Die Smart Factory schließt den Kreis von der traditionellen Automatisierung hin zu einem vollständig vernetzten und flexiblen System.
Smart Factory bezeichnet die Vision einer flexiblen, vernetzten Produktionsumgebung, in der die Produktionssysteme ihre Leistung selbst organisieren und optimieren, sich selbst an neue Bedingungen anpassen, daraus (nahezu) in Echtzeit lernen und ganze Produktionsprozesse autonom ablaufen lassen können. Im Allgemeinen adressiert die Smart Factory übergreifende Kategorien wie Qualität, Kosten, Sicherheit, vorausschauende Wartung und Transparenz in der Wertschöpfung. Letztlich münden diese in eine bessere Rentabilität und eine höhere Produktqualität.
Die Smart Factory und die Cloud
Basis einer Smart Factory sind häufig offene Cloud-Plattformen. Cloud-Computing ermöglicht intelligenten Fabriken die höchst flexible Speicherung, Verarbeitung und gemeinsame Nutzung von Daten zu geringeren Kosten als mit einer eigenen Server-Infrastruktur. Vernetzte Geräte und Maschinen in der Fertigung profitieren von der Möglichkeit, schnell große Datenmengen hochzuladen. Aus dem Destillat all dieser Daten lassen sich Rückmeldungen geben und Entscheidungen treffen.
Industrial Internet of Things (IIoT)
IIoT beschreibt die Vernetzung von Geräten, Maschinen und/oder Prozessen. Das Ziel ist es über Datenkommunikationssysteme den Austausch der gesammelten Daten zwischen Mensch und Maschine sowie die Auswertung und Nutzung der Daten zu erleichtern. Typischerweise verfügen vernetzte Geräte über Sensoren, die aussagekräftige Daten abrufen und in einer Cloud oder Offline-Datenbank ablegen, um Fertigungsprozesse zu verfolgen und Möglichkeiten zur Verbesserung zu identifizieren.
Qualität
Die Selbstoptimierungseigenschaft der intelligenten Fabrik erkennt frühzeitig eine nachlassende Produktqualität und kann dabei helfen, individuelle Ursachen dafür zu identifizieren, sei es aufseiten von Mensch, Maschine oder Umgebung. Dies reduziert Ausschussraten und Durchlaufzeiten und erhöht Füllraten und Ertrag. Ein optimierter Qualitätsprozess führt zu einem qualitativ besseren Produkt mit weniger Fehlern und damit zu weniger Rückrufen.
Kosteneffizienz
Optimierte Prozesse steigern in der Regel die Kosteneffizienz bei besser vorhersehbaren Bestandsanforderungen, effektiveren Einstellungs- und Personalentscheidungen sowie geringerer Prozess- und Betriebsvariabilität. Ein höherwertiger Prozess erlaubt möglicherweise auch eine integrierte Sicht auf das Liefernetzwerk. Dies führt zu einer schnelleren bzw. verzögerungsfreien Beschaffung von Rohstoffen und damit zu weiterer Kostensenkung. Außerdem kann ein qualitativ optimierter Prozess zu geringeren Garantie- und Wartungskosten beitragen.
Sicherheit: Cyber-Security-Risiko
Das Cyber-Security-Risiko stellt in der Smart Factory eine größere Herausforderung dar als in der traditionellen Fertigungsanlage. Daher sollte es als Teil der gesamten Smart-Factory-Architektur behandelt werden. In einer vollständig vernetzten Umgebung, die angesichts der Vielzahl von Verbindungspunkten möglicherweise schwieriger zu schützen ist, haben Cyberangriffe in der Regel weiter reichende Auswirkungen. Das Cyber-Security-Risiko nimmt in dem Maße zu, wie die Smart Factory skaliert und sich über die eigenen Wände hinaus auf Zulieferer, Kunden und andere Produktionsstätten ausdehnt. Hersteller sollten Cybersicherheit von Anfang an zu einer Priorität in ihrer Smart-Factory-Strategie machen.
Predictive Maintenance
Maschinenausfälle während der Produktion können zu Beeinträchtigungen des Produktionsplans, zu Lieferverzögerungen oder auch zu Überstunden der Mitarbeiter die den Ausfall beheben führen. Predictive Maintenance (PdM), d. h. vorausschauende Wartung, umfasst eine Reihe von Mechanismen, die feststellen, wann der Ausfall einer Maschine droht. Auf Grundlage einer kontinuierlichen Überwachung der Maschine oder des Prozesses ermöglicht PdM eine geplante Wartung bereits vor dem eigentlichen Bedarfsfall. Eine weitere, ebenso wichtige Funktion von PdM ist die Möglichkeit der Fehlerfrüherkennung durch Machine Learning. Als möglicher Teil des Industrie-4.0-Konzepts zielt PdM darauf ab, die Wartungskosten zu minimieren, eine Zero-Waste-Production umzusetzen, die Zahl der Großausfälle zu reduzieren und die Nachhaltigkeit voranzutreiben.
Transparenz in der Wertschöpfung
Die in Echtzeit gesammelten Daten über den Zustand und die Performance von Anlagen und Geräten erhöhen die Transparenz in der Beziehung zwischen Herstellern und Kunden zugunsten einer effektiveren Verwaltungsleistung. Intelligente automatisierte Prozesse und die Analyse von aggregierten Daten und Informationen steigern den Wertschöpfungsgrad in der Fabrik.
Partner auf dem Weg zur vernetzen Produktion
Individuelle Software-Lösungen von infoteam unterstützen Sie auf dem Weg zur vernetzten Produktion. Gemeinsam mit unserem Partner Actyx steigern wir die Transparenz in Ihrem Produktionsprozess. Schritt für Schritt begleiten wir Sie bei der Harmonisierung Ihres Maschinenparks sowie der Vernetzung des Shopfloors.
Autor: Riadh Dhaoui, Software Engineer, infoteam Software AG
