Die technischen Lösungen von Industrie 4.0

 

Der digitale Wandel und die damit einhergehenden Innovationen machen unseren Alltag immer komplexer. Dabei beeinflusst der rasante technologische Fortschritt nicht nur unser Privatleben, sondern macht auch vor der Industrie keinen Halt. Trotz der Allgegenwärtigkeit von Industrie 4.0 sind heutzutage nur wenige Unternehmen im deutschsprachigen Raum ausreichend auf diesen Wandel vorbereitet. Viele Betriebe scheuen sich davor, ihre traditionellen Strukturen zu adaptieren, wodurch durchdachte Konzepte sowie Lösungen im Bereich der Datenintegration und Datentransformation oftmals nicht oder nicht ausreichend vorhanden sind. Die zunehmende Digitalisierung bietet jedoch gerade Unternehmen eine große Chance, mithilfe von smarten Produkten und Maßnahmen Prozesse und Fertigungsmethoden nachhaltig effizienter zu gestalten und so den wirtschaftlichen Erfolg zu sichern. Doch welche technischen Lösungen umfasst Industrie 4.0 überhaupt und wie können diese Maßnahmen im Unternehmen erfolgreich umgesetzt werden?

 

Technische Lösungen des Industrie 4.0 Zeitalters

Die Vision von Industrie 4.0 ist die durchgehende Vernetzung und Digitalisierung sämtlicher Komponenten entlang der Wertschöpfungskette. Der Ansatz ermöglicht die Schaffung intelligenter Systeme und einer selbst organisierten Produktion. Das Ergebnis sind dabei nicht nur Kosteneinsparungen und eine deutliche Steigerung der Effizienz, sondern auch verbesserte Kundenbeziehungen sowie individualisierte Serviceangebote und Dienstleistungen. Um die Konzepte umzusetzen, bedarf es jedoch smarter Produkte und technischer Lösungen, die sowohl die Unternehmensprozesse als auch die Bereiche Verkauf, Marketing, Fertigung, Wartung und Service umfassen. Nur wenn alle Teilbereiche aufeinander abgestimmt sind, ist ein flüssiger Datenaustausch möglich, der einerseits Innovation erlaubt und andererseits einen maximalen Nutzen der smarten Methoden garantiert.

 

Predictive Maintenance

Die vorausschauende Planung ist eines der Schlüsselthemen von Industrie 4.0. Bei diesem Ansatz werden einzelne Maschinen oder ganze Produktionsanlagen mithilfe von Sensoren ständig überwacht. Die Daten der regelmäßigen Messungen werden zentral gesammelt und in Echtzeit ausgewertet. So können potenzielle Probleme, wie beispielsweise mögliche Verunreinigungen, frühzeitig erkannt werden. Dies ermöglicht wiederum schnelle Reaktionszeiten, sodass kritische Systemzustände, Ausfälle und Stillstandszeiten minimiert werden können. Zudem umfasst das innovative Konzept der Predictive Maintenance auch den gesamten Wartungsprozess. Auf Basis von automatisch generierten Berichten müssen Verschleißteile erst dann getauscht werden, wenn es die Abnutzung erfordert. Ein starrer und kostspieliger Wartungsplan sowie ein unnötiger Komponentenaustausch gehören somit der Vergangenheit an.

 

Smart Factory

Das Ziel einer intelligenten Fabrik (Smart Factory) ist die Vernetzung und Digitalisierung existierender Produktionsanlagen, wobei die Fertigung weitestgehend automatisiert und ohne menschliche Intervention erfolgt. Sämtliche Maschinen und Werkstoffe kommunizieren dabei über Sensoren, die wiederum durch ein Computersystem gesteuert werden. Mithilfe neuester Kommunikationstechniken und dem Einsatz von RFID-Chips, NFC und Cloud-Computing kommt es so zu einem beschleunigten Fertigungsprozess. Im Optimalfall bringt das intelligente Produkt schlussendlich die notwendigen Fertigungsinformationen in maschinell lesbarer Form selbst mit. Auf Basis dieser Daten findet das Produkt dann eigenständig den Weg durch die Fertigungsanlage. Dieses Vorgehen ist nicht nur ressourcenschonend, sondern ermöglicht auch eine verbesserte Produktqualität sowie höhere Flexibilität in der Fertigung.

 

Smart Services

Die Einführung smarter Services und Dienstleistungen verbessert den Kundennutzen und die Performance. Mit intelligenten und personalisierbaren Ende-zu-Ende-Lösungspaketen können Produkte und Dienstleistungen ihre Potenzial beim Kunden zur Gänze entfalten und so den Kundennutzen maximieren. Im Vordergrund steht dabei immer der Ziel, schnell auf Kundenwünsche reagieren zu können. Technische Lösungen müssen dabei derart ausgestaltet sein, dass der Kunde sich nach dem Kauf um nichts mehr kümmern muss. Dies bedingt die Schaffung integrierter Schnittstellen und einfacher Bedienoberflächen, die vom Kunden selbst einfach genutzt werden können. Medienbrüche sowie eine umständliche Handhabung oder eine zeitverzögerte Abwicklung der angeboten Serviceleistungen verringern die Akzeptanz. Nur Unternehmen die es Schaffen, ihre Serviceprozesse nahtlos in das bestehende System zu integrieren, können ihren Kunden einen echten Mehrwert bieten und so letztendlich bestehende Kundebeziehungen stärken und neue Geschäftsmodelle erschließen.

 

Big Data als wichtiger Bestandteile von Industrie 4.0

 

Big Data

Moderne Maschinen und Betriebsanlagen sind heutzutage mit einer Reihe an unterschiedlichen Sensoren ausgestattet, die regelmäßig relevante Daten, wie die Temperatur oder die Geolokalität, erfassen und an ein zentrales System weiterleiten. Um bestehende Fertigungsprozesse zu optimieren, müssen diese vorhandenen Daten effizient genutzt werden. Nur mithilfe einer durchdachten Datenanalyse können Muster erkannt werden, die Ausfälle vorhersagen können und so die Zuverlässigkeit der Anlagen erhöhen. Die Auswertung der Daten muss jedoch nicht nur in Echtzeit passieren, sondern muss zudem auch Ergebnisse liefern, die leicht zu verstehen und zu interpretieren sind. Genau das ist die Herausforderung im Bereich von Big Data. Mangels einheitlicher Standards für den zuverlässigen Datenaustausch liegen Daten heutzutage oftmals in ungeordneter Form bereit. Es bedarf intelligenter Suchverfahren und dem Einsatz analytischer Methoden, um die Datensätze einfach und schnell zu analysieren. Nur so lassen sich tiefgreifende Erkenntnisse aus den vorhanden Datenbeständen ableiten, die wiederum zu Optimierungen und einer gesteigerten Produktqualität führen können.

 

Digital Twin

Der digitale Zwilling (Digital Twin) ist eines der zukunftsträchtigsten Anwendungsbeispiele der Industrie 4.0. Bei diesem Konzept wird eine digitale Kopie eines physischen Objekts oder Prozesses erzeugt und in Echtzeit abgebildet. So können fundierte Prognosen über die Schwachstellen und die Performance des Objektes getroffene werden. Zudem ermöglicht diese Methode auch das Ziehen von Rückschlüssen. Wird beispielsweise eine Materialermüdung festgestellt, so kann darauf zeitnah reagiert werden. Die ständige Beobachtung hat dabei auch einen positiven Einfluss auf die Lebensdauer des Produkts und erhöht dank der raschen Reaktionszeiten auch die Kundenzufriedenheit. Die Grundvoraussetzung für diese Innovation ist jedoch ein zentrales Netzwerk, über welches das reale Gegenstück überwacht wird. Je besser die gewonnenen Daten sind, desto genauer kann der digitale Zwilling Prognosen über die Zukunft liefern, die wiederum in das Servicekonzept des Produkts einfließen können.

 

Fazit

Neue, technische Lösungen bieten Unternehmen eine Vielzahl an Chancen, die Produktivität zu steigern und das Wachstum zu sichern. Die Umsetzung dieser Methoden und Ansätze stellt Unternehmen oftmals jedoch nicht nur vor finanzielle, sondern auch vor technische Herausforderungen. Eine umfassende Anforderungsanalyse und ein personalisiertes Lösungskonzept bilden daher das Fundament eines jeden Change Prozesses und ebenen den Weg in das Zeitalter von Industrie 4.0.

Haben Sie Fragen zu einer der vorgestellten technischen Lösungen oder möchten Sie mehr über das Thema Industrie 4.0 erfahren, dann kontaktieren Sie uns ganz einfach telefonisch oder über unser Kontaktformular. Unsere Experten stehen Ihnen gerne mit Rat und Tat zur Seite und helfen Ihnen auch dabei, ein individuelles Lösungskonzept für Ihr Unternehmen zu erstellen.
Wir freuen uns auf Sie.