IT in der Fertigung: Unterstützung für die Fabriken der Zukunft

Mit 346 Robotern pro 10.000 Beschäftigten rangiert Deutschland bereits unter in den Top 10 der weltweit höchstautomatisierten Länder.


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Bereits im 19. Jahrhundert, als andere Länder darum bemüht waren, nicht den Anschluss zu verpassen, konnte sich Deutschland mit seiner florierenden Wirtschaft eine optimale Ausgangslage für die Fertigung und die Massenproduktion in Europa verschaffen. Deutschlands Stellung als Nährboden für die Industrialisierung konnte bis heute erhalten werden. Selbst als 2020 die Produktion pandemiebedingt einen schweren Schlag hinnehmen musste, betrug Deutschlands Anteil an den verkauften Produktionsmengen immer noch 29 Prozent, und damit europäischer Spitzenreiter. Die treibende Kraft hinter diesem Erfolg ist das ständige Bestreben, bisherige Leistungen zu übertreffen. Industrie 4.0 und das Zwischenziel der intelligenten Fabriken machen dieses Mindset deutlicher denn je.

Mit 346 Robotern pro 10.000 Beschäftigten rangiert Deutschland bereits unter in den Top 10 der weltweit höchst automatisierten Länder. In den kommenden Jahren werden Unternehmen dank weiterer Anwendungen auf den Gebieten von Künstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML), dem Konzept des Digital Twins sowie hybriden Edge-Cloud-Lösungen ihre IT-Kosten weiter reduzieren und Lieferketten produktiver und effizienter machen können.

Während die Konnektivität vom Fertigungsbereich bis in die Chefetage immer besser wird, müssen Hersteller sicherstellen, dass sie einen ganzheitlichen Ansatz für die Sicherheit ihrer Informationstechnologie/Betriebstechnik (IT-/OT-Sicherheit) wählen. Ein-Chip-Systeme (Systems on a Chip, SoC) werden dabei eine entscheidende Rolle spielen, alle OT-, IoT- und IT-Systeme vollständig transparent zu gestalten, um so die Sicherheit zu verbessern und den digitalen Wandel voranzutreiben. Nachstehend einige Technologien, die den Herstellern als Ausgangspunkt für ihre Reise in eine Welt intelligenter Fabriken dienen sollen.

Fortschrittliche digitale Technologien wie 5G, Software-Defined Networking (SDN), Quantencomputer und Blockchain-basierte Sicherheit warten nur darauf, sich in der verarbeitenden Industrie beweisen zu können. Gleichzeitig gewinnen futuristische Konzepte wie Lights Out Manufacturing, Connected Logistics, Mensch-Roboter-Kollaboration oder Predictive Maintenance überall an Attraktivität. Es ist ein einfacher Wunsch: Eine reaktions- und anpassungsfähige integrierte Fertigungslinie, um die Time-to-Market zu reduzieren, Abläufe zu verschlanken und Kosten zu optimieren.

Schauen wir uns an, wie dies durch intelligentere Fabriken zur Realität werden kann.

Mit der zunehmenden Bedeutung virtueller Räume in der Fertigung gewinnt auch das nahtlose Zusammenspiel zwischen physischen und virtuellen Räumen für ferngesteuerte Betriebsabläufe immer mehr an Gewicht. Einen maßgeblichen Wandel in dieser Hinsicht können Digital Twins bewirken. Bei diesem Konzept wird für jedes physische Objekt ein virtuelles Spiegelmodell geschaffen. Für ein Industrieunternehmen kommt der Einsatz von Digital Twins vor allem in den Bereichen Risikobewertung, Predictive Maintenance, Finanzplanung sowie Forschung und Entwicklung infrage. Mit diesem Ansatz lässt sich die Fähigkeit des Herstellers, Marktentwicklungen zu analysieren, Abläufe zu optimieren und fundierte Entscheidungen zu treffen, deutlich verbessern.

Wird das IIoT (Industrial Internet of Things) an das nur gering latente 5G-Hochgeschwindigkeitsnetz angebunden, können Hersteller das leidige Problem der Echtzeit-Prozessoptimierung lösen. Ob es um Betriebsabläufe, Energieverbrauch, Materialausschuss oder Warenbestände geht: 5G ist dafür prädestiniert, eine neue Ära der Echtzeitüberwachung entlang der gesamten Wertschöpfungskette einzuläuten. Mit Wearables, die mit dem IIoT-Netz verbunden sind, kann der Gesundheitszustand von Beschäftigten überwacht und damit die Arbeitssicherheit verbessert werden.

Bis vor einigen Jahren war AR für die verarbeitende Industrie noch eine Utopie, inzwischen hat sie auf dem Gebiet des Smart Manufacturing jedoch eine wahre Revolution ausgelöst. Mit dieser neuen Technologie werden Cross-Skilling und Ausbildung am Arbeitsplatz beschleunigt. In einer Zeit, in der Fabriken unterbesetzt waren, die Nachfrage nach Waren in die Höhe schnellte und Unternehmen lediglich die Möglichkeit zur Fernausbildung hatten, war AR der dringend benötigte Rettungsanker für die Produktion aller wesentlichen Güter. Eine weitere Anwendung ist die Fernkommunikation, bei der mobile Mitarbeiter mithilfe von AR zur effektiven Fehlerbehebung mit Beschäftigten vor Ort zusammenarbeiten können. Dank der Möglichkeit, virtuelle Objekte in der realen Welt zu verwenden, können Fertigungsleiter etwa leichter beurteilen, ob eine Anlage an einem vorgesehenen Platz aufgestellt werden kann. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für AR/VR ist die Simulation der Art und Weise, wie Roboter innerhalb einer Fertigungszelle mit den Menschen und der Umgebung interagieren.

Mit 3D-Druck lässt sich der Bau funktionsfähiger Prototypen beschleunigen, wodurch die Time-to-Market verkürzt wird. Mit dieser Technologie werden die Grenzen der Gestaltungsmöglichkeiten aufgeweicht: Eine Fertigungslinie, die auf den 3D-Druck zugeschnitten ist, lässt sich im Vergleich zu einer herkömmlichen Fertigungslinie viel einfacher verändern. Das macht die Technologie ideal für Hersteller, die Märkte bedienen, die durch stetigen Wandel gekennzeichnet sind.

Smart Manufacturing wird für die Wiederherstellung der wirtschaftlichen Stabilität in Deutschland von maßgeblicher Bedeutung sein. Hersteller beschäftigen sich inzwischen mit einer Vielzahl neuer Schwerpunktthemen: alternative Beschaffung, berührungslose Logistik und Lieferketten, agile Entwicklung neuer Produkte (New Product Development oder kurz NPD), schnelle Umsetzung der Cloud-Technologie und Closed Feedback Loops mit CRM-Datenanalyse. Neben disruptiven digitalen Lösungen sind die Zusammenarbeit mit einem Netz aus zuverlässigen Partnern, die Erarbeitung eines umfassenden Aktionsplans mit klar definierten Leistungskennzahlen und eine solide Unternehmensführung nötig, damit Organisationen ihre Ziele erreichen können.

Tech Mahindra stellt seinen Kunden seine Kompetenzen auf dem Gebiet der digitalen Lösungen zur Verfügung und ist vor Ort vertreten, um mit den Unternehmen gemeinsam den bestmöglichen Nutzen aus dem Konzept der intelligenten Fabriken zu ziehen. Mit Hilfe von NXT.NOW™ und einem im Aufbau befindlichen Innovationshub in Mannheim können Hersteller den Grundstein für die Fabriken der Zukunft legen und mit einem vorgegebenen Aktionsplan auf künftige Erfolge hinarbeiten.

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