Veröffentlicht am14 Feb 2023
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Die Industrie und das verarbeitende Gewerbe orientieren sich aufgrund des Zustroms neuer Technologien allmählich in Richtung Automatisierung und intelligente Fertigungsprozesse. Das Hauptaugenmerk des industriellen Sektors liegt auf der Steigerung von Produktivität und Output. Mit dem Einzug neuer Technologien in den Markt werden ungeplante Ausfallzeiten verringert, und die Bandbreite und Verfügbarkeit von Steuerungssystemen hat sich erweitert. Durch den Einsatz moderner Technologie und Automatisierung können Hersteller und Produzenten ihre Produktivität und ihren Ausstoß steigern.
Die Virtualisierung von Industrieanlagen ist eine Strategie zur Kostensenkung, Prozessvereinfachung und Effizienzverbesserung. Um die Zuverlässigkeit zu erhalten, benötigt die Virtualisierung im industriellen Bereich fehlertolerante Systeme. Virtualisierung kann auch zur Unterstützung der digitalen Transformation und zur Verbesserung der Geschäftseffizienz eingesetzt werden.
Vereinfacht gesagt, ist die digitale Transformation der Prozess der Integration digitaler Systeme und Technologien in eine zuvor traditionelle Struktur. Die digitale Transformation in der Industrie kann auf verschiedene Weise dazu beitragen, die Fertigungsprozesse zu verbessern. Die obersten Ziele sind Effizienz, Zuverlässigkeit und Präzision. Maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz, digitale Zwillinge, Augmented und Virtual Reality sowie autonome Systeme sind einige der digitalen Technologien, die die Branche beherrschen.
Unternehmen, die dank der digitalen Transformationerfolgreich sind, konnten ihre Umsätze im Vergleich zum Branchendurchschnitt in die Höhe treiben. Die Technologie bietet unmittelbare Vorteile wie verbesserte Effizienz und Qualität sowie langfristige Vorteile wie niedrigere Kosten und höhere Erträge. Eine Anlage kann von der digitalen Transformation in Bezug auf Ressourceneffizienz, Fehlerbeseitigung und Sicherheit profitieren, da sie zur Leistungsmaximierung beiträgt.
Digitale Daten sind schneller, präziser und für jeden zugänglich, der über die erforderlichen Zugangsberechtigungen verfügt. Sie sparen außerdem Ressourcen und tragen dazu bei, unsere Umweltbelastung zu verringern. Das Ziel der digitalen Transformation besteht darin, digitale Technologien zu nutzen, um das Wohlergehen aller Menschen in allen Bereichen auf nachhaltige Weise zu verbessern.
Die vor der Virtualisierung vorherrschende Form der Datenverarbeitung wurde von Servern und PCs mit nur einer Anwendung dominiert, was zu einer unzureichenden Auslastung der Hardware führte. Durch die Virtualisierung kann ein dedizierter Server die Arbeit mehrerer anderer übernehmen, was die Kapazitätsauslastung erhöht. Jede virtuelle Maschine (VM) auf einem physischen Server hat ihre eigene Partition in einer virtualisierten Umgebung. Diese Partitionen befinden sich auf einer als Hypervisor bezeichneten Software, die virtuelle Maschinen erstellt und verwaltet. Der Hypervisor verwaltet die Kerndienste, die für die Ausführung der Anwendungen und der Betriebssysteme ihrer Gäste erforderlich sind. Auf diese Weise ermöglicht die Virtualisierung die Ausführung mehrerer virtueller Maschinen sowie zahlreicher Betriebssysteme und Anwendungen auf ein und demselben physischen Server.
Die explosionsartige Zunahme der Datenmenge und der Verarbeitungsmöglichkeiten führt zu Innovationen, die das Wesen der Produktion verändern werden. In der Fertigung fallen mehr Daten an als in jeder anderen Branche, aber nur wenige Unternehmen nutzen sie. Die digitale Fertigungstechnologie wird es Unternehmen im nächsten Jahrzehnt ermöglichen, physische Anlagen über einen "virtuellen Faden" zu verbinden.
Die Bedeutung von Virtual Reality (VR) bei der Entwicklung der intelligenten Fertigung darf nicht unterschätzt werden, da sie eine ihrer Schlüsselkomponenten ist. Die Hersteller sind bestrebt, ihre Produktentwicklungs-, Fertigungs- und Nachbearbeitungsprozesse zu optimieren, um den Anforderungen eines sich schnell entwickelnden globalen Marktes gerecht zu werden. Um dies zu erreichen, sollten alle Bereiche des Industriesektors die Nutzung von Daten und Analysen in Betracht ziehen.
Smart Manufacturing hat einen disruptiven Einfluss auf das Ökosystem der Fertigung, indem es greifbare Vorteile in Bereichen wie Geschwindigkeit, Anpassungsfähigkeit, Innovation, Exzellenz, Kosten, Zuverlässigkeit, Anlagenzuverlässigkeit und Kraftstoffeffizienz bietet. Ineffizienzen werden im gesamten Fertigungsprozess reduziert, von der Ideenentwicklung über die Beschaffung von Rohstoffen bis hin zum Produktverkauf.
Eine mit intelligenten und anpassungsfähigen Lösungen ausgestattete Fabrik kann beispielsweise leicht modifiziert werden, um die Produktivität zu steigern oder zu senken, so dass neue Produkte schneller auf den Markt kommen und mehr Chancen bestehen, Marktanteile zu gewinnen. Die intelligente Fertigung kann Unternehmen dabei helfen, in solchen Umgebungen zu interagieren und Daten auszutauschen.
Zu den Hindernissen, die der Einführung intelligenter Fertigungssysteme im Wege stehen, gehören Sicherheitsbedenken, fehlende Systemintegration, geringe Investitionsrendite und betriebliche, systematische, technologische und semantische Interoperabilität.
In den kommenden Jahren wird die industrielle Prozessautomatisierung jedoch sprunghaft ansteigen, da sich immer mehr Länder für eine bessere und kostengünstigere Qualitätskontrolle entscheiden. Das maschinelle Lernen wird bei der Automatisierung komplexer Verfahren eine entscheidende Rolle spielen. Unternehmen, die sich diese neueren Technologien zu eigen machen, werden einen Präzedenzfall schaffen, dem andere folgen werden. Die intelligente Fertigung wird von der intelligenten Videoanalyse in Zusammenarbeit mit Software für maschinelles Lernen angeführt werden.
Eine der wichtigsten Triebfedern der intelligenten Fertigung ist der digitale Zwilling, der einen Wandel in den traditionellen Industrieprotokollen bewirkt hat. Da Unternehmen bestrebt sind, effizienter und nachhaltiger zu werden, steigt der Bedarf an groß angelegten Investitionsprojekten. Dies erfordert, dass die Unternehmen neuartige Lösungen für wirtschaftliche und ökologische Belange entwickeln. Sie leben von der Vereinfachung der Prozesse.
Ein digitaler Zwilling ist über die Sensoren mit dem entsprechenden physischen System verbunden. Die Sensoren generieren Daten über eine Vielzahl von physikalischen Eigenschaften, wie z. B. Energieleistung, Temperatur, Wetterbedingungen und so weiter.Diese Daten können zur Durchführung von Simulationen, zur Untersuchung von Leistungsproblemen und zur Vornahme möglicher Änderungen verwendet werden, mit dem Ziel, relevante Ergebnisse zu erzielen.
Vertikale Branchen, die Großprojekte oder Produkte entwickeln, nutzen digitale Zwillinge. In der Öl- und Gasbranche werden digitale Zwillinge schnell eingesetzt, um die Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit zu steigern.Ein digitaler Zwilling bietet Einblicke und Wissen, das genutzt werden kann, um einen unvergleichlichen finanziellen Nutzen zu erzielen.
