Digitalisierte Industrie oder 4.0
Die erste industrielle Revolution nutzte die Dampfkraft, um die Handarbeit zu mechanisieren. Die zweite nutzte die Elektrizität, um die Massenproduktion zu entwickeln. Die dritte nutzte Elektronik und Informationstechnologie, um die Produktion zu automatisieren. Die vierte Revolution oder Industrie 4.0 sieht die digitale Transformation des industriellen Systems vor, dank einer Kombination von Technologien, die die Schaffung eines Ökosystems von intelligenten Fabriken, Maschinen und Objekten ermöglichen, die nicht nur miteinander, sondern auch mit ihrer Umgebung kommunizieren können.
Eine Art und Weise, in der die Elemente der Digitalisierung beschrieben werden, ist im Rundschreiben 4/E des Ministeriums für wirtschaftliche Entwicklung und der Agentur für Finanzen aus dem Jahr 2017 dargestellt. Laut den Autoren des Rundschreibens findet die Digitalisierung entlang von fünf Linien statt:
- Vernetzung - Die Möglichkeit für ein Wirtschaftsgut, Informationen mit internen Systemen auszutauschen, z.B. mit dem Verwaltungssystem
- Virtualisierung - Die Möglichkeit, eine "virtuelle Kopie" des realen Systems zu erstellen
- Dezentralisierung - Möglichkeit für die verschiedenen Komponenten, aus denen eine Produktionsanlage besteht, geeignete Strategien anzuwenden (z. B. zur Korrektur von Prozessabweichungen)
- Ferninteraktion - Möglichkeit des Fernzugriffs auf die verschiedenen Geräte, um Betriebsdaten zu erfassen (z. B. Fernwartung)
- Echtzeitverarbeitung und -reaktion - Die Fähigkeit, Prozessdaten in Echtzeit zu erfassen und die entsprechenden Aktionen auszuführen
Die technologischen Elemente von Industrie 4.0
Fortschrittliche Produktionssysteme werden durch autonome Roboter und intelligente Maschinen repräsentiert. Autonome Roboter sind anthropomorphe und mobile Roboter, die in der Lage sind, miteinander und mit dem Menschen zu kooperieren, und die leicht programmiert werden können.
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Unter intelligenten Maschinen sind Maschinen zu verstehen, die sich durch eine hohe Anpassungsfähigkeit an die Variabilität der Produktionsumgebung auszeichnen. Bei diesen Maschinen wird die Interaktion mit dem Menschen auf ein Maximum getrieben und drückt sich auf zwei Arten aus: durch die Rückgabe von Daten, die für die Anwendung von Data Analytics gewinnbringend genutzt werden können, und durch die Mensch-Maschine-Schnittstelle.
Der Begriff additive Fertigung bezieht sich auf den Herstellungsprozess durch Ablagerung von Schichten aus flüssigem, festem oder pulverförmigem Material. Die additive Fertigung wird nicht mehr als reine Rapid-Prototyping-Technologie, sondern als echte Fertigungstechnologie für die Herstellung von Bauteilen und Endprodukten angesehen.
Die Technologie der erweiterten Realität (Augmented Reality) ermöglicht die Anreicherung der Realität durch Hinzufügen virtueller Informationen, die vom Benutzer in Echtzeit wahrgenommen werden können.
Die im Rahmen von Industrie 4.0 geförderteIntegration ist durch die externe Dimension (d. h. die Integration zwischen Lieferanten und Kunden in derselben Lieferkette) und die interne Dimension (d. h. die gegenseitige Kommunikation zwischen Maschinen in der Fabrik) gekennzeichnet.
Cloud Computing wird als ein Modell definiert, das einen weit verbreiteten, dedizierten und bedarfsgerechten Netzzugang zu einer Gruppe von konfigurierbaren Ressourcen ermöglicht.
Big Data - Die wachsende Menge, Vielfalt und Geschwindigkeit der Daten von den Maschinen in der Fabrik muss mit geeigneten Werkzeugen verwaltet werden und ist für die Industrie 4.0 entscheidend.
Entwicklung von Volumen und Vielfalt
Die Elemente, die diese wirtschaftliche und soziale Periode kennzeichnen, sind Geschwindigkeit und Flexibilität, woraus sich eine starke Komplexität im Management von Produktions- und Distributionsprozessen ergibt. Trotz der Impulse, die von den Konzepten der intelligenten Fabriken ausgehen, ist es nach wie vor schwierig, das tayloristische Produktionsmodell zu überwinden, auf dessen Grundlage die Unternehmen entstanden sind und sich entwickelt haben. Idral hingegen versucht, das Organisationsmodell eines Produktionsunternehmens im Zeitalter der technologischen Innovation umzusetzen, d. h. es orientiert sich zunehmend am Management von Flüssen und nicht mehr an homogenen Prozessen. Die Herausforderungen, denen man sich stellen muss, lassen sich wie folgt charakterisieren
- Zunehmend geringe Stückzahlen
- hohe Produktvielfalt (Individualisierung) und Komplexität
- diskontinuierliche Abläufe
- komplexe und variable Prozesse
Eine schnellere Entwicklung und Industrialisierung sowie geringere Kosten für die Herstellung von Prototypen ermöglichen eine stärkere Individualisierung der Produkte.
Schlanker Produktionsprozess
Der Bau eines automatisierten Lagers in Idral für die Lieferung von Komponenten an den Montagetisch in "Echtzeit" in Verbindung mit dem Produktionsauftrag des zu montierenden Produkts stellt eine innovative Änderung des Produktionsprozesses dar und trägt mit Hilfe der Technologie dazu bei, die Produktionszeit zu verkürzen und den Produktionsprozess "schlanker" zu gestalten.
Der Umfang der digitalen Transformation ist größer als in der Vergangenheit. Es ist nicht einfach, verschiedene Technologien so zu kombinieren, dass Produkt- oder Prozessinnovationen entstehen. Natürlich muss in Technologie investiert werden, aber dies muss mit einer Umstrukturierung der Prozesse einhergehen, um diese Technologien unterzubringen und die Menschen zu schulen, die sie dann einsetzen und nutzen müssen. Der derzeitige Trend zur Umschulung der Arbeitskräfte wird sich in Zukunft eindeutig verstärken. Nicht die Angst vor dem Verlust des Arbeitsplatzes, sondern der Mut und das Vertrauen in die eigenen Fähigkeiten, die Bereitschaft zur Qualifizierung und die Entscheidung für die Umsetzung der Digitalisierung werden die Wettbewerbsfähigkeit und damit den Erfolg unseres Unternehmens entscheidend verbessern. Unsere engagierten, kompetenten und leistungsfähigen Mitarbeiter sind und bleiben der wichtigste und unersetzliche Erfolgsfaktor.
Eines der Hauptziele der Digitalisierung innerhalb des Unternehmens, insbesondere im Bereich der Produktionslogistik, ist zweifellos die Steigerung der Prozesseffizienz.
Produktinnovation und Kundenbeziehungen
Neben diesem Aspekt gibt es auch Auswirkungen auf die angebotenen Produkte und Dienstleistungen sowie auf die Art und Weise der Interaktion mit den Kunden. Die Produktpositionierung und die Dienstleistungslogik werden durch die Einführung digitaler Technologien im industriellen Bereich beeinflusst.
von Ing. J. Schweitzer
Industrieller Direktor