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Wege zur Smart Factory

Umsetzungstipps für Smart Factories
Innovation Alliance gibt Hilfestellung für den Aufbau einer Smart Factory

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Die Smart Factory steht im Mittelpunkt von Industrie 4.0 und bezeichnet eine Produktionsumgebung, die sich selbst organisiert. Bild: Innovation Alliance
Die Digitalisierung hat viele Seiten. Gerade mittelständische Unternehmen werden vor Herausforderungen gestellt. Die Innovation Alliance hat sich zum Ziel gesetzt, die Vielzahl an Möglichkeiten anschaulich und praxisnah abzubilden, mit denen mittelständische Firmen ihre Produktionen digitalisieren und Teilbereiche vernetzen können.

» Birgit Brabeck, freie Journalistin in Köln

Für den Betrieb einer Smart Factory gibt es eine Vielzahl an Lösungen. Sie arbeitet dann erfolgreich, wenn die Lösungen bestmöglich miteinander vernetzt sind und auch ältere Anlagen angebunden werden. Genau darin liegt die Herausforderung – gerade für mittelständische Produktionsbetriebe. Bei ihnen reduzieren sich Digitalisierungslösungen oft noch auf Teilbereiche – die Folge sind Medien- und Prozessbrüche. Entscheiden sich mittelständische Produktionsbetriebe darüber hinaus dazu, bereits erprobte Technologien einzusetzen, halten sie Risiken und Kosten im Zaum. Sie können nach einem realistischen Szenario pragmatisch planen.

„Tagtäglich sprechen wir mit Produktionsbetrieben. Häufig geht es erst einmal nur um einen Bereich. Schnell stellen wir gemeinsam fest, dass es an vielen Stellen noch Potenzial und Notwendigkeit gibt, Bereiche zu digitalisieren und miteinander zu vernetzen“, sagt Frank Dittmar, Business Development Manager der Pan Dacom Networking AG. Die Pan Dacom ist Mitglied des Digitalisierungsverbunds Innovation Alliance, die mittelständische Produktionsbetriebe bei Digitalisierungsvorhaben berät und bei der Umsetzung einer Smart Factory hilft.

Vier Lösungsansätze auf Basis erprobter Technologien

Ansatz 1: Remote Wartung und Beratung

Mit abgesicherten Unified Collaboration Tools (UCC) können Produktionen eine effiziente und vielfältige Mensch-Maschine-Kommunikation gewährleisten. Dazu zählen um Voice-Funktionen erweiterte mobile Datenerfassungsgeräte, der sichere Austausch von Produktionsdaten dank virtuellem Desktop, die Dashboard-Ansicht auf den Maschinenpark oder der Einsatz von Datenbrillen. Datenbrillen beispielsweise verbinden sich per WLAN mit dem Unternehmensnetzwerk und übertragen 1:1 den exakten Blickwinkel des Mitarbeiters vor Ort auf den Bildschirm des remote arbeitenden Experten. Als Remote-Maintenance-Anwendung von Maschinenparks können Mitarbeiter so Störungen oder Fragestellungen auf Distanz bearbeiten und lösen. Zudem sind diese Remote-Konzepte eine effektive Antwort auf den sich verschärfenden Fachkräftemangel.

Ansatz 2: Zentrale Datendrehscheibe als IoT-Plattform

Der zweite Lösungsansatz besteht darin, auf einer IoT-Plattform eine zentrale Datenerfassung für einen effizienten Produktionsbetrieb aufzubauen. Historisch gewachsene Systemlandschaften und fehlende Verknüpfungen von Maschinen und Prozessen beeinträchtigen oft noch Fortschritte bei der Produktionsdigitalisierung; Maschinen- und Prozessdaten sind vorhanden, liegen aber meist verstreut. Mit Hilfe von Smart- und Big-Data-Analysen können Betriebe effektive Rückschlüsse zum Beispiel in Bezug auf optimierte Wartungszyklen ziehen. Je relevanter die gesammelten Daten sind, desto gewinnbringender ist die Datenauslese – Predictive Maintenance wird möglich.

Ansatz 3: Edge Computing für Transparenz und Qualitätssicherung

Firmen erhöhen die Leistungsfähigkeit und Qualität der Datenerfassung deutlich, wenn sie per Edge Computing Daten vorfiltern und damit ohne größere Verzögerung sortieren. Edge Computing erfolgt dezentral am Rand des Netzwerks, in der Netzwerkperipherie. Die Vereinheitlichung der Datenströme, Extraktion und Aufbereitung ermöglichen eine hohe Transparenz der Produktionsprozesse. Massendaten aus beispielsweise intelligenten Fabriken oder Verkehrssystemen lassen sich damit unverzüglich in Echtzeit auswerten und Maschinen leiten bei Störungen direkt und automatisiert Maßnahmen ein. Mit Blick auf einen Maschinenpark passen sich nachgelagerte Maschinen so flexibel an sich verändernde Gegebenheiten der vorgelagerten Maschinen an (etwa Veränderung der Bearbeitungstemperatur oder des Einstellungswinkels).

Ansatz 4: Effektive Netzwerkzugangskontrolle

Schnelle Auftragsveränderungen und Parameterwechsel erschweren die strikte Abtrennung von Verwaltung und proprietärem Produktionsbetrieb zunehmend. Durch eine gesicherte Netzwerkzugangskontrolle können sich die beiden Bereiche vernetzen. Dafür werden per Segmentierung die Netzwerke in „Zonen“ isoliert. Ziel ist es, Angriffsflächen zu verkleinern und die Verbreitung von Angriffen einzuschränken. Zum Pflichtenheft gehört es darüber hinaus, Anomalien in Produktionsabläufen schnell zu erkennen und Kommunikationsströme (industrielle und IT-seitig) permanent zu screenen. Produktionsbetrieben stehen heute abgesicherte Kommunikationslösungen zur Verfügung, um Verwaltungen an den Produktionsbetrieb anzubinden.

Kontakt:
Innovation Alliance
www.innovationalliance.de


Im Überblick

Eine Smart Factory arbeitet dann erfolgreich, wenn die Lösungen bestmöglich miteinander vernetzt sind.


Argumente für eine Digitalisierung

  • Effizienzsteigerung im Sinne von Produktionseffizienz und Automatisierung.
  • Kostensenkung durch Prozessautomatisierung: Je weniger Menschen in Prozesse eingreifen müssen, desto kosteneffektiver werden die Prozesse und desto zufriedener sind Kunden und Mitarbeiter.
  • Schnelligkeit: Geschäftsmodelle werden durch disruptive Modelle gefährdet. Zentraler Wettbewerbsfaktor ist, Produkte schnell bis zur Marktreife zu entwickeln.
  • Produktindividualität: Individuallösungen zu standardisieren, wird immer erfolgsentscheidender. Automation spielt dabei eine große Rolle und ermöglicht Individualität.
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