Dieser Artikel umfasst folgende Themen:
- Anwendungsfälle für die digitale Transformation in der Fertigungsindustrie
- Beispiele von fünf Herstellern, die intelligente Fabriktransformationen durchgeführt haben
- Die Vorteile, die intelligente Fabriktransformationen laut Herstellern bringen
Obwohl die intelligente Transformation von Altanlagen auf dem Vormarsch ist, kommt sie nicht annähernd in dem Tempo voran, das ursprünglich vorgesehen war. Die Integration der digitalen Technologie zur Entwicklung einer intelligenten Fabrik bringt zahlreiche Vorteile mit sich, wie datengesteuerte Optimierung, vorausschauende Wartung, Maschine als Dienstleistung und viele andere - aber die Implementierung ist mit vielen Herausforderungen verbunden. Dennoch gibt es eine Auswahl von Unternehmen, die in den folgenden Anwendungsfällen hervorgehoben werden und die die intelligente Fabrik erfolgreich implementieren konnten und nun die Vorteile nutzen.
1. Optimierung der Maschinennutzung in einer Einrichtung zur Herstellung medizintechnischer Geräte
Ein Hersteller medizinischer Geräte und Ausrüstungen mit vier Produktionsstätten in den Vereinigten Staaten kämpfte mit der Optimierung des Einsatzes seiner Dreh- und Schleifmaschinen. So wurden die Produktionszyklen durch Ausschuss, Verzögerungen und Ineffizienz bei der Terminplanung beeinträchtigt. Um die Auslastungsrate seiner Produktionsmaschinen zu optimieren, wandte sich der Hersteller der digitalen Transformation seiner Maschinenüberwachung, Datenerfassung und Nutzungsprozesse zu.
In diesem Fall wurden industrielle IoT-Lösungen, die an eine industrielle Cloud-Plattform gebunden sind, verwendet, um die Umwandlung in eine intelligente Fabrik voranzutreiben, die Maschinendaten erfassen und verarbeiten kann. Moderne Maschinen konnten leicht an drahtlose Netzwerke angeschlossen werden, um die von ihnen produzierten Daten zu erfassen, während digitale E/As verwendet wurden, um Altgeräte mit der IoT-Plattform zu verkabeln und so eine vernetzte intelligente Fabrik mit cyberphysikalischen Verbindungen zu schaffen und ein datengesteuertes Optimierungsmodell im Fertigungsbereich zu implementieren.
Die erfassten Daten wurden auf der industriellen Cloud-Plattform verarbeitet und aggregiert und ermöglichten einen Einblick in den Betrieb der Anlagen. Die digitale Transformation ermöglichte es dem Hersteller medizinischer Geräte zu erkennen, dass seine Produktionspläne nicht synchronisiert waren und er zu wenige Bediener hatte, um die verfügbaren Maschinen richtig zu nutzen, was sich auf deren Auslastungsrate auswirkte. Mit den Erkenntnissen, die durch die intelligente Transformation des Maschinenüberwachungsprozesses in der Fabrik gewonnen wurden, konnte der Hersteller die Maschinennutzung optimieren und gleichzeitig seine Terminplanung verbessern und die Personallücken schließen.
Nach Angaben des Herstellers sparte das intelligente Verfahren innerhalb eines Jahres nach der Implementierung 14.000 Betriebsstunden ein. Die Fähigkeit, die Maschinenleistung in Echtzeit zu überwachen, führte zu einer Reduzierung der Ausfallzeiten und dazu, dass das Planungsteam über genaue Daten zur Entwicklung optimierter Master-Produktionspläne verfügte.
2. Reduzierung der Ausfallzeiten in einer Fabrik für Kfz-Dieselsysteme
Die Auswirkungen von Ausfallzeiten auf die Fertigungsindustrie sind gut dokumentiert. Statistiken beziffern die finanziellen Kosten für eine Stunde Ausfallzeit auf bis zu 260.000 Dollar. Dieser spezielle Hersteller von Automobilsystemen hatte mit ungeplanten Ausfallzeiten zu kämpfen, die durch unerwartete Maschinenausfälle verursacht wurden. Um seine Ausfallzeiten zu reduzieren und ein vorausschauendes System für die Wartung seiner Maschinen zu entwickeln, wandte sich der Hersteller der Digitaltechnik zu.
In diesem Fall wurden Temperatur-, Vibrations- und Überwachungssensoren in die Maschinen der Fabrik eingebaut, um spezifische Daten zu sammeln, die den Zustand der Maschinen verdeutlichen. Die erfassten Datensätze wurden auf eine industrielle Cloud-Plattform mit Datenanalyse-Tools übertragen, um diese Datensätze in Echtzeit zu aggregieren und zu verarbeiten. Dadurch entstand eine intelligente Fabrik, in der angeschlossene Maschinen Daten in Echtzeit übertragen und empfangen konnten.
Die Fähigkeit, Maschinenleistungsmetriken zu verfolgen, ermöglichte die Erfassung von Daten über die Ausfallzeiten der Maschinen. Auf der Grundlage der gesammelten historischen Daten wurde ein vorausschauendes Wartungssystem entwickelt, um Ausfallzeiten vorzubeugen, wobei die genaue Analytik verwendet wird, die nun in der Lage ist, Maschinenausfälle vorherzusagen. Nach Angaben des Herstellers wurden durch die intelligente Überwachung seiner Geräte die Ausfallzeiten drastisch reduziert und die Betriebseffizienz erhöht. Dies verdeutlicht die miteinander verbundenen Vorteile, die intelligente Fabriktransformationen mit sich bringen. Durch den Trickle-Down-Effekt der optimierten Maschinennutzung wurde die Betriebseffizienz insgesamt verbessert und gleichzeitig die betriebliche Ausfallzeit reduziert.
3. Roboter unterstützen das Lager bei der Erreichung seiner Ziele für die Implementierung einer intelligenten Fabrik
Die Lösung der verschiedenen Herausforderungen, denen sich Hersteller und Lagerhäuser bei der Materialhandhabung gegenübersehen, ist für viele Organisationen zu einer wichtigen Überlegung geworden. Der Grund dafür ist, dass ein rationalisiertes Materialflusssystem Unfälle und Verkehr im Fertigungsbereich reduziert, den Materialtransport vereinfacht und die betriebliche Effizienz verbessert. Heute gibt es mehrere intelligente Systeme, die die herkömmlichen manuellen Prozesse der Materialbewegung im Fertigungsbereich automatisieren. Ein solches Beispiel ist der Einsatz von autonomen mobilen Robotern in Lagereinrichtungen.
Um Unordnung und Werkstattverkehr zu reduzieren, integrierte der Lieferdienstleister den Einsatz von autonomen mobilen Fetch-Robotern in seiner Fabrik. Die Roboter sind so programmiert, dass sie das Fertigungslayout verstehen, und sind mit einer industriellen Cloud-Plattform verbunden, um bei der Navigation und Datenverarbeitung zu helfen. Der Roboter empfängt Daten wie z. B. Navigationspläne über WLAN-Netzwerke, um seine Aufgaben zu erfüllen.
Die autonomen Roboter sind mit 2D- und 3D-Kamerasensoren ausgestattet, die bei der Objekterkennung helfen und das Technologiesystem zur Kollisionsvermeidung innerhalb der Roboter unterstützen. Die Integration eines autonomen Materialtransportsystems verwandelte den Fertigungsbereich in eine intelligente Fabrik, in der menschliche Bediener beim Sortieren der Aufträge halfen, den Transport jedoch Robotern überließen. Die Implementierung dieses intelligenten Systems führte zu einer 50-prozentigen Reduzierung der Zeit, die für die Erfüllung von Kundenaufträgen benötigt wird. Es steigerte auch die Effizienz des Kommissionierungsprozesses und das Serviceniveau, das die Kunden erhielten.
4. Der digitale Zwilling verbessert die Layoutplanung in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Beim digitalen Zwilling handelt es sich um die Entwicklung digitaler Darstellungen von physischen Objekten und Systemen, die in Echtzeit Daten untereinander austauschen. Dadurch ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten wie die Überwachung und Verbesserung des Anlagenbetriebs, die Entwicklung von Zeitplänen und die Simulation von Ereignissen, um genaue Geschäftseinblicke zu erhalten. Um seine Einrichtungen umzustrukturieren, um das Effizienzniveau und die Produktivität zu verbessern, wandte sich dieses Restaurantunternehmen dem digitalen Zwilling und der erweiterten Realität zu.
Mit der digitalen Zwillingstechnologie konnte das Unternehmen das Layout optimieren, indem es Designs entwickelte, die den Mitarbeitern einen einfachen Zugang zu den Zutaten und eine einfache Navigation durch die Küche ermöglichten. Es wurde auch die erweiterte Realität genutzt, um die Mitarbeiter im Verständnis des neuen Layouts zu schulen. Das Ergebnis war ein schnellerer Drive-Through-Service, der zu einer höheren Kundenzufriedenheit führte.
5. Ein Abfallunternehmen steigert seine Einnahmen mit Machine as a Service (MaaS)-Angeboten
Der Kauf von Verbrennungsanlagen war schon immer ein Engpass für private Unternehmen, die Dienstleistungen für die Entsorgung von Industrieabfällen anbieten. Dies ist auf die Anfangskosten von industriellen Verbrennungsanlagen und die mit ihrer Nutzung verbundenen lebenslangen Wartungskosten zurückzuführen. Ein OEM, der Verbrennungsöfen herstellt, entwickelte eine MaaS-Initiative für kleine und mittlere Unternehmen, die seine Ausrüstung mieten möchten.
Das vom OEM initiierte MaaS-Modell beinhaltete die Vermietung seiner Verbrennungsanlagen über fünf Jahre mit Service und zusätzlicher Unterstützung für den Endbenutzer. Im Gegenzug erfasste das Unternehmen die Nutzungs- und Wartungsdaten der benutzten Verbrennungsanlagen und erhob eine Abonnementsgebühr. Nach Angaben des Herstellers lieferte seine MaaS-Initiative die erforderlichen Daten für die Entwicklung optimierter Geräte. Die Initiative macht auch 20 % der jährlichen Einnahmen aus.
Schlussfolgerung
Intelligente Fabriken werden bleiben. Die Implementierung kann zwar eine Herausforderung sein, aber die obigen Anwendungsfälle veranschaulichen die vielen Vorteile, die die Hersteller in einer Reihe von Branchen bereits zu erkennen begonnen haben. Der Aufstieg neuerer, intelligenterer und schnellerer Wege zur Automatisierung, Optimierung, Nutzung und Verbindung von Fertigungsanlagen wird auch weiterhin Geschäftswachstum ermöglichen, da immer mehr Hersteller sich für die Industrie 4.0 entscheiden.
