Mit dem Konzept der Smart Factory eröffnet sich eine völlig neue Ära in der Industrie 4.0. Diese faszinierende Form der Produktionsumgebung, auch als "intelligente Fabrik" bekannt, ist in der Lage, sich eigenständig zu organisieren. Die Fertigungsanlagen und Logistiksysteme agieren harmonisch zusammen, während der Mensch aus dem eigentlichen Produktionsprozess herausgelöst wird. Dieser innovative Ansatz ermöglicht eine beispiellose Effizienzsteigerung und sorgt für eine präzise und fehlerfreie Produktion wie nie zuvor.
Inhaltsverzeichnis: Das erwartet Sie im Artikel
Smart Factory: Definition
Die Smart Factory ist die intelligente digitale Fabrik, denn sie ist einziges digitales Netzwerk und vereint Maschinen, Menschen und Big Data. Durch das Kuratieren und Analysieren von Daten lernt die Smart Factory und gewinnt neue Erkenntnisse.
Cyber Physical Systems (CPS) regieren die Smart Factory
In einer aufregenden Weiterentwicklung der industriellen Fertigung bilden die Cyber-Physical Systems das Herzstück dieser intelligenten Fabriken. Hierbei handelt es sich um Computer, die in der Lage sind, physische Prozesse zu steuern und zu überwachen. Durch die nahtlose Vernetzung von Maschinen und Produkten wird die Vision einer Smart Factory zur Realität. Das Produkt selbst kommuniziert aktiv mit der Smart Factory und teilt ihr die benötigten Informationen für die Produktion mit. Dieser symbiotische Ansatz ermöglicht eine optimierte, effiziente und hochflexible Fertigung.
Das IoT ist die Autobahn der Factory für die Daten
Dank der Informationen, die von den Produkten selbst bereitgestellt werden, ist es möglich, jeden Produktionsschritt bis zum gewünschten Endergebnis präzise zu steuern. Dieser fortschrittliche Ansatz ermöglicht eine nahtlose drahtlose Kommunikation zwischen den Produkten und den Produktionsanlagen. Das Internet of Things (IoT) bildet dabei die Grundlage für diese effiziente und vernetzte Kommunikation, die zu einem reibungslosen Ablauf der gesamten Produktion führt.
Vorteile der Smart Factory
Durch die Implementierung schlanker und optimierter Prozesse können Unternehmen von kürzeren Produktionszeiten und reduzierten Kosten profitieren. Dies führt zu einer gesteigerten Produktivität, da Ressourcen effizienter genutzt werden können. Zudem ermöglicht die kundenorientierte und individuelle Produktion die Herstellung von Einzelstücken bis hin zur Losgröße 1 zu Kosten, die mit Massenproduktionen vergleichbar sind. Diese Vorteile ermöglichen es Unternehmen, flexibler auf Kundenanforderungen zu reagieren und Wettbewerbsvorteile zu erlangen.
Nachteile der Smart Factory
Die Einführung einer Smart Factory geht mit einigen Herausforderungen einher. Unter anderem sind die Komplexität und die damit verbundenen Kosten des Transformationsprozesses als Nachteile zu betrachten. Es erfordert eine umfassende Planung und Umsetzung, um eine erfolgreiche Implementierung zu gewährleisten. Zudem müssen Datenschutzbedenken berücksichtigt werden, da die Vernetzung von Geräten und Systemen potenzielle Sicherheitsrisiken birgt. Darüber hinaus müssen sich die Mitarbeiter auf ein verändertes Anforderungsprofil einstellen, das eine Anpassung ihrer Fähigkeiten und Kenntnisse erfordert.
Was ist in der Smart Factory alles smart?
Smarte Fabrik: Digitaler Zwilling und Losgröße 1
In der Smart Factory bringen die Werkstücke ihre Information, wie sie zu bearbeiten sind mit. (Foto AdobeStock - industrieblick 71332824)
Diese innovative Herangehensweise basiert auf cyber-physischen Systemen, die sowohl die realen Fertigungsobjekte als auch ihre virtuellen Repräsentationen in einem zentralen System vereinen. Ein verwandter Begriff ist der des Digitalen Zwillings, der diese Verbindung weiter verdeutlicht.
Teil dieses Zukunftsszenarios ist die Etablierung einer effektiven Kommunikation zwischen einem Produkt, wie beispielsweise einem Werkstück, und einer Fertigungsanlage.
Mithilfe dieser Informationen werden der Weg des Produkts durch die Fertigungsanlage sowie die einzelnen Fertigungsschritte genau gesteuert. Zusätzlich wird gegenwärtig die Anwendung weiterer Übertragungstechniken wie WLAN, Bluetooth, Farbcodierungen oder QR-Codes untersucht.
Modellfabriken: „Factory 56“ und „ARENA2036“
Die Smart Factory an Hochschulen und Forschungseinrichtungen, wie beispielsweise die beeindruckende ARENA2036, ist ein Ort der Innovation und des Fortschritts. Hier entstehen Modellfabriken, in denen mit Leidenschaft und Hingabe an neuen Technologien geforscht wird.
Ein herausragendes Beispiel ist die "Factory 56" der Mercedes-Benz Group, die mit modernsten Wlan- und 5G-Netzen ausgestattet ist. Durch die nahtlose Vernetzung von Maschinen und Anlagen mittels verschiedener Software-Applikationen werden revolutionäre Möglichkeiten wie Big-Data-Analysen ermöglicht.
Diese Fabrik stellt stolz das bekannte Modell Mercedes-Benz S-Klasse her und produziert seit 2021 sogar die elektrische Variante Mercedes-Benz EQS.
Smarte Logistik: Materialfluss und interne Logistik
Die Intralogistik sorgt für die Zuführung von Rohstoffen und Produkten zur Produktion und für den Weitertransport von Halbzeugen von Fertigungsstufe zu Fertigungsstufe. (Foto: AdobeStock - piai 598824085)
Ein Schritt in die Zukunft der industriellen Fertigung ist die Integration von Konzepten der Smart Factory in weiteren Produktionsbereichen. Insbesondere im Transportwesen und der innerbetrieblichen Logistik werden nun fortschrittliche Systeme entwickelt, die es ermöglichen, Materialien eigenständig zu bewegen und zu transportieren. Durch den Einsatz von Kommunikations- und Ortungs- sowie Identifikationstechnologien wie Internet, WLAN, GPS und RFID wird die Produktion autark mit den benötigten Ressourcen versorgt. Dieser technologische Fortschritt verspricht eine optimierte und effiziente Produktionskette.
Warehouse Management System
Das Warehouse Management System zeichnet sich durch seinen innovativen Modulaufbau aus, der es ermöglicht, die einzelnen Komponenten flexibel miteinander zu kombinieren und an die individuellen Anforderungen anzupassen. Darüber hinaus integriert es nahtlos eine Vielzahl von IoT-Technologien, was eine hohe Mobilität und Anpassungsfähigkeit gewährleistet.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das System als hochskalierbare Cloud-Applikation (SaaS) betrieben werden kann, was eine einfache Skalierung und eine effiziente Ressourcennutzung ermöglicht.
Smarte Verpackungsprozesse
Mit Hilfe einer videogestützten Softwarelösung können Unternehmen ihre Verpackungsprozesse auf smarte Weise optimieren.
Durch den Einsatz dieser Lösung wird der Ressourcenverbrauch signifikant gesenkt, da weniger Umverpackungen erforderlich sind und die Ladungsträger wie Paletten effizienter ausgelastet werden.
Dies trägt zu einer nachhaltigeren Geschäftspraxis bei und unterstützt Unternehmen dabei, ihre ökologischen Ziele zu erreichen.
Echtzeit-Lokalisierungssystem (RTLS)
Ein Echtzeit-Lokalisierungssystem (RTLS) ermöglicht es der Smart Factory, kontinuierlich den Standort von Transportmitteln und -einheiten zu erfassen. Durch diese fortschrittliche Technologie sind Informationen über den genauen Aufenthaltsort von Gütern jederzeit verfügbar.
Transportleitsystem
Das Transportleitsystem ermöglicht Ihnen die umfassende Überwachung und Verwaltung Ihrer Warentransporte sowohl im Lager als auch auf Ihrem Werksgelände. Sie haben jederzeit einen klaren Überblick über den Status und den Fortschritt der Transporte und können sogar externe Dienstleister in das System integrieren.
Häufige Fragen zur Smart Factory
Was ist Losgröße 1?
Losgröße 1 bezeichnet den Prozess, bei dem Unternehmen, die normalerweise größere Stückzahlen in Serie oder Massenproduktion herstellen, nun auch die Möglichkeit bieten, Einzelstücke zu fertigen. Dieser Trend ist eine Antwort auf die steigende Kundennachfrage nach personalisierbaren Produkten, die den individuellen Bedürfnissen und Präferenzen gerecht werden.
"Losgröße 1" ist die teuerste Fertigung überhaupt - in der klassischen Fertigung. Dies rührt von der Rüstzeit der Produktion her, die bei der Massenfertigung auf viele Produkte verteilt wird und dort nur zu einem geringen Anteil in die Kosten jedes einzelnen Produkts einfließt. Bei Losgröße 1 werden diese Aufwände dem einen und einzigen gefertigten Produkt zugeschlagen. Dadurch wird dieses Produkt "teuer". Die Smart Factory ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungslinien ihre Verarbeitungsinformationen vom jeweiligen Werkstück aufnehmen und individuell verarbeiten. So entfallen die Rüstzeiten (im Idealfall setzt die Werkzeugmaschine dies selbst um) und eine Losgröße 1 kann dann in der Smart Factory kostengünstig gefertigt werden.
Wie sieht die Fabrik der Zukunft aus?
Die Fabrik der Zukunft ist kann sich an neue Situationen schnell anpassen: sie ist wandelbar, vernetzt und flexibel. In der Fabrik der Zukunft erfolgt die Energieübertragung kontaktlos, wobei innovative Technologien zum Einsatz kommen. Eine interessante Methode ist die Verwendung von Wägezellen im Boden, die Personen erkennen und das Gewicht von Anlagen und Maschinen messen. Dadurch können Energieübertragungswege effizient gestaltet werden, ohne dass physische Verbindungen erforderlich sind. Zusätzlich bieten LED-Leuchtbänder die Möglichkeit, Fahr- und Laufwege in Echtzeit anzupassen, was zu einer flexibleren und sichereren Arbeitsumgebung führt.
