Die Fabrik der Zukunft: Die Smart Factory als Zentrum der Industrie 4.0

Die industrielle Produktion von morgen sieht sich mit ganz neuen Herausforderungen konfrontiert. Die Smart Factory bietet dafür einen innovativen, neuen Ansatz.

Die industrielle Produktion in der Fabrik der Zukunft ist in jederlei Hinsicht smart. Intelligente Werkstücke können ihren Bearbeitungsstand kommunizieren, alle Prozesse lassen sich nicht nur digital abbilden, sondern in Echtzeit analysieren und verbessern und nicht zuletzt wird das Gebäude selbst, aus dem die Smart Factory besteht, intelligent sein und maßgeblich zum Erfolg von Unternehmen beitragen.

Die industrielle Produktion von morgen sieht sich mit ganz neuen Herausforderungen konfrontiert. Denn in einer globalisierten Welt wird es immer jemanden geben, der ein Produkt billiger herstellen kann. In dieser Hinsicht liefert die Smart Factory einen völlig neuen, innovativen Ansatz.

Wie die Smart Factory die agile Produktion ermöglicht

Entgegen der immer wieder geäußerten Befürchtung wird sich die Smart Factory nicht dadurch auszeichnen, dass in menschenleeren Hallen alle Prozesse automatisch ablaufen. Vielmehr muss die Fabrik der Zukunft so konzeptioniert sein, dass sie die perfekte Arbeitsumgebung für agile Geschäftsmodelle liefert.

Die Innovationszyklen werden immer kürzer und die Märkte im gleichen Zuge immer diversifizierter. Darum ist es in Zukunft entscheidend, schnell auf neue Entwicklungen reagieren zu können. Auch Kunden erwarten immer häufiger, dass individuelle Wünsche realisiert werden. Die Smart Factory liefert die Voraussetzung dafür. Mehr noch: In der Fabrik der Zukunft lassen sich hochkomplexe und teilweise individualisierte Produkte in geringen Stückzahlen auf industriellem Niveau produzieren.

Lesetipp: Lesen Sie in unserem Artikel „Greenfield vs. Brownfield“ wie jede Fabrik ein Teil der Industrie 4.0 werden kann.

Die Smart Factory als Smart Building

Die Fabrik der Zukunft ist auf größtmögliche Effizienz und Konnektivität optimiert. Darum muss das Gebäude selbst, aus dem eine Smart Factory besteht, den höchsten technologischen Ausbaugrad aufweisen. Da die Betriebskosten von industriellen Fertigungsanlagen einen erheblichen Teil der Fixkosten ausmachen, spielt beispielsweise das Gebäudeenergie-Management eine zentrale Rolle.

Um die industrielle Produktion attraktiver zu machen, ist die Smart Factory darum als „Smart Building“ konzeptioniert. Räume oder Gänge, in denen sich keine Menschen aufhalten, sind auch nicht beleuchtet. Sobald ein Sensor jedoch Bewegung registriert, geht automatisch das Licht an. Auch der Energiebedarf lässt sich anhand mehrerer Faktoren steuern. Eine am Gebäude installierte Wettermessstation und ein intelligentes, lernendes System prognostiziert in Abhängigkeit von der Wetterentwicklung und den geplanten Schichten die optimale Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit.

 

Ein bereits realisiertes Beispiel für ein Smart Building und dessen Vorteile.

Kollaborative Systeme von Mensch und Maschine

Auch wenn es um intelligente Maschinen innerhalb der industriellen Fertigung geht, gehen viele Vorstellungen in die Richtung der rein maschinellen Massenproduktion, die ohne den Menschen auskommt. Die Fabrik der Zukunft funktioniert diesbezüglich jedoch anders. Zwar wird es Systeme geben, die autonom funktionieren. Aber der eigentliche Vorteil der Smart Factory besteht darin, dass intelligente Maschinen mit Menschen zusammenarbeiten können. Gerade dadurch lassen sich Vorteile realisieren.

Umrüstungen in der laufenden Produktion, Anpassungen an individuelle Kundenwünsche und komplexe Montagevorgänge können erst durch die Kollaboration von Mensch und Maschine realisiert werden. Zudem sind Fertigungsmethoden, die Künstliche Intelligenz nutzen, auf das Feedback von Menschen angewiesen. KI-Systeme können bestimmte Lösungen vorschlagen, benötigen aber die Rückmeldung bzw. Überprüfung durch Menschen, um ihren Zweck gut erfüllen zu können.

Bei der Smart Factory ist es ein Stück weit so wie beim autonomen Fahren. Zwar gibt es auf KI basierende Fahrassistenzsysteme, allerdings benötigen diese den Fahrer hinter dem Lenkrad, um im Notfall eingreifen zu können.

Lesetipp: So lassen sich Virtual Reality und Mixed Reality ideal im Industrie-4.0-Kontext einsetzen.

Big Data, Machine Learning & Cloud-Lösungen

In der Fabrik der Zukunft spielen Daten eine zentrale Rolle. Der gesamte Fertigungsprozess lässt sich digital abbilden und in Echtzeit auswerten. So ein datenzentrierter Ansatz geht idealerweise mit einer Cloud-Lösung einher. Cloud-Lösungen erlauben den Aufbau eines schnellen, dezentralen Netzwerks, das für hohe Effizienz und barrierefreien Zugriff sorgt. Von jedem beliebigen Ort der Fabrik aus ist der Zugriff auf alle relevanten Daten so gewährleistet, dass die Entscheidungen, die getroffen werden müssen, immer auf der aktuellen Datenbasis basieren.

Darüber hinaus sorgen Big-Data- und Machine-Learning-Lösungsansätze dafür, dass Fertigungsprozesse permanent optimiert werden, Qualitätsstandards erhöht werden und die Zuverlässigkeit und Auslastung aller am Prozess beteiligten Maschinen und Anlagen optimal ist (Predictive Maintenance).

Link-Tipp: Sie interessieren sich für Machine Learning? Schauen Sie sich gern einmal unsere Machine Learning Schulung an. 

Die Smart Factory als Fabrik der Zukunft

Data Science und intelligente Systeme sind die Grundlage für die industrielle Produktion der Zukunft. Die Smart Factory ist der Ort, an dem sie stattfinden wird. Die Fabrik der Zukunft ist kein in sich geschlossenes System. Durch Technologien wie Virtual Reality oder Mixed Reality ist die Smart Factory entweder mit Kunden, Herstellern, anderen Standorten oder Zulieferern vernetzt.

Lesetipp: Erfahren Sie in diesem Artikel mehr über die Einsatzmöglichkeiten von Virtual und Augmented Reality in der Smart Factory.

Durch diese enge Verzahnung und die digitale Vernetzung bildet die Smart Factory einen Bestandteil einer agilen Strategie eines Unternehmens bzw. unterstützt diese. Die Smart Factory selbst wird damit ein Ausdruck für die Unternehmenskultur, Werte und die Geschäftsmodelle von Unternehmen. Die Gestaltung des Gebäudes reflektiert dies und durch Künstliche Intelligenz und Machine Learning werden zugleich ein reibungsloser und optimierter Ablauf garantiert. Die Smart Factory wird damit zum Nukleus der Industrie 4.0 und zum Symbol der Arbeitswelt der Zukunft.

 

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