Dieser Artikel umfasst folgende Themen:
- Digitale Transformationstechnologien und ihre Rollen bei der Digitalisierung der Fabrikhalle
- Die Anwendung von Datenanalytik und analytischen Technologien zur Lösung komplexer industrieller Probleme
- Die Optimierung des Produktionsprozesses durch datengesteuerte Richtlinien
Vor der Einführung der Industrie 4.0 wurden Industriedaten gesammelt und verwendet, um den Bestandsverwaltungsprozess zu unterstützen, die Gesamteffizienz von Anlagen zu berechnen und Zahlen zur Umsatzgenerierung oder zum Gewinn zu ermitteln. Mit dem Aufkommen der Industrie 4.0 ist die Erfassung von Daten aus der Fabrikhalle zu einem der wichtigsten Aspekte des industriellen Betriebs geworden. Erfasste Daten werden bei der Digitalisierung der Fabrik und bei der Umsetzung von Industrie 4.0-Geschäftsmodellen benötigt.
Die digitale Transformation im Industriesektor
Die Optimierung industrieller Prozesse beginnt mit dem Verständnis des aktuellen Zustands der Produktionslinie oder der Abläufe in der Fabrikhalle. Obwohl Durchsatzdaten, Bedienerarbeitsstunden und Ausschussraten verwendet wurden, um industrielle Prozesse zu definieren, sind sie für die Entwicklung von prädiktiven Analysemodellen oder die Implementierung einer datengesteuerten Strategie zur Optimierung der Anlagenleistung unzureichend.
Um Daten aus verschiedenen industriellen Abläufen besser zu erfassen, ist der Einsatz von Technologien zur digitalen Transformation erforderlich. Mit digitalen Tools kann jeder Aspekt des Betriebs einer Fabrik gemessen werden, und die erfassten Daten können analysiert werden, um weitere Einblicke in diese Prozesse zu erhalten. Digitale Tools beziehen sich auf Technologien, die Daten erfassen, speichern oder verarbeiten können. Die Digitalisierung der Fabrikhalle beinhaltet die Einbeziehung von: IIoT-Geräten zur Überwachung von Geräten, Edge-Geräten zur Speicherung und Verarbeitung von Informationen und dem alltäglichen Personal Computer zur kontinuierlichen Unterstützung des Betriebs.
Der Fortschritt bei den Datenerfassungstechnologien und der Ausstattung der industriellen Fertigungshallen führt dazu, dass die moderne Fabrikhalle durch den Einsatz von Technologien der digitalen Transformation mit Daten überflutet wird. Datenvisualisierungslösungen wie Web-HMIs tragen dazu bei, dass die Visualisierung von erfassten oder analysierten Daten zu einem einfacheren Prozess wird. Während die digitale Transformation die Herausforderungen bei der Datenerfassung in der Industrie gelöst hat, hat sie eine neue Herausforderung mit sich gebracht: Was machen wir mit all diesen großen Datensätzen?
Der Einsatz von Datenanalytik-Technologien zur Lösung industrieller Probleme
Statistiken zeigen, dass etwa 73 % der erfassten Daten ungenutzt bleiben. In vielen Fällen ist die unzureichende Nutzung von Daten darauf zurückzuführen, dass es keine klare Vorstellung davon gibt, welche Prozesse optimiert werden müssen, und dass es keine definierten Pläne für den Einsatz von Datenerfassungstools gibt. Industrie 4.0-Geschäftsmodelle oder -Konzepte liefern glücklicherweise klare Vorstellungen über die Verwendung von Fabrikdaten.
Erfasste Daten aus der Digitalisierung der Fabrik können eingesetzt werden, um ein automatisiertes prädiktives Analysesystem für die Wartung von Industrieanlagen zu entwickeln, die Anlagenleistung zu analysieren und die Vorteile von Machine as a Service (MaaS) zur Umsatzsteigerung zu nutzen. Die vollständige Synchronisation und Visualisierung der industriellen Abläufe ist ein weiterer wichtiger Aspekt der Digitalisierung der Fabrik und ihrer industriellen Prozesse.
Visualisierungstools für die digitale Transformation unterstützen die Visualisierung von Daten aus jedem Aspekt eines Produktionsprozesses. Eine umfassende industrielle Cloud-Plattform bietet einen zentralen Ort für die Speicherung von Daten aus Bestandsverwaltungssoftware, Lieferketten- und Logistiksoftware, Software für Bedarfsprognosen und Maschinennutzungsdaten. Die Zusammenführung der Daten in einer zentralen Plattform ermöglicht umfangreiche Analysen bei der Entwicklung von Master-Produktionsplänen und bietet den Entscheidungsträgern eine einzige Quelle der Wahrheit und Einsicht für komplexe Entscheidungen.
Eine noch wichtigere Verwendung von Industriedaten bezieht sich auf die Validierung und das Testen neuer Ideen vor der Implementierung. Anlagenweite Daten, die von umfangreichen industriellen Prozessen gesammelt werden, werden in digitale Transformationstools wie z. B. eine digitale Zwillingssoftware eingespeist, um einen virtuellen Spiegel des gesamten Prozesses zu erstellen. Im Gegensatz zu einer 3D-Visualisierungsanwendung ermöglicht der digitale Zwilling die Übertragung von Daten in Echtzeit. Mit dieser Methode können Auswertungen über die Auswirkung der Einführung von Änderungen an der Anlage vor einer physischen Implementierung ausgewertet werden.
Der digitale Zwilling erleichtert zum Beispiel die Kapazitätsplanung mit Hilfe von Bedarfsvorhersagedaten, Daten zur Maschinennutzung, Daten zu den Arbeitsstunden der Bediener usw., um die Anzahl der Anlagen, Ressourcen und des Platzes zu bestimmen, die benötigt werden, wenn der Betrieb erweitert wird, um einen erhöhten Bedarf zu decken.
Eine weitere wichtige Anwendung von Industriedaten ist die Optimierung von Produktionsplänen in Echtzeit. Traditionell bleiben die Pläne statisch und ändern sich nur entsprechend der Verfügbarkeit des Bedieners. Die alte Art der Planung berücksichtigte keine Risiken wie unerwartete Maschinenausfälle, sofortige Nachfragesteigerungen oder Herausforderungen bei der Bestandsverfügbarkeit. Simulationsmodellierungs- und Planungssoftware, die ein Tool für die digitale Transformation ist, garantiert eine risikobasierte Planung. Sie berücksichtigt alle sich ändernden Daten, die aus dem Fertigungsbereich kommen, um flexible Echtzeitpläne zu erstellen.
Die Agilität, die die risikobasierte Planung bietet, stellt sicher, dass Bediener nicht blindlings in komplexe Produktionsszenarien einsteigen und optimiert gleichzeitig den Produktionszyklus. Der digitale Zwilling kann auch als eine einzige Glasscheibe für alle industriellen Daten dienen, die in der Fabrikhalle erfasst werden. Mehr Daten aus industriellen Prozessen führen zu einem noch genaueren digitalen Zwilling von Prozessen oder einer Anlage, der bei der Auswertung verschiedener Szenarien, die die Produktionslinie betreffen, optimierte Ergebnisse sicherstellt.
Die Optimierung von Produktionsprozessen durch datengesteuerte Richtlinien
Eines der wichtigsten Konzepte der Industrie 4.0 ist die Anwendung von datengesteuerten Richtlinien zur Optimierung industrieller Prozesse. Mit Technologien für die digitale Transformation und ihrer Fähigkeit, Daten aus dem Fertigungsbereich zu erfassen - einschließlich Daten aus den tiefsten Bereichen einer Anlage - kann jeder datengesteuerte Strategien zur Optimierung bestimmter Prozesse entwickeln.
Fabrikbesitzer können über den Tellerrand der diversen Geschäftsmodelle schauen, die Industrie 4.0 vorgibt, um Daten auf innovative Weise einzusetzen, die spezifische betriebliche Probleme löst. Es sind Ihre Anlage, Ihre Daten und die Herausforderungen Ihrer Fabrik, die Sie in eine bessere Position versetzen, um zu entscheiden, wie Sie die erfassten Daten am besten nutzen können, um den täglichen Betrieb zu vereinfachen, die Ausschussquote zu reduzieren oder den Umsatz zu steigern.
Das Ergebnis der Umsetzung einer digitalen Transformationsstrategie ist immer ein besseres Bewusstsein für den Status der Fabrik und kostengünstigere Alternativen, um komplexe betriebliche Herausforderungen zu bewerten, bevor eine Lösung implementiert wird.
Schlussfolgerung
Die Digitalisierung der Fabrik ist viel mehr als nur eine Initiative zur Datenerfassung. Technologien für die digitale Transformation sind ausgereift und haben das Stadium erreicht, in dem sie Managern bei der Lösung der komplexesten Herausforderungen helfen, die sie bei der Bereitstellung von Qualitätsprodukten, hohen Service-Levels und wachsenden Umsätzen zu bewältigen haben.
