Die 10 Säulen zum Fertigungserfolg in der Industrie 4.0

Industrielle Revolutionen haben eine große Rolle dabei gespielt, wie Dinge heute gehandhabt werden. Bereits im späten 18. Jahrhundert wurden während der ersten industriellen Revolution mit Dampf und Wasser angetriebene Maschinen eingeführt.

Anschließend brachte die zweite industrielle Revolution Stahl mit sich, führte zur frühen Nutzung von Elektrizität in Fabriken und zur ersten Massenproduktion durch Verwendung von Fließbändern.

Vor kurzem fand die dritte industrielle Revolution statt, die unter Verwendung von Rechnerleistung dabei half, den Übergang von analoger, mechanischer und elektronischer Technologie zu digitaler Technologie zu vollziehen.

 

Industrie 4.0

Die deutsche Regierung veröffentlichte ein Memo, das den Beginn der vierten industriellen Revolution, besser bekannt als Industrie 4.0, im Jahr 2013 ankündigte. In diesem Memo wird ein Plan skizziert, wie die Fertigungsindustrie so computerisiert werden könnte, dass menschliche Beteiligung nicht länger erforderlich wäre.

Es werden eine Reihe unterschiedlicher Dinge benötigt, um dies zu verwirklichen, bei Erreichen derselben wird der gesamte Bereich der Fertigung jedoch erneut transformiert. Eine Industrie 4.0 Produktionsanlage würde:

  • Produktivität deutlich verbessern: Branchen mit einem hohen Anteil an Produktvarianten werden von der erhöhten Flexibilität einer Industrie 4.0 Produktionsanlage profitieren und letztendlich Produktivitätssteigerungen erfahren.
  • Umsatzwachstum fördern: Produktionsstätten, die ihre Anlagen auf Industrie 4.0 aufrüsten, werden eine zunehmende Menge an maßgeschneiderten Produkten erfordern, die die Wirtschaft ankurbeln und das Umsatzwachstum steigern.
  • zu Beschäftigungszuwachs führen: Dies mag überraschend klingen, jedoch wird vorhergesagt, dass Beschäftigungsmöglichkeiten voraussichtlich um 6 % steigen werden. Diese neuen Arbeitsplätze werden unterschiedliches Knowhow erfordern, wobei eine Schwerpunktverschiebung weg von der manuellen Arbeit in der Produktion auf vermehrt technisch fokussierte Berufe erfolgen wird

 

Wie können wir dies erreichen?

Diese Hinwendung zur vollständigen Digitalisierung setzt sich des Berichts der Boston Consulting Group zufolge aus 10 Säulen zusammen, „Industrie 4.0: Die Zukunft von Produktivität und Wachstum in der Fertigungsindustrie.“ Die BCG ist der Meinung, dass die Produktion transformiert wird: „Isolierte, optimierte Zellen werden als voll integrierter, automatisierter und optimierter Produktionsfluss zusammenkommen. Dies wird zu einer größeren Effizienz und der Änderung traditioneller Produktionsbeziehungen zwischen Lieferanten, Produzenten und Kunden, sowie zwischen Mensch und Maschine, führen.“

Hier eine Auflistung der zehn Säulen und wie jede von ihnen zur Industrie 4.0 beiträgt.

  • Big Data und Analytik
    Big Data und Analytik sind in der Fertigungswelt relativ neu, aber Hersteller machen sich diese bereits zunutze. Die Sammlung und Auswertung von Daten aus mehreren Quellen (einschließlich Produktionsanlagen und -systemen, Unternehmensdaten und Kunden-Management-Systemen) werden zum Standard und dabei die Entscheidungsfindung in Echtzeit unterstützen.
  • Autonome Roboter
    Roboter werden im großen Stil weiterentwickelt. Sie werden immer autonomer, flexibler und kooperativer. Im Rahmen dieser Säule arbeiten Roboter Seite an Seite mit Menschen, lernen von ihnen und verbessern Prozesse kontinuierlich. Roboter würden weniger kosten und wären in der Lage mehr zu leisten. Um dies einen Schritt weiter zu führen, sind diese Roboter außerdem darauf programmiert, sich automatisch so anzupassen, um das nächste unfertige Produkt fertigzustellen.
  • Simulation
    Stellen Sie vor, was Sie hervorbringen und erreichen könnten, wenn Sie den physikalischen Prozess vor der Ausführung in 3D sehen könnten. 3D-Simulationen gestatten Herstellern Maschineneinstellungen virtuell zu testen, bevor die jeweilige Änderung implementiert wird. Dies spart in bedeutendem Maße Zeit, Kosten sowie Versuche.
  • Horizontale und vertikale Systemintegration
    Dinge in die Cloud zu verlegen, um vertikale und horizontale Zusammenarbeit zu ermöglichen, würde die weiteren Teile eines Unternehmens von der obersten Geschäftsleitung bis zum Fertigungsarbeiter zusammenbringen. Das Design-Team könnte mit Vorgesetzten der Produktionsanlagen zusammenarbeiten, um neue Prozesse in derselben privaten Cloud zu testen.
  • Industrielles Internet der Dinge (Internet of Things)
    In einer idealen Industrie 4.0 Welt werden Geräte durch integrierte Computersysteme erweitert und durch Standardtechnologien verbunden. Damit wird eine bessere Kommunikation und Interaktion zwischen Feldgeräten ermöglicht. Dies würde auch gestatten, dass diese Geräte Daten sammeln und über einprogrammierte Algorithmen zur Entscheidungsfindung verfügen, was Antworten in Echtzeit ermöglicht.
  • Cybersicherheit
    Durch den Anschluss von Maschinen, Geräten, Robotern, Big Data und allem anderen könnte das Bedürfnis nach Sicherheit gar nicht größer sein. Insofern ist Sicherheit rund um Kommunikation, Identitätsmanagement und Zugangsmanagement entscheidend für den Erfolg der Industrie 4.0 in der Fertigung. Dies ist eine betriebsnotwendige Säule – eine Lücke im System der Fertigungsanlage könnte ausgesprochen schädlich sein.
  • Die Cloud
    Die Nutzung von Cloud-basierter Software für Unternehmens- und Analytik-Anwendungen existiert bereits. In der weiteren Entwicklung wird die gemeinsame Nutzung von produktionsnaher Analytik vermehrt datenbasierte Dienste für Produktionssysteme ermöglichen.
  • Additive Fertigung
    Additive Fertigung wird mit der Industrie 4.0 weitaus häufiger verwendet. Über die aktuelle Verwendung von Produktprototypen und Einzelteilen mithilfe von 3D-Druckern hinaus kann additive Fertigung diese Funktionen verwenden, um Kleinserien kundenspezifischer Produkte zu erstellen, die über Bauvorteile wie komplexe und leichte Designs verfügen.
  • Erweiterte Realität
    Erweiterte Realität kann Arbeitnehmern einer Produktionsanlage dabei helfen die benötigten Informationen dann zu erhalten, wenn sie sie brauchen. Das bedeutet, wenn ein Arbeitnehmer nach einem Teil sucht, das in einer Maschine ersetzt werden muss und dabei eine „Augmented Reality“-Brille trägt, kann er in seinem Sichtfeld Informationen darüber erhalten, welches Teil benötigt wird, wo es zu finden ist und wie es installiert werden kann. Der hierbei mögliche Effizienzanstieg ist schier endlos.
  • „Customer First“-Philosophie
    Die CEB schätzt, dass 57 % des Kaufzyklus ablaufen, bevor ein Kaufinteressent tatsächlich mit einem Handelsvertreter spricht. Kunden möchten dazu angeleitet werden intelligente Entscheidungen zu treffen, die von den Erfahrungen und Praktiken von Käufern wie ihnen geprägt sind. Sie wünschen sich, dass das System die besten Optionen vorhersagt. Die Fähigkeit, den Anforderungen Ihres Käufers in der heutigen digitalen Landschaft gerecht zu werden, erfordert mehr als nur eine einfache Optimierung Ihrer internen Prozesse. Sie erfordert eine totale Transformation der Art und Weise, wie Sie produzieren, verkaufen und letztendlich dessen, wie Sie denken.

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Von Smartphones über Smart Homes bis hin zu Smart Factories

Wenn wir die zehn vom BCG skizzierten Säulen nehmen und sie alle auf eine Fertigungsanlage anwenden, dann können Sie sich vorstellen, wie eine Industrie 4.0 Smart Factory funktionieren würde im Vergleich dazu, wie Fertigungsanlagen nach jeder industriellen Revolution geführt wurden.

Wir würden selbstoptimierte, selbstkonfigurierte Roboter mit künstlicher Intelligenz sehen, die nicht nur dazu programmiert wären, um die Ausführung komplexer Aufgaben zu bewältigen, sondern auch um von den Menschen zu lernen, mit denen sie zusammenarbeiten.

 

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