Rationalisierung der Zukunft: Eine Geschichte über vernetzte Fabriken

"Es war die beste aller Zeiten, es war die schlimmste aller Zeiten..." - oder doch nicht?

Unsere heutige Geschichte handelt von einem weltweit tätigen Hersteller, der eine Reihe von Ersatzteilen für eine Vielzahl von Branchen produziert. Die Fabriken des Unternehmens waren bereits seit einiger Zeit in Betrieb, produzierten Qualitätsprodukte und waren recht erfolgreich. Im weiteren Verlauf der Geschichte stand das Unternehmen jedoch vor einer Herausforderung.

Während die Kundennachfrage rasch zunahm und in den Fabrikhallen rege Betriebsamkeit herrschte, waren die Mitarbeiter mit der Anzahl der Maschinen und Anlagen, die sie verwalten mussten, oft überfordert. Das Team erkannte schnell, dass es seinen Betrieb modernisieren musste, um mit der Konkurrenz mithalten und auf dem Markt bestehen zu können.

Kommt Ihnen das Szenario bekannt vor? Willkommen in der Welt der vernetzten Fabriken.

Vernetzte Fabriken: Die Welle der Zukunft

Im Jahr 2021 trug das verarbeitende Gewerbe allein in den USA 2,3 Billionen US-Dollar zur Wirtschaft bei, was seine Bedeutung für die Weltwirtschaft unterstreicht. Herkömmliche Fertigungsprozesse sind jedoch häufig von isolierten und ineffizienten Betriebssystemen abhängig, die anfällig für Störungen und Fehler sind - was zu Produktivitätsverlusten und kostspieligen Ausfallzeiten führt.

Die Erfahrung zeigt, dass selbst eine geringfügige Verbesserung der Produktionseffizienz erhebliche Vorteile für das Endergebnis des Unternehmens mit sich bringen kann, während ungeplante (und unerwartete) Fehler die Unternehmen sowohl durch Reparaturen als auch durch Produktivitätsverluste kosten können. Untersuchungen haben ergeben, dass Unternehmen durch eine Stunde ungeplanten Anlagenstillstand bis zu 6000 USD verlieren können. Erschwerend kommt hinzu, dass die Systeme in den Betrieben aufgrund einer Vielzahl von Geräten/Softwarepaketen, unterschiedlicher Schnittstellen und verschiedener Datenformate oft eigenständig und isoliert sind.

Hier kommen die vernetzten Fabriken ins Spiel, oder wie wir sie nennen, die "Welle der Zukunft"

Vernetzte Fabriken, die moderne Technologien wie das Internet der Dinge (IoT), Datenanalyse und Cloud Computing nutzen, bieten eine Lösung für die genannten Herausforderungen. Durch die Rationalisierung des Produktionsprozesses - von der Initiierung bis zum Output - sowie durch einen Überblick über Wartung und Upgrades sind sie der Schlüssel zum anhaltenden Erfolg des Herstellers, der im Mittelpunkt unserer Geschichte steht.

Die Notwendigkeit von Connected: Ein typisches Beispiel

Vernetzte Fabriken als hochgradig digitalisierte Einheiten, die die neuesten Technologien nutzen, bieten den Fertigungsunternehmen eine Reihe von Vorteilen, darunter:

• Gesteigerte Produktivität: Durch die Nutzung von Echtzeitdaten können vernetzte Fabriken heute Produktionsprozesse optimieren, Engpässe erkennen und Routineaufgaben automatisieren. Dies führt zu höherer Produktivität und Effizienz und ermöglicht es den Herstellern, mehr zu niedrigeren Kosten zu produzieren.
• Geringere Ausfallzeiten: Durch die Überwachung von Anlagen und die Erkennung von Fehlern in Echtzeit können vernetzte Fabriken eine proaktive Behebung potenzieller Probleme ermöglichen, bevor diese zu ungeplanten Ausfallzeiten führen. Dies führt zu geringeren Reparaturkosten, geringeren Produktionszeitverlusten, höherer Effizienz und verbesserten Ergebnissen
• Verbesserte Qualitätskontrolle: Durch die Erfassung und Analyse von Daten in Echtzeit können vernetzte Fabrikbetreiber Probleme bei der Qualitätskontrolle erkennen und beheben, bevor sie zu größeren Problemen werden. Dies führt zu einer verbesserten Produktqualität und einer höheren Kundenzufriedenheit.
• Verbesserte Kosteneffizienz: Vernetzte Fabriken ermöglichen es Herstellern, ihre Produktionsprozesse zu optimieren, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Qualitätskontrolle zu verbessern, was zu erheblichen Kosteneinsparungen im gesamten Fertigungsprozess führt.
• Höhere Agilität: Vernetzte Fabriken ermöglichen es den Herstellern, schneller auf sich ändernde Kundenanforderungen, Markttrends und Störungen in der Lieferkette zu reagieren. So können Hersteller wettbewerbsfähig bleiben und sich an veränderte Marktbedingungen anpassen - eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg auf einem dynamischen globalen Markt.
• Verbesserte Nachhaltigkeit: Vernetzte Fabriken helfen Herstellern, Abfälle zu reduzieren, die Ressourcennutzung zu optimieren und ihre Umweltauswirkungen zu minimieren, wodurch sie ihre Nachhaltigkeitsleistung verbessern und ihre Umweltziele erreichen können.

Wie man "Connected" einführt: Eine kurze Einführung

Ein effektiver "Connected Factory"-Ansatz konzentriert sich auf die Befähigung von Fertigungsbetrieben zur Steigerung der Gesamteffizienz in der Produktion. Die Projektteams nutzen ihre umfassende Erfahrung in verschiedenen Automatisierungsebenen und -bereichen und bieten eine Reihe von Lösungen an, darunter eine breitere Maschinenanbindung, standardisierte Datenerfassungsebenen und Cloud-Konnektivität - alles über Plattformen mit minimalen OPEX.

Der Übergang beginnt mit der Identifizierung eines Pilotstandorts und der Entscheidung über die Lösungskomponenten und die Architektur. Die Abstimmung der Lösung mit den Interessenvertretern des Kunden und die Erprobung als PoC in einem der Werke erleichtern die Einführung für die nächste Gruppe von Anlagen.

Zu Beginn liegt der Schwerpunkt auf der Anforderung, dass die gewählte Lösung in der Lage sein muss, die Datenerfassung von Altanlagen mit mehreren Typen und OEMs von Steuerungssystemen zu bewältigen. Wir müssen sicherstellen, dass jede Maschine angeschlossen ist, unabhängig davon, ob sie manuell, relaisbasiert, mit eingebettetem Controller, SPS- oder CNC-gesteuert ist. Dieser Ansatz wird durch eine rationalisierte Migration von Altgeräten weiter gestärkt, die sicherstellt, dass die automatische Datenerfassung von Maschinen schneller, zuverlässiger, mit minimalen Unterbrechungen und zu jedem Zeitpunkt leicht zugänglich ist.

Sobald die Maschinen mit Konnektivität ausgestattet sind, besteht die nächste Aufgabe in der Standardisierung der Datenerfassung in Übereinstimmung mit den Anforderungen von Industrie 4.0 , wie z. B. OPC UA-Schnittstellen. Dies umfasst die Standardisierung von Tag-Namenskonventionen, die Standardisierung von Datenbanken und abgeleiteten Daten-Tags. Die Historisierung dieser Daten sowohl auf der Anlagen- als auch auf der Cloud-Ebene ermöglicht weitere beschreibende, präskriptive und prädiktive Analysen. Darüber hinaus wird auf Werksebene der Zustand der Server und der zugehörigen Hardware überwacht, die in den Konnektivitäts- und Datenerfassungsebenen verwendet werden. Die Einrichtung redundanter Datenerfassungskanäle kann für bestimmte Anwendungsfälle in bestimmten Branchen erforderlich sein.

Sind Sie für die Zukunft gerüstet?

Vernetzte Fabriken bieten heute spannende Möglichkeiten, die Fertigung effizienter, genauer und datengesteuert zu gestalten. Zu den wichtigsten Aspekten gehört die Ausrichtung auf Industrie 4.0 - über alle Bereiche der Fertigungsindustrie und Automatisierungsebenen hinweg. Ergänzt wird dies durch OT-Sicherheitsparadigmen, Frameworks für die Maschinenkonnektivität, globale Roll-out-Fähigkeiten, OT-Anwendungsmigrationen in die Cloud, etablierte Anwendungsfälle aus verschiedenen Industriebereichen und einen Ansatz, der die Möglichkeit der Virtualisierung/Demo im Labor und der Erprobung einschließt.

Unser Hersteller, der Held dieser Geschichte, ist nun dank der vernetzten Fabrik in Zusammenarbeit mit seinem ER&D-Partner für die Zukunft gerüstet.

Wie gut sind Sie vorbereitet?