Was sind intelligente Fabriken und intelligente Fertigung?

Das verarbeitende Gewerbe setzt seit langem auf Digitalisierung, um die betriebliche Effizienz und Skalierbarkeit zu verbessern. Im Laufe der Zeit hat die grundlegende Automatisierung zu erheblichen Steigerungen der Fabrikproduktion geführt und zur Senkung der Arbeitskosten beigetragen.

Heute erweitern neue Technologien wie KI, Robotik, digitale Zwillinge und IoT die Grenzen dessen, was in der Fabrikhalle möglich ist. In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie intelligente Fabriken und fortschrittliche Fertigungsprozesse diese Innovationen nutzen — und wie Sie heute mit Low-Code-Lösungen damit beginnen können, sie zu implementieren.

Was ist eine Smart Factory?

Eine intelligente Fabrik ist eine Produktionsstätte, die miteinander verbundene cyberphysische Prozesse und Datenanalysen verwendet, um physische Systeme zu optimieren. Im Wesentlichen handelt es sich um eine Fabrik, die Daten nutzen kann, um zu lernen und sich im Laufe der Zeit zu verbessern. Im Gegensatz dazu sind traditionelle Fabriken relativ statisch, und alle Datenanwendungen (wie die Beschleunigung einer Produktionslinie) müssen manuell durchgeführt werden.

Intelligente Fabriken zeichnen sich durch drei Merkmale aus:

• Vernetzte Systeme: Intelligente Fabriken verwenden drahtlose Netzwerke, um Geräte, Sensoren und Software miteinander zu verbinden und Daten zwischen ihnen auszutauschen.
• Datenerfassung in Echtzeit: Intelligente Fabriken sammeln in Echtzeit riesige Datenmengen aus den Werkshallen, um Automatisierungen und Entscheidungen zu ermöglichen.
• Automatisierung: Intelligente Fabriken nutzen KI, um fortschrittliche Automatisierungen voranzutreiben und Arbeitsabläufe zu optimieren. Sie nutzen auch Robotik, die von KI-Systemen gesteuert wird.

Was ist Smart Manufacturing?

Intelligente Fabriken sind der Schlüssel zu einer intelligenten Fertigung, einer Strategie, die die Integration digitaler Technologien in alle Planungs-, Beschaffungs-, Produktions- und Logistikprozesse beinhaltet. Durch die Digitalisierung kann intelligente Fertigung neue Möglichkeiten eröffnen betriebliche Effizienz und helfen Unternehmen dabei, sich an die sich ändernden Kundenanforderungen anzupassen.

Intelligente Fertigung hängt von einigen der gleichen Technologien ab, die die sogenannte vierte industrielle Revolution vorantreiben, oder Industrie 4.0. Einige dieser intelligenten Fertigungstechnologien umfassen:

• AI: Computersysteme, die darauf ausgelegt sind, auf der Grundlage von Daten zu lernen, Probleme zu lösen und Entscheidungen zu treffen.
• Digitale Zwillinge: Simulationen physikalischer Systeme, die es ermöglichen virtuelles Testen und Optimieren.
• Internet der Dinge: Drahtlos vernetzte Sensoren, die Echtzeitüberwachung und vorausschauende Wartung unterstützen.
• Cloud-Computing: Externe IT-Infrastruktur, die Fertigungsunternehmen Zugang zu fortschrittlichen Datenanalysen und KI-Modellen bietet.
• Robotik: KI-gesteuerte Maschinen, die Produktionsprozesse übernehmen können, um die Produktqualität und die Arbeitssicherheit zu verbessern.

Die wichtigsten Vorteile intelligenter Fabriken

Intelligente Fabriken werden weithin als die Zukunft der Fertigung angesehen, da sie einen enormen Wettbewerbsvorteil gegenüber traditionellen Fabriken bieten. Lassen Sie uns näher auf ihre Vorteile eingehen.

Reduzierte Produktionskosten
Fortschrittliche Fertigungstechnologien wie Robotik, IoT und KI spielen eine Schlüsselrolle bei der Senkung der Produktionskosten. Robotik senkt die Arbeitskosten und minimiert menschliche Fehler, während IoT und KI zusammenarbeiten, um eine vorausschauende Wartung zu ermöglichen — erhebliche Reduzierung der Ausgaben im Vergleich zu herkömmlichen reaktiven Wartungsansätzen.

Verbesserte Produktionseffizienz
KI spielt eine Schlüsselrolle bei der Steigerung der Effizienz intelligenter Fabriken, indem sie Engpässe identifiziert und Möglichkeiten zur Prozessverbesserung aufdeckt. Robotik steigert die Produktivität, indem sie sich wiederholende Aufgaben schneller und konsistenter ausführt als Menschen. In der Zwischenzeit tragen miteinander verbundene Systeme dazu bei, Produktionsverzögerungen zu minimieren, indem sie beispielsweise automatisch erkennen, wann ein Produkt bereit ist, in die nächste Phase eines mehrstufigen Herstellungsprozesses überzugehen.

Bessere Entscheidungsfindung
Umfangreiche Datenerhebungen und KI-gestützte Analysen können aussagekräftige Einblicke in Ihre Betriebsabläufe ermöglichen und fundiertere Entscheidungen unterstützen. Darauf aufbauend sind digitale Zwillinge auch äußerst nützlich für die Analyse potenzieller Entwicklungen, die sich aus einer Prozessänderung oder einer Geschäftsentscheidung ergeben, und helfen Ihnen dabei, mit größerer Sicherheit den besten Weg in die Zukunft zu wählen.

Verbesserte Nachhaltigkeit
Intelligente Fabriktechnologien können auch dazu beitragen, die Umweltbelastung durch eine intelligentere und effizientere Nutzung von Ressourcen zu reduzieren. Insbesondere kann durch vorausschauende Wartung die Lebensdauer von Anlagen verlängert werden, während die KI-gestützte Prozessoptimierung dazu beiträgt, den Energieverbrauch erheblich zu senken. Darüber hinaus minimiert die automatisierte Qualitätskontrolle die Materialverschwendung, indem Fehler frühzeitig und konsequent erkannt werden.

Höhere Flexibilität
Intelligente Fabriken sind skalierbar und anpassbar, was sie in einer sich schnell verändernden Geschäftslandschaft wettbewerbsfähiger macht. Technologien wie Robotik ermöglichen effiziente Produktserien in kleinem Maßstab, während KI sowohl Engpässe in Lieferketten als auch Veränderungen der Kundennachfrage vorhersagen kann.

Implementierung einer intelligenten Fabrik: Die vier Evolutionsstufen

Bestehende Produktionsanlagen können durch eine digitaler Transformationsprozess, das in vier Stufen unterteilt werden kann, um Störungen des laufenden Betriebs so gering wie möglich zu halten.

Stufe 1: Datenerhebung
Der erste Schritt bei der Transformation der bestehenden Fabrik Ihres Unternehmens besteht darin, so viele Prozesse wie möglich zu digitalisieren. Dazu gehören das Hinzufügen von IoT-fähigen Sensoren zu vorhandenen Geräten, die Digitalisierung analoger Datenströme und der Aufbau von Datenbanken zum Speichern der Daten Ihrer Fabrik.

Stufe 2: Datenkontextualisierung
Sobald Ihre Fabrikprozesse vollständig digitalisiert sind, ist es an der Zeit, Ihre Systeme miteinander zu verbinden. Daten müssen abteilungsübergreifend gemeinsam genutzt und zur Analyse und Entscheidungsfindung in die Hub-Software integriert werden.

Stufe 3: Automatisierung
Die nächste Phase der Transformation besteht darin, KI in Ihre Fabrik zu integrieren und ihr Zugriff auf Ihre Datenflüsse in Echtzeit zu gewähren. KI kann dann verwendet werden, um Prozesse zu optimieren und die Entscheidungsfindung zu unterstützen.

Stufe 4: Selbstoptimierung
Sobald die KI vollständig in Ihre intelligente Fabrik integriert ist, kann sie mit einem Prozess des Lernens und der Selbstoptimierung beginnen. Dadurch können sich intelligente Fabriken in Echtzeit an Veränderungen anpassen, indem KI-gestützte Selbstoptimierung nahtlos mit strategischem menschlichem Eingreifen kombiniert wird.

Herausforderungen bei der Implementierung intelligenter Fabriken

Der Prozess der Umwandlung einer Fabrik in eine intelligente Fabrik kann äußerst schwierig sein, insbesondere für Unternehmen, denen es an Erfahrung mit der Digitalisierung mangelt. Zu den größten Herausforderungen, vor denen produzierende Unternehmen stehen, gehören:

• Hohe Anfangsinvestition: Abgesehen von den Kosten neuer Technologien kann der Übergang zur intelligenten Fertigung zu vorübergehenden Produktionsunterbrechungen führen, was zu Ausfallzeiten und potenziellen Umsatzverlusten führen kann.
• Veraltete Infrastruktur: Es kann schwierig sein, ältere oder veraltete IT-Systeme und -Geräte mit neuer KI-gestützter Software oder IoT-Sensoren zu verbinden.
• Cybersicherheit: Durch die zunehmende Konnektivität sind Fabriken Cyberbedrohungen ausgesetzt, sodass Unternehmen für eine verbesserte Sicherheit planen müssen.
• Qualifikationsdefizit der Belegschaft: Viele Fabrikmitarbeiter sind mit IoT-Geräten oder Datenanalysetools nicht vertraut und müssen geschult werden, um in einer intelligenten Fabrik effektiv arbeiten zu können.

Wie Low Code die Implementierung von Smart Factory beschleunigt

Eine der besten Möglichkeiten, die Herausforderungen bei der Implementierung intelligenter Fabriken zu bewältigen, ist die Verwendung Low-Code-Entwicklung. Mit Low-Code können Sie Apps und Integrationen mithilfe anpassbarer Vorlagen, Drag-and-Drop-Designoberflächen und vorgefertigter Inhaltselemente schnell erstellen.

Low-Code hat mehrere wichtige Vorteile gegenüber herkömmlichen Vollcode-Ansätzen zur Digitalisierung von Fabriken:

• Nahtlose Integration: Mit Low-Code können Sie schnell Integrationen zwischen älteren Systemen und moderner Software erstellen.
• Schnellere Entwicklung: Die Low-Code-Entwicklung verläuft viel schneller als die herkömmliche Entwicklung, sodass Sie neue Anwendungen schnell erstellen, anpassen, bereitstellen und iterieren können.
• Beseitigt Engpässe: Für Low-Code sind keine professionellen Entwickler erforderlich, was Ihrem Unternehmen Geld spart und Blockaden im digitalen Transformationsprozess beseitigt.
• Skalierbarkeit: Low-Code-Systeme sind hochgradig skalierbar und flexibel und ermöglichen schnelle Anpassungen der Fertigungsprozesse an Marktveränderungen.

Transformieren Sie Ihre Fertigung mit CLEVR

Die Transformation von einer traditionellen Fabrik zu einer intelligenten Fabrik kann die Effizienz steigern, die Flexibilität Ihrer Fertigungsprozesse verbessern und Ihnen helfen, bessere Entscheidungen über die Zukunft Ihres Unternehmens zu treffen.

CLEVR ist ein vertrauenswürdiger Partner für Ihre digitale Transformation. Das Unternehmen ist ein zertifizierter Mendix-Low-Code-Partner und bietet umfassenden Support für Modernisierung älterer Systeme, indem wir neue Technologien wie KI implementieren und Ihre Fertigungsprozesse intelligenter machen.

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Forschungsmethodik

Dieser Leitfaden basiert auf Beiträgen von Konstruktions-, Betriebs- und IT-Managern in der Fertigungsindustrie. Er stützt sich auch auf Erfolgsgeschichten zur Digitalisierung aus Branchenpublikationen und Erkenntnisse von Unternehmen, die Low-Code zur Modernisierung ihrer Fertigungsprozesse eingesetzt haben.

Häufig gestellte Fragen

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Intelligente Fabriken können jede Art von Daten im Zusammenhang mit Ihren Fertigungsprozessen oder Geräten verfolgen. Sensoren können beispielsweise verfolgen, wie schnell Bauteile einen Montageprozess durchlaufen oder wie stark eine bestimmte Maschine genutzt wird. Gerätespezifische Sensoren können Daten wie Temperatur, Strom und akustische Signale verfolgen, um potenziellen Wartungsbedarf zu erkennen.

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Industrie 4.0 ist der Begriff, der verwendet wird, um die vierte industrielle Revolution zu beschreiben, einen globalen Wandel zur Digitalisierung, der alle Branchen betrifft. Intelligente Fertigung ist ein Begriff, der speziell verwendet wird, um zu beschreiben, wie Industrie 4.0 im Fertigungssektor umgesetzt wird. Sowohl Industrie 4.0 als auch intelligente Fertigung basieren auf digitalen Technologien wie KI, IoT, digitalen Zwillingen, Cloud Computing und Robotik.

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