Smart Factory für den Mittelstand – Wann lohnt sich die automatisierte Produktion?

Smart Factory

In den klassischen Branchen des deutschen Mittelstandes bricht ein neues Zeitalter an. Die nächste industrielle Revolution ist teilweise schon vorangeschritten, aber noch ist nicht jedem Unternehmer hierzulande klar, was er verpasst, wenn er nicht bald auf den digitalen Zug der Transformation aufspringt.

In verschiedenen technologischen Entwicklungen geht es um die weitreichende Digitalisierung der industriellen Produktion. Die sogenannte Industrie 4.0 birgt erhebliches Wachstumspotenzial, einer der wesentlichen Faktoren, warum Sie hierbei nicht den Anschluss verpassen dürfen. Denn es wird immer schwerer, sich auf globalen Märkten zu behaupten und die Wertschöpfung Ihrer Prozesse ohne diese Technologien zu steigern.

Was ist die Smart Factory?

Im Mittelpunkt stehen Roboter, die mit Künstlicher Intelligenz vollständig autonom oder in enger Kooperation mit den Mitarbeitern Produktionsschritte ausführen. Sie arbeiten schneller und präziser, in vielen Bereichen, wo es gefährlich für den Menschen werden kann, sind sie die einzige Alternative.

Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz lernen diese Roboter dazu und können dadurch unter anderem die Qualität der eigenen Arbeit überprüfen und dokumentieren. Doch die Smart Factory geht noch weiter, denn diese Roboter informieren auch die relevanten Abteilungen entlang der Produktionswege, falls es zu Abweichungen bei der Qualität gekommen ist.

Die Smart Factory ist geprägt von einem Netzwerk aus Maschinen, dem Internet of Things. Basis dieses Netzwerkes bilden Daten, sowohl historische als auch Daten in Echtzeit. Innovative Technologien wie Sensoren und Kameras überwachen ganze Fertigungsstraßen in Echtzeit.

Sie generieren dabei aber auch gleichzeitig Daten für das Training der KI und können Big Data Analysen durchführen. In der Smart Factory kommen Informationen zusammen und ergeben eine fragmentierte Sicht auf die ganzheitlich transparente Fertigung von morgen.

Was sind die Merkmale einer Smart Factory?

Die ganzheitliche Überwachung der Produktionsumgebung ist eines der wichtigsten Merkmale der Smart Factory. Zur Produktionsumgebung zählen auch Fertigungsanlagen und Logistiksysteme, außerdem sind alle Maschinen und Produkte miteinander vernetzt und digital abbildbar.

In der smarten Fertigung kommunizieren Maschinen und Produkte miteinander, gleichzeitig generieren sie Echtzeitdaten in allen Prozessen entlang der Wertschöpfungskette.
Menschen werden auch in smarten Produktionen benötigt, ihre Aufgabe ändert sich jedoch. Vom eigentlichen Montageplatz wechseln sie in den Leitstand oder übernehmen Aufgaben im Verbund mit einem Produktionsroboter.

Diese werden Mensch-Roboter-Kooperationen genannt und gehören zu den Cyber-physischen Systemen. Solche Systeme liegen immer dann vor, wenn sich die digitale Welt mit der physischen Welt verbindet.

Was sind Cyber-physische Systeme CPS?

Informations- und softwaretechnische Komponenten sind verbunden mit mechanischen oder elektronischen Komponenten. Dabei werden Daten ausgetauscht, die einerseits für die Steuerung und Kontrolle der Infrastruktur in der Smart Factory benötigt werden und andererseits für weitreichende Analysen herangezogen werden. Mobile und bewegliche Einrichtungen, Geräte und Maschinen, Roboter und andere vernetzte Geräte wachsen zum Internet of Things zusammen.

Durch die Vernetzung sind sie extrem anpassungs- und wandlungsfähig. Eine Effizienzsteigerung erreichen Sie primär durch die beliebige An- und Einordnung der Daten, Informationen und Dienste.

Das führt dazu, dass Sie Potenziale viel schneller erkennen und diese effizienter nutzen können. Ihre Produktionsprozesse laufen weitgehend autonom ab und der Mensch übernimmt häufig nur noch Kontroll- oder Steuerungsfunktionen.

Herausforderungen einer Smart Factory

● Komplexität der Anforderungen kann sich längerfristig hinziehen
● Exakte Abstimmung aller beteiligten Komponenten
● Genaue Planung im Vorfeld
● Ausreichende zeitliche Perspektive für die Umsetzung
● Arbeitsprozesse auf die Smart Factory anpassen
● Umfassender Kompetenzaufbau
● Ganzheitliche Implementierungs- und Skalierungsansätze
● Mitarbeiter qualifizieren und weiterbilden

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Wie kann der Mittelstand die Smart Factory realisieren?

Um sich an der Entwicklung der digitalen Transformation zu beteiligen, müssen Sie nicht gleich den ganz großen Schritt wagen. Gehen Sie langsam vor und konzentrieren Sie sich zunächst auf das Potenzial in Ihrem Unternehmen. Fokussieren Sie sich dabei frühzeitig auf den wichtigsten Business-Case und skalieren Sie konsequent, bevor Sie weitere Anwendungsfälle entwickeln.

Beginnen Sie mit Cloud-Lösungen, die unkompliziert in bestehende Produktionsprozesse integriert werden können. Investieren Sie stets in Software, die sich über die gesamte Organisation hinweg implementieren lässt. Nehmen Sie Ihre Mitarbeiter mit, denn diese müssen den Umgang mit den neuen innovativen Technologien Schritt für Schritt erlernen.

Betrachten Sie Ihre Prozesse stets entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Nutzen Sie verstärkt Daten, damit Maschinen, Systeme und Mitarbeiter die richtigen Entscheidungen treffen können.

Erstellen Sie eine ganzheitliche Vision und eine umsetzbare Roadmap. Ein Implementierungsplan für Ihre Smart Factory ist empfehlenswert. Beginnen Sie mit der Datenqualität und der Datengovernance, beispielsweise mit einem Cloud-basierten ERP-System wie dem von reybex. Die Technologie ist in der Lage, historisch gewachsene, heterogene Produktionslandschaft vollständig zu digitalisieren und in dem ERP-System abzubilden.

Transparenz ist ein grundlegender Baustein auf dem Weg zur Smart Factory. Legen Sie damit das Fundament für den Ausbau der intelligenten, automatisch ablaufenden Produktionsumgebung.

Wie können ERP-Systeme das Konzept der Smart Factory vorantreiben?

Alle gesammelten Daten nutzen Ihnen nichts, wenn Sie nicht damit arbeiten. Es geht um eine Echtzeittransparenz, in der sowohl jedes unerwartete Ereignis oder Problem sowie der genaue Fortschritt aller Aufträge sofort erkannt werden kann. Die Transparenz kann nur in einem ERP-System ihre positive Wirkung entfalten.

Smart Fabric könnte auch mit transparenter Fabrik übersetzt werden, in der alle Plan- und Istzeiten in einer Software auflaufen und vom System mit intelligenten Methoden für weitreichende Analysen aufgearbeitet werden. Die KI ist notwendig, damit aus einem im ERP-System erfassten Auftrag ein Datensatz in Echtzeit werden kann. Andernfalls schlummert der Auftrag in der Software und kann keine wertvollen Erkenntnisse liefern, wenn Sie diese gerade benötigen.

Eine Maschine kann sowohl Aufträge aus dem ERP-System entgegennehmen als auch die Daten von Anlagen, Sensoren, Produkten, Lagerbewegungen und Logistikern verarbeiten. Damit erhalten Sie ein jederzeit direktes Abbild der aktuellen Situation Ihrer Produktionsumgebung. Und dieser transparente Blick erzeugt Dynamik, und diese wiederum treibt Sie noch mehr in Richtung Effizienz.

Daten müssen in einer IT-Infrastruktur zusammenlaufen und hierfür eignet sich ein ERP-System ideal. Die Künstliche Intelligenz ist Teil des ERP-Systems und bezieht alle vorhandenen Informationen ein, um die Fertigungsabläufe zu planen. Ohne ein smartes ERP, wie das von reybex, ist die Realisierung einer Smart Factory und die Vernetzung aller Anlagen und Abläufe nicht denkbar.

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