Fabrik bekommt einen Chip mit und wird damit zum
„Smart-Product.“ Der Chip enthält Informationen über Herstellung sowie logistische Anforderungen und teilt diese der Produktionsumgebung mit. Die Fertigungsanlagen und Logistiksysteme können diese Informationen richtig verarbeiten und sich wiederum untereinander für den notwendigen nächsten Arbeitsschritt abstimmen und diesen durchführen.
Die technologische Grundlage dafür wird übrigens „Cyber-Physical-Systems“ genannt. Das bedeutet nichts anderes, als die Verbindung von mechanischen bzw. elektronischen Teilen mit software- bzw. informationstechnischen Komponenten – stark vereinfacht gesagt, passiert genau das, wenn man ein Produkt mit einem Chip versieht.
Ein jedes Produkt „weiß“ also selbst, in welcher Produktionsstufe es gerade ist, wie und wo es weiterberarbeitet werden soll und was es dazu braucht. Es kommuniziert dieses Wissen mit der gesamten Produktionsumgebung, damit diese weiß, wie es damit umgehen muss.
Ein Beispiel zeigt den Prozess leicht verständlich:
Beispiel
Beispiel Autoindustrie
Stellen Sie sich vor, Sie sind eine Autotür und haben das Glück, in einer Smart Factory hergestellt zu
werden. Ihre Produktionsumgebung beinhaltet viele Bestandteile des fertigen Produktes – einem Auto. Hier werden Reifen gelagert, Fahrwerke hergestellt, die Bordelektronik zusammengebaut, einzelne Teile lackiert usw.
Dafür gibt es in der Fabrik die richtigen Fertigungsmaschinen und auch die richtigen logistischen Transportmittel (z. B. Förderband von Maschine A zu Maschine B).
Heute ist Ihr großer Tag, denn heute werden die Türen montiert. Das wissen Sie, weil das Produkt (Auto) über einen Chip der Produktionsumgebung mitgeteilt hat, dass alles andere im Auto bereits fertig eingebaut ist. Sie werden also über ein Logistiksystem aus der Zwischenlagerung geholt und erstmal grün lackiert – das Auto hat die Farbe im Vorhinein mitgeteilt. Aber auch Sie haben mithilfe Ihres Chips etwas zu sagen: „Ich bin eine Autotür vorne links. Ich brauche 8 Schrauben. Ich muss aber erst noch den Lack trocknen.“
Die Produktionsumgebung weiß also, was sie zu tun hat, lagert Sie zur Trocknung, stellt 8 Schrauben zur Verfügung und montiert Sie vorne links.
Natürlich ist der eigentliche Produktionsprozess erst der Anfang. Denken Sie an das Beispiel vom Kühlschrank, der selbst die Milch bestellt, wenn er merkt, dass sie zur Neige geht. Oder das Autohaus, bei dem Ersatzteile oder gleich ganze Autos je nach momentanem Lagerbestand automatisch beim Autoproduzenten bestellt werden.
Sie sehen, die Möglichkeiten von Smart Factory sind nicht nur auf eine Fabrik selbst begrenzt. In Zukunft soll es möglich sein, dass in Echtzeit automatisch nach Angebot und Nachfrage produziert (auch „just-in-time Produktion“ genannt), geliefert und verbraucht werden kann. Damit können Ressourcen viel genauer verbraucht und Engpässe vermieden werden.
Wichtig
Wirtschaftliche Faktoren
Die Entwicklung und Umsetzung solcher Technologien ist natürlich nicht gerade billig. Industrielle Unternehmen erhoffen sich auch wirtschaftliche Vorteile.
Smart Factory ermöglicht beispielsweise, dass Massenproduktion und Einzelproduktion in derselben Fabrik möglich sind. Damit kann in der Anschaffung von Maschinen gespart werden. Außerdem können Ressourcen und Industriegüter zeitnaher bestellt werden und teurer Überschuss oder Verschleiß vermindert werden.
Smart Factory ist also einer der wichtigsten Bestandteile der Digitalisierung und spielt eine große Rolle, nicht nur in der Industrie, sondern auch im vernetzten, „smarten“ Alltag des Menschen.
Wieviel unterschiedliche Faktoren das sein können, zeigt folgende Grafik:
Smart Factory ist also nur ein Bereich in einem großem Pool an smarten Konzepten. Für die (Fertigungs)Industrie ist er jedoch eben das Herzstück.
Merken
Smart Factory ist ein essenzieller Bestandteil der Digitalisierung in der Industrie. Dabei sollen…
Dazu benötigen die beteiligten Maschinen und Produkte…
Damit wird erreicht, dass…
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