Digitale Transformation für eine zukunftssichere Fertigungsanlage ohne Störungen

Während der Finanzkrise 2009 meldete der größte Automobilhersteller der Vereinigten Staaten, General Motors, Konkurs an. Nach Angaben der Harvard Business Review waren die Gründe dafür unter anderem die Herstellung von Autos, die niemand wollte, die Langsamkeit bei der Innovation und die Unfähigkeit, sich an veränderte Märkte anzupassen. Heute führte und führt eine von einer Pandemie ausgelöste Krise zu Insolvenzen, da die Hersteller mit einem sich verändernden Markt zu kämpfen haben. Zu den Herausforderungen gehören eine sich verändernde globale Lieferkette, staatliche Vorschriften, Nachfrageschwankungen und die Notwendigkeit, Rechenschaft abzulegen. Doch im Gegensatz zu den berauschenden Tagen der Krise von 2009 gibt es heute fortschrittliche Lösungen für die digitale Transformation, die Hersteller dabei unterstützen können, ihre Produktionsabläufe zukunftssicher zu gestalten und vor Unterbrechungen zu schützen.

Was ist digitale Transformation?

Die digitale Transformation bezieht sich auf die Integration digitaler Technologien in Fertigungsanlagen, um deren Betrieb zu optimieren und den Kunden Mehrwertdienste zu bieten. Die digitale Transformation der Fabrikhalle umfasst auch die Anwendung von Technologielösungen zur Datenerfassung und Datenaggregation zur Unterstützung von Betriebsstrategien.

Die Erfassung von Maschinennutzungsdaten und die Analyse dieser Datensätze zusammen mit Wartungsaufzeichnungen bilden beispielsweise die Grundlage für die Entwicklung vorausschauender Wartungsstrategien. Die digitale Transformation der Fabrikhalle wird durch die Implementierung von Hardware- und Softwarelösungen zur Schaffung einer vernetzten Fabrik ermöglicht.

Die vernetzte Fabrik, in der ein nahtloser Datentransfer stattfindet, ist ein Grundprinzip von Industrie 4.0. Die Vernetzung ermöglicht die cyber-physischen Systeme, die für die Automatisierung industrieller Prozesse und die Gewinnung datengesteuerter Erkenntnisse erforderlich sind. Technologien zur digitalen Transformation ermöglichen es den Herstellern außerdem, mit hoher Genauigkeit in die Zukunft zu blicken. Die Fähigkeit, künftige Störungen vorherzusagen, ermöglicht es Herstellern, Pläne zu entwickeln, die diese Störungen berücksichtigen.

Verstehen der heutigen Störfaktoren

Die wichtigsten Faktoren, die den Produktionsbetrieb stören, sind nach wie vor die Pandemie, deren zweite und dritte Welle durch verschiedene Länder schwappt. Zu diesen Störfaktoren und den traditionellen Prozessen, die sie beeinträchtigen, gehören:

• Die Sicherheit von Menschen und Produkten - Die Sicherheit der Produkte, die die Werkshallen verlassen, sowie die Sicherheit der Mitarbeiter, die diese Produkte herstellen, sind für jeden Hersteller von zentraler Bedeutung. Die Pandemie hat die heitere Produktionsumgebung, in der jeder Zugang zu den meisten Bereichen der Produktionsstätte hatte, durcheinander gebracht. Heute schränken Sicherheitsvorschriften den Kontakt und die Anzahl der Personen in den Werkshallen ein, während von den Anlagen weiterhin erwartet wird, dass sie die gestiegene Nachfrage befriedigen und die Durchsatzqualität optimieren.
• Gestörte Lieferketten - Nach Angaben des Weltwirtschaftsforums werden die traditionellen Lieferketten unter anderem durch politische und durch den Klimawandel inspirierte Faktoren beeinträchtigt. Das Risiko, sich ausschließlich auf ausländische Rohstoffe zu verlassen, wurde während der Pandemie deutlich, da die Hersteller Schwierigkeiten haben, dringend benötigte Materialien zu kaufen und in ihre Länder zu bringen. Politisch gesehen entfallen auf China eine beträchtliche Menge an Rohstoffen und 60 % der in die ganze Welt exportierten Konsumgüter. Um die übermäßige Abhängigkeit von China zu verringern, wurden Embargos für die Ausfuhr bestimmter Waren verhängt. Daher müssen die einheimischen Hersteller diese Produkte anderswo einkaufen.
• Staatliche Vorschriften - Regulatorische Maßnahmen, die auf die Emissionsrate in Industriegebieten abzielen, bedeuten, dass die Hersteller die Maschinenemissionen verfolgen müssen, um sie zu reduzieren. Länder, die Klimaschutzabkommen unterzeichnet haben, setzen die Notwendigkeit zur Senkung der industriellen Emissionsraten durch, und diese Aufgabe wird an die einzelnen Hersteller weitergegeben.
• Nachfrageschwankungen - Jeder Hersteller erwartet eine steigende Nachfrage, da diese in der Regel höhere Einnahmen bedeutet. Um von der steigenden Kundennachfrage zu profitieren, müssen die Hersteller ihre Produktionskapazitäten erhöhen und optimierte Zeitpläne entwickeln, um Qualitätsprodukte innerhalb bestimmter Fristen zu liefern.
• Produktverantwortung - Im Gegensatz zu den "guten alten Zeiten", in denen die Kunden jedes Produkt, das sie kaufen konnten, und ein niedriges Serviceniveau akzeptierten, haben der verschärfte Wettbewerb und der elektronische Handel dazu geführt, dass die Kunden mehr verlangen. Der Kunde von heute will rückverfolgbare Produkte von hoher Qualität, die möglichst innerhalb von 24 Stunden und nicht erst morgen bei ihm eintreffen. Auch Regierungsbehörden verlangen von den Herstellern Rechenschaft, um die Rückverfolgung fehlerhafter Produkte zu erleichtern.

Zukunftssichere Fertigungsprozesse mit Technologien der digitalen Transformation

Die digitale Transformation bietet Herstellern verschiedene Technologielösungen, um die durch die oben genannten Störfaktoren verursachten Herausforderungen zu mildern. Die Pandemie hat die Einführung von Initiativen zur Heimarbeit beschleunigt, die auch in einer praxisorientierten Branche wie der Fertigung Anwendung finden.

Die Einführung von IoT-Geräten in der Industrie ermöglicht beispielsweise die Fernüberwachung von Fertigungsprozessen und die Verringerung des Verkehrs in den Werkshallen. Der digitale Zwilling, ein virtuelles Abbild der physischen Abläufe, kann eingesetzt werden, um Fertigungsabläufe in Echtzeit durch Datenübertragungen in und aus der Fabrikhalle zu verfolgen. Diese Technologien für die digitale Transformation stehen an vorderster Front, um die post-pandemische Work-from-Home-Kultur in der Fertigungsindustrie zu unterstützen.

IIoT-Geräte und Edge-Devices können als Sensoren fungieren, die die Maschinenemissionen verfolgen und die Betreiber über die Emissionsraten informieren. Die erfassten Emissionsdaten werden dann verwendet, um die von den Behörden festgelegten Emissionsvorschriften in der Fabrikhalle durchzusetzen. IIoT- und Edge-Geräte können historische Lieferkettendaten verfolgen und erfassen, die zur Bewertung neuer Lieferkettenrouten eingesetzt werden können.

Zur Bewältigung von Herausforderungen in der Lieferkette nutzt Simulationsmodellierungssoftware die von IoT-Geräten erfassten Daten, um die Auswirkungen neuer Lieferrouten auf Lieferfristen und neue Lieferkettenrouten zu bewerten. Anwendungen zur Simulationsmodellierung helfen Herstellern bei der Beantwortung komplexer "Was-wäre-wenn"-Fragen zur Kapazitätsplanung, Zeitplanoptimierung und Ressourcenzuweisung.

Der Einsatz von Simulationsmodellen zur Entwicklung flexibler Fertigungsstrategien kann Herstellern dabei helfen, mit Marktveränderungen umzugehen, die die Produktion stören können. Die risikobasierte Planung stellt zum Beispiel sicher, dass ein Hersteller optimierte Pläne entwickeln kann, um auf Störungen in Echtzeit zu reagieren. Auf diese Weise lassen sich die Auswirkungen von Nachfrageschwankungen oder ungeplanten Ausfallzeiten abmildern.

Fazit

Die Fortschritte in der Technologie der digitalen Transformation geben Herstellern die Möglichkeit, nachhaltige Strategien zu entwickeln, um die Herausforderungen von morgen zu bewältigen. Diese Technologien ermöglichen es den Herstellern, zukünftige Herausforderungen zu antizipieren und optimierte Pläne zu entwickeln, um sie zu bewältigen.