So steigern Sie die Fertigungsproduktivität durch gezielte Automatisierung: Innovative Ansätze und Lösungen

So steigern Sie die Fertigungsproduktivität durch gezielte Automatisierung: Innovative Ansätze und Lösungen

Warum Automatisierung in der Fertigung so wichtig ist

In der heutigen schnelllebigen Welt der Fertigungsindustrie ist es entscheidend, dass Unternehmen ihre Produktivität und Effizienz kontinuierlich steigern, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Hier kommt die Automatisierung ins Spiel, die nicht nur die Produktivität, sondern auch die Qualität und die Flexibilität der Fertigungsprozesse signifikant verbessern kann.

Die Technologien hinter der Automatisierung

Die moderne Fertigungsindustrie stützt sich auf ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Technologien, um eine intelligente, vernetzte und flexible Produktion zu ermöglichen.

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Industrial Internet of Things (IIoT)

Das Industrielle Internet der Dinge (IIoT) bildet die Grundlage für Industrie 4.0. Es vernetzt Sensoren, Instrumente und Geräte in industriellen Anwendungen wie Fertigung und Energiemanagement. Durch die automatische Datenerfassung und -analyse kann die Produktivität und Effizienz erheblich gesteigert werden. IIoT ist entscheidend für die Automatisierung und Selbstüberwachung industrieller Maschinen[1].

Robotik und Automatisierung

Roboter und automatisierte Systeme übernehmen in einer Smart-Manufacturing-Umgebung eine Vielzahl von Aufgaben, von der Montage über die Qualitätskontrolle bis hin zur Logistik. Diese Technologien ermöglichen eine höhere Präzision, eine gesteigerte Effizienz und die Fähigkeit, rund um die Uhr zu arbeiten. Moderne Roboter sind oft kollaborativ und arbeiten direkt mit Menschen zusammen, um komplexe oder gefährliche Aufgaben zu unterstützen[1].

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Virtual und Augmented Reality (VR/AR)

VR und AR finden in Smart Manufacturing vielfältige Anwendungen, von der Schulung von Mitarbeitern über die Wartung von Maschinen bis hin zur Simulation von Produktionsprozessen. Augmented Reality kann beispielsweise verwendet werden, um Echtzeit-Informationen direkt in das Sichtfeld von Technikern einzublenden, was in Werkerassistenzsystemen Anwendung findet. Virtual Reality wird genutzt, um Produktionslinien virtuell zu testen und zu optimieren, bevor sie in der realen Welt umgesetzt werden[1].

Vorteile der Automatisierung in der Fertigung

Die Implementierung von Automatisierungstechnologien bringt eine Vielzahl von Vorteilen mit sich:

• Effizienzsteigerung: Durch die Automatisierung und Optimierung von Produktionsprozessen können Unternehmen ihre Effizienz erheblich steigern. Maschinen und Systeme kommunizieren miteinander, um Produktionsabläufe reibungslos und fehlerfrei zu gestalten[1].
• Kostenreduktion: Durch die Analyse von Echtzeitdaten und den Einsatz von Predictive Maintenance werden Ausfallzeiten minimiert und die Lebensdauer von Maschinen verlängert, was zu signifikanten Kosteneinsparungen führt[1].
• Flexibilität und Anpassungsfähigkeit: Smart Manufacturing ermöglicht eine schnelle Reaktion auf Veränderungen in der Nachfrage oder auf Marktbedingungen. Produktionslinien können flexibel angepasst werden, um neue Produkte oder Varianten zu produzieren[1].
• Höhere Produktqualität: Dank präziser Überwachung und Kontrolle der Produktionsprozesse können Qualitätsprobleme frühzeitig erkannt und behoben werden, was die Produktqualität verbessert und den Ausschuss reduziert[1].

Praktische Anwendungen und Use Cases

Condition Monitoring

Ein idealer Einstieg in die digitalisierte Produktion ist Condition Monitoring. Hierbei werden Maschinen und Anlagen kontinuierlich überwacht, um Fehler und Materialermüdungen frühzeitig zu erkennen. Sensoren erfassen die Ist-Zustände, die dann mit den Soll-Werten verglichen werden. Weichen diese ab, können sofort entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Durch IoT-Gateways und -Hubs werden die Maschinen vernetzt und die Daten effizient ausgewertet, sodass dem Anlagenbediener alle relevanten Informationen zur Verfügung stehen[1].

Automatisierte Produktionsplanung

Geplant, gesteuert und überwacht wird die automatisierte Fertigung durch Systeme wie die Manufacturing Management System (MMS) von Fastems. Diese Systeme übernehmen Aufgaben wie die NC-Programmverwaltung, Werkzeugverwaltung inklusive Standzeitüberwachung sowie den Ressourcencheck für die geplante Produktion. Funktionen wie die Feinplanung der MMS ermöglichen eine vorausschauende Produktion bis zu 96 Stunden, was die Flexibilität des Systems zusätzlich unterstützt[3].

Innovative Lösungen und Technologien

Künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML)

Die Integration von KI und ML in der Prozessautomatisierung wird zu intelligenteren und flexibleren Lösungen führen. Diese Technologien ermöglichen es Systemen, aus Datenbanken zu lernen, Muster zu erkennen und Entscheidungen zu treffen, die über einfache Regeln hinausgehen. KI kann beispielsweise verwendet werden, um Temperaturen, Drücke, Durchflussmengen und andere Geschwindigkeiten im laufenden Betrieb anzupassen, was zu Effizienz- und Qualitätssteigerungen führt[2][4].

Internet der Dinge (IoT) und digitale Ressourcen

Mit der zunehmenden Verbreitung des IoT werden intelligente Automatisierungssysteme in der Lage sein, Datensätze von einer Vielzahl von vernetzten Geräten zu sammeln und zu analysieren. Dies wird die Wirtschaftlichkeit und technische Reaktionsfähigkeit der Plattformen weiter erhöhen. IoT ermöglicht es Unternehmen, fundierte Entscheidungen zu treffen, indem sie Echtzeitdaten nutzen, um Engpässe oder Energie- und Materialverschwendung zu vermeiden[2].

Praktische Schritte zur Implementierung

Um die Produktivität und Effizienz durch Automatisierung zu steigern, sollten Unternehmen folgende Schritte unternehmen:

• Analyse der bestehenden Prozesse: Identifizieren Sie die Bereiche, in denen Automatisierung am meisten Nutzen bringt. Dies kann durch eine detaillierte Prozessanalyse erfolgen.
• Technologieauswahl: Wählen Sie die geeigneten Technologien aus, die Ihren spezifischen Bedürfnissen entsprechen. Dies kann von IIoT über KI und ML bis hin zu VR/AR reichen.
• Implementierung und Integration: Implementieren Sie die ausgewählten Technologien und integrieren Sie sie in Ihre bestehenden Systeme. Stellen Sie sicher, dass alle Systeme reibungslos miteinander kommunizieren.
• Schulung und Unterstützung der Mitarbeiter: Stellen Sie sicher, dass Ihre Mitarbeiter ausreichend geschult sind, um die neuen Technologien effektiv zu nutzen. Dies kann durch Workshops und kontinuierliche Unterstützung erfolgen.
• Kontinuierliche Überwachung und Optimierung: Überwachen Sie die Automatisierungssysteme kontinuierlich und optimieren Sie sie regelmäßig, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen.

Beispiele aus der Praxis

Ein Beispiel für die erfolgreiche Implementierung von Automatisierungstechnologien ist das Unternehmen Emerson Professional Tools. Durch den Einsatz eines Flexible Pallet Container (FPC) von Fastems konnten sie ihre Produktivität signifikant steigern. Die Maschine, die Pressbacken und -ringe herstellt, war sehr kurzfristig verfügbar und konnte durch eine ebenfalls schnell verfügbare und optimal abgestimmte Automatisierungslösung ergänzt werden. Dies führte dazu, dass die Produktivität während der Tagschichten und mannlosen Schichten erheblich gesteigert werden konnte, mit Auslastungen von bis zu 95 Prozent[3].

Zukunft der Automatisierung

Die Zukunft der Automatisierungssysteme sieht vielversprechend aus. Technologische Fortschritte und das Wachstum von KI und ML werden die Automatisierungsverfahren weiter revolutionieren. Unternehmen, die frühzeitig in diese Technologien investieren, werden in der Lage sein, ihre Produktivität und Effizienz auf ein neues Niveau zu heben.

Fazit

Die gezielte Automatisierung in der Fertigungsindustrie bietet enorme Potenziale für die Steigerung der Produktivität und Effizienz. Durch den Einsatz von IIoT, KI, ML, VR/AR und anderen innovativen Technologien können Unternehmen ihre Prozesse optimieren, Kosten reduzieren und die Produktqualität verbessern. Es ist entscheidend, dass Unternehmen diese Technologien sorgfältig auswählen und implementieren, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen.

Tabelle: Vergleich der Vorteile verschiedener Automatisierungstechnologien

Zitate

• “Wir haben uns zu den möglichen Automatisierungsoptionen informiert, wobei Herr Teta verschiedenste Workshops organisierte und uns vor dem Hintergrund unserer eigenen Visionen von Automatisierung eingehender das Lösungsportfolio von Fastems vorstellte.” – Erik Liebscher, Geschäftsführer[3]
• “Die Integration von KI und ML in der Prozessautomatisierung wird zu intelligenteren und flexibleren Lösungen führen.” – Quelle: Keding-Direct[2]

Durch den gezielten Einsatz dieser Technologien können Unternehmen ihre Produktivität und Effizienz signifikant steigern und sich somit in einem wettbewerbsintensiven Markt behaupten. Die digitale Transformation ist nicht nur eine Option, sondern eine Notwendigkeit, um langfristig erfolgreich zu sein.