Smart Factory: Entdecken Sie die Vorteile für die Fertigung

Smart Factory – die smarte Fabrik und ihre Vorteile für die Fertigung

Mit der Digitalisierung von Fertigungsprozessen eröffnen sich für Kunden wie auch für Lieferanten völlig neue Perspektiven. Damit das gewünschte Produkt auch in Zukunft schnell, kostengünstig und in hoher Qualität bereitgestellt werden kann, muss aus dem klassischen Maschinenpark jedoch langfristig eine „Smart Factory“ werden. Der Einstieg in die digitale Zukunft ist in vielen Fällen mit weniger Aufwand verbunden, als der erste Eindruck vermuten lässt. Und quasi nebenbei werden eventuelle Engpässe aufgrund fehlender Fachkräfte wirkungsvoll kompensiert. 

Das englische Wort „smart“ wird in deutschen Übersetzungen gerne mit dem Adjektiv „intelligent“ gleichgesetzt. Auf den Produktionsprozess eines Unternehmens bezogen, geht es bei der Smart Factory nicht um „denkende“ Maschinen, sondern vielmehr um das geschickte Zusammenspiel aller daran beteiligten Faktoren. 

Digitalisierter Informationsfluss in Echtzeit

Dreh- und Angelpunkt der Smart Factory ist die Digitalisierung von Informationsflüssen. Als Teil der Konzeptes Industrie 4.0 zeichnet sich die Smart Factory – also die digitalisierte Fabrik – durch die Vernetzung aller darin enthaltenen Komponenten aus, von den Maschinen und Werkzeugen über die Lagerhaltung und den Versand bis hin zu den innerbetrieblichen Verwaltungsprozessen. Um „smart“ agieren zu können, ist ein permanenter Informationsaustausch aller Akteure erforderlich, der idealerweise in Echtzeit via Internet erfolgt.

In herkömmlichen Fertigungsbetrieben werden Informationen oft nur punktuell erhoben und fließen eher selten in eine übergeordnete und fortlaufende Analyse aller im Prozessverlauf aufkommenden Daten ein. Für sich genommen, hat jeder CNC-Dreher einen genauen Überblick, ob in „seiner“ Maschine gerade der geplante Auftrag verarbeitet wird oder sich der Job verzögert, weil ungewöhnliche Vibrationen eine sofortige Wartung der Spindel erforderlich machen. Bis geklärt ist, ob andernorts gerade Kapazitäten frei sind und sich ein Wechsel des Jobs auf eine andere Maschine lohnt, kann in größeren Betrieben und auf klassischen Kommunikationswegen schon einige Zeit vergehen.

Anders in der Smart Factory: Sämtliche für die Auftragsabwicklung und Produktionssteuerung erforderlichen Daten werden an jedem Punkt der Prozesskette automatisch erfasst (Maschinendatenerfassung), digitalisiert, zusammengeführt und softwaregestützt ausgewertet. Über Sensoren und Schnittstellen verschmelzen physische Maschinen mit virtuellen Welten, kommunizieren im „Internet of Things“ (IoT) unabhängig vom Menschen mit anderen Maschinen und signalisieren frühzeitig Unregelmäßigkeiten, die auf bald eintretende technische Probleme hinweisen könnten.

Maschinendaten als Ausgangspunkt der smart Factory

Das ist aber nur der Anfang. Im IoT, das im größeren Zusammenhang von Industrie 4.0 zum „Industrial Internet of Things“ (IIoT) wird, „wissen“ die Maschinen jederzeit, ob am Lager alle zur Auftragsbearbeitung nötigen Rohwaren verfügbar sind, lösen bei Bedarf automatisch Nachbestellungen aus und informieren den Versand, zu welchem Zeitpunkt die fertigen Produkte ausgeliefert werden können. Die Kunden sind in den Datenfluss integriert, können den Auftragsstatus online und von jedem Ort der Welt aus verfolgen.

Immer mehr Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen etablieren IoT-Projekte und versprechen sich davon höhere Produktivität, verringerte Risiken sowie zusätzliches Umsatzwachstum über neue Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle. Wer IoT-Projekte implementiert, kann sich oft schon nach wenigen Monaten über positive Effekte freuen, bilanzieren IDG Research Services, TÜV SÜD und weitere Partner die Ergebnisse einer umfangreichen Marktstudie.

Industrie 4.0, IoT und Smart Factory funktionieren letztlich aber nur auf Basis präziser Maschinendaten. In der Realität sind die meisten Betriebe von einer zuverlässigen Erfassung und Bereitstellung dieser Informationen jedoch einigermaßen weit entfernt. Die Gründe dafür sind vielfältig. Oft liegt es an einer unpassenden Aufteilung der finanziellen Ressourcen: IoT-Projekte werden dem IT-Budget zugeordnet, haben gegenüber Investitionen in Cloud Computing und Cyber Security aber das Nachsehen.

Die Produktionsverantwortlichen wiederum halten lieber an bewährten und vielfach manuellen Methoden der Datenerfassung fest, weil sie mit der Digitalisierung und den damit verbundenen Anpassungen des Maschinenparks wenigstens vorübergehend hohe Ausfallzeiten fürchten. Und nach wie vor verharren viele Firmen in hergebrachten Strukturen, die eine Bereitstellung von Maschinendaten nur für Zwecke der Produktionssteuerung vorsehen und anderen Abteilungen gar nicht erst zugänglich machen.

Effizient digitalisieren mit geringem Aufwand

Tatsache ist: Der Einstieg in die Digitalisierung eines Maschinenparks muss weder zeitaufwändig noch teuer sein. Ein Beispiel dafür ist die Lösung von smartblick.

Mit wenigen Handgriffen montiert, erfasst der Sensor von smartblick Maschinendaten wie die aktuelle Drehzahl und den Leistungsbedarf der Spindel. Per Webinterface auf beliebige Endgeräte übertragen, bildet die Sofware von smartblick den Zustand des Maschinenparks in Echtzeit ab und ist problemlos auch mit CNC-Systemen älterer Bauart kompatibel.

Auf diese Weise digitalisiert, bleiben alle Beteiligten vom Prozessingenieur über die Produktionsleitung bis hin zur Geschäftsführung über die verfügbaren Ressourcen immer auf dem Laufenden. Ungenutzte Maschinenkapazitäten sind sofort sichtbar und können anderweitig belegt werden, die Datenanalyse liefert darüber hinaus klare Aussagen zur Wirtschaftlichkeit des Maschinenparks insgesamt oder beziffert präzise die auftragsbezogenen Stückkosten.

Maschinendaten digital durch smartblick erfasst und anschaulich visualisiert

Automatisierung reduziert Fachkräftebedarf

Zugegeben: Einen klassischen Produktionsbetrieb letztlich in eine Smart Factory zu verwandeln ist ein komplexes Vorhaben, das je nach Unternehmensgröße durchaus einige Jahre in Anspruch nehmen und einiges an Geld kosten kann. Darauf gänzlich zu verzichten, kann einen Betrieb aber teuer zu stehen kommen. Stichwort Fachkräftemangel: Fachpersonal für die Bedienung einer CNC Dreh- oder Fräsmaschine zu finden, wird auf lange Sicht immer schwieriger. Mit zunehmender Automatisierung ändern sich aber auch die Anforderungen an das Bedienpersonal und die Maschinen übernehmen Aufgaben, die bis dato nur ausgebildete Fachleute erledigen konnten (oder durften). In der Druckbranche beispielsweise können viele Anbieter heutzutage nur überleben, weil leistungsstarke Digitaldruckmaschinen notfalls auch mit angelerntem Personal betrieben werden können, wenn der einzige verbliebene Druckermeister gerade im Urlaub oder krankgeschrieben ist. Und die CNC-Maschine bedient in Zukunft vielleicht ein Dreher mit Zusatzqualifikation als Data Scientist – oder umgekehrt.

Automatisierung und Digitalisierung gehen mit veränderten Unternehmenskulturen einher, die  neue Rollen und andere Strukturen mit sich bringen werden. Die Integration aller Technologien und Datenquellen in übergreifende, digital basierte Unternehmensstrategien führt aber auch zu höherer Flexibilität, verbessert die Planungsgrundlagen und sichert im Ergebnis langfristig die Existenz des Betriebs.

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