Industrie 4.0: Der Weg zur Smart Factory

Industrie 4.0 als Anwendung von Technologien des Internet of Things bietet Industrieunternehmen ungeahnte Chancen u.a. zur Produktionssteuerung und –optimierung. Vernetzte Sensoren in Industrieanlagen liefern aus laufenden Prozessen immense Datenvolumina. Reply unterstützt Industrieunternehmen durch Big Data Analytics bei der Auswertung und Urbarmachung dieser Daten zur Produktionssteuerung, Qualitätssicherung und bei der Entwicklung innovativer Konzepte zur Digitalisierung der Wertschöpfungskette.

Klassisches Beispiel: Metallverarbeitende Industrie

Die Metallverarbeitung ist äußerst energieintensiver Prozess. Um auch mit Produktionsstandorten in einem Energiehochpreisland wie Deutschland langfristig international wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen metallverarbeitende Unternehmen stets einen Schritt innovativer und vor allem energieeffizienter sein sowie dauerhaft qualitativ hochwertigere Produkte liefern. In dieser Branche jedoch, können schon relativ geringfügige Effizienzsteigerungen unterm Strich zu deutlichen Kostensenkungen und nachhaltigerem Wirtschaften führen.

Reply arbeitet mit Industrieunternehmen an der Vernetzung von Sensoren über Technologien des Internets der Dinge, am Aufbau geeigneter Infrastruktur und Datenarchitekturen sowie bei der Analyse von Big Data. Dabei ist der Einsatz von vernetzten Sensoren in den Produktionsanlagen sowie eine schnelle Auswertung der Sensordaten zur Prozesssteuerung und –optimierung ist hier oft der erste Schritt in Richtung Industrie 4.0. Materialfehler des Endproduktes, z.B. eines Bauteils für die Automobilindustrie, lassen sich durch lückenloses Monitoring der Produktionsbedingungen mit hoher Zuverlässigkeit vorhersagen. Treten z.B. bei der Herstellung eines Präzisionsbauteils Temperaturschwankungen auf, lassen sich dadurch Qualitätsminderungen im Produkt vorhersagen. Der Produktionsprozess kann in solchen Fällen frühzeitig unterbrochen werden, um Nachbesserungen vorzunehmen. Nachgeschaltete Anlagen, werden in Echtzeit über die Verzögerung im Ablauf informiert und schalten sich in einen Energiesparmodus. Quasi als Nebenprodukt fällt eine lückenlose Dokumentation des Fertigungsprozesses an, der gegenüber dem Kunden als Qualitätsnachweis herangezogen werden kann.

Industrie 4.0 Lösungen von Reply stellen eine rasche Verfügbarkeit und Verwertbarkeit von Daten aus dem Produktionsprozess sicher, wenn es darum geht, aus produktionsbegleitenden Produkt- und Prozessdaten handlungsweisende Erkenntnisse zur akuten und auch stetigen Optimierung der Produktion zu gewinnen.

Wie die Fabrik intelligent wird

Sensoren messen Parameter wie Temperatur oder Vibration im Produktionsprozess. Die Messdaten werden durch geeignete Übermittlungsprotokolle an eine zentrale Datenbank übermittelt.

Dabei ist zunächst sicherzustellen, dass die IT-Architektur den Anforderungen von Big Data gerecht wird. Eine Architektur auf zwei Ebenen hat sich hier als sinnvoll erwiesen. In einem ersten Schritt werden die Daten aus dem laufenden Betrieb in eine Caching-Datenbank geschrieben. In einem zweiten Schritt werden diese Daten dann an eine zentrale Produkt- und Prozessdatenbank weitergeleitet. Hier können sie dann zielführend mit anderen Quellen und Systemen integriert werden.

Durch den Einsatz von Machine-Learning Technologien von Reply kann die Qualität der Vorhersagen im laufenden Betrieb immer weiter verbessert werden, damit wird die Fabrik perspektivisch in die Lage versetzt, zunehmend selbst Entscheidungen zu treffen – es entsteht eine Smart Factory. Mit dem Zusammenführen von Daten aus unterschiedlichen Quellen schafft Reply zudem die Grundlage für einen Kommunikation von Maschine zu Maschine (M2M) als wesentlichem Baustein der Industrie 4.0. Hierdurch eröffnen sich wiederum neue Möglichkeiten, wie z.B. die zunehmende IT-gestützte Steuerung der Anlagen, die mit zunehmender Automatisierung auch eine direkte Anbindung des Kunden im Sinne eines Self Service erlaubt.

Ausblick

Die ganzheitlichen Industrie 4.0-Lösungen von Reply ermöglichen eine Integration mit Systemen des Kunden. Dadurch werden Zulieferbetriebe in die Lage versetzt, ein höheres Maß an Service zu bieten und dadurch die Kundenbindung im B2B-Bereich zu verbessern. So kann in der Automobilindustrie durch eine Vernetzung der Produktion mit der Systemen des Automobilherstellers benötigte Komponenten passgenau und just-in-time produzieren lassen und über ein integriertes Supply Chain Management in die Endfertigung liefern.

Der Einstieg

Die Weiterentwicklung von Produktionsanlagen in Richtung Smart Factory betrifft nicht eine einzelne Abteilung alleine und greift weit über die IT hinaus. Letztlich handelt es sich um einen Transformationsprozess der alle Bereiche erfasst. Demensprechend hat es sich als zielführend erwiesen, von Beginn an alle Stakeholder in den Prozess einzubinden. Reply setzt dabei auf die Methode des Design Thinking. In multidisziplinären Teams werden dabei tragfähige Lösungen, neue Prozesse und innovative Geschäftsmodelle entwickelt, die sich konsequent an den Bedürfnissen des Anwenders orientieren, ohne Wirtschaftlichkeit und technische Realisierbarkeit außer Acht zu lassen.