Smart Factory

Smart Factory ist ein Begriff aus dem Bereich der Fertigungstechnik. Sowie Teil der Strategie Smart Factory ist ein Begriff aus dem Bereich der Fertigungstechnik. Sowie Teil der Strategie der Industrie 4.0.

Smart Factory lässt sich wie folgt definieren. Die Definition beschreibt die Vision einer Fertigungsumgebung. Mit dem Ziel, das Produktionsanlagen und Logistiksysteme weitgehend ohne menschliches Zutun organisiert sind. So sollen gewünschte Produkte hergestellt werden.

Die Vernetzung von eingebetteten Fertigungssystemen und dynamischen Geschäfts- und Engineering-Prozessen ermöglicht eine wirtschaftliche Fertigung von Erzeugnissen. Auch nach individuellen Kundenanforderungen in unterschiedlichen Losgrößen. Technische Basis sind Cyber-Physical Systems, also sowohl physische Fertigungsanlagen als auch deren virtuelle Darstellung im Zentralsystem.

In einem breiteren Kontext wird hierbei das Internet of Things, abgekürzt auch "IoT" und auf deutsch Internet der Dinge oft hinzugefügt. Denn Teil der digitalen Transformation ist nach wie vor die Beziehung zwischen Produkt (etwa dem Werkstück) und dem Produktionssystem.

Das Produkt selbst bringt Produktionsinformationen in maschinenlesbarer Form, zum Beispiel auf einem RFID-Chip mit. Diese Daten werden verwendet, um den Durchgang des Produkts durch das Produktionssystem und in den einzelnen Produktionsstufen zu steuern. Auch mit anderen Übertragungstechniken wie Bluetooth, WLAN, Farbcodierung oder QR-Codes wird derzeit experimentiert.

Industrie 4.0 und insbesondere Smart Factory stellen die digitale Transformation von Industrie und Produktion sicher und erleichtern und optimieren damit die Fertigung. Durch die Interaktion von Systemen oder sogenannten sozialen Maschinen mit den Systemen des Lieferanten und des Verbrauchers kann die Fabrik selbst entsprechende Anpassungen der Produktion vornehmen. So können Engpässe vermieden und freie Ressourcen einer Plattform möglichst effizient genutzt werden.

Eine Smart Factory bedeutet, Prozesse zu digitalisieren, damit die smarte Fabrik eigene Entscheidungen treffen und sich selbst organisieren kann. Um jedoch kommunizieren und optimale Beschlüsse treffen zu können, werden große Datenmengen benötigt. 

Doch wie funktioniert die Verbindung zwischen Produkt und Maschine? 

Jedes Produkt und jede Komponente ist mit einem Mikrochip ausgestattet. Intelligente Produkte können über das Internet mit Systemen kommunizieren. Sie können ihnen sagen, wo sie sich in der Produktion befinden und wie sie zu handhaben sind.

Im Zuge der Industrie 4.0 gewinnt die Automatisierung von Produktionsprozessen für Unternehmen zunehmend an Bedeutung. 

Gute Beispiele hierfür sind die: 

• Implementierung von Cyber-Physical Systems 

sowie die:

• Evolution in der automatisierten Produktionsversorgung. 

Durch die Kombination der einzelnen Produktionsschritte werden höhere Qualitätsstandards gesetzt. So lassen sich individuellere Fertigungsprozesse abbilden. Dieses Vernetzungs- und Prozessautomatisierungssystem wird gemeinhin als Smart Factory bezeichnet und birgt viel Potenzial.

Wenn es darum geht, mit neuen Technologien Risiken einzugehen, sind die USA und Asien deutschen Unternehmen oft einen Schritt voraus. So ist es auch bei der Entwicklung der Smart Factory. Der Wettlauf zwischen den Industrieländern ist jedoch noch nicht gelöst, denn beide Seiten stehen in ihren Produktionsstätten vor den gleichen Herausforderungen. Deutschland als Land ist eher zurückhaltend in der Industrie, da die Bereitschaft, ernsthafte Risiken einzugehen, in der Regel gering ist.

In Deutschland wollen sich die Menschen zunehmend schützen und „auf Nummer sichergehen“, bevor sie größere Investitionen in neue Technologien tätigen. In anderen Ländern ist man da etwas risikobereiter. In vielen deutschen Fabriken laufen heute intelligente Maschinen, die nicht an das Netzwerk angeschlossen sind. Die größte industrielle Herausforderung für die deutsche Wirtschaft besteht darin, den Big-Data-Fluss nach der Digitalisierung zu bewältigen. Somit gibt es in Deutschland noch viel Entwicklungspotenzial, aber auch viele positive Beispiele.

Im Hinblick auf die Smart Factory werden mittlerweile ähnliche Konzepte auch in Bereichen entwickelt, die einen direkten Bezug zur Produktherstellung haben. Insbesondere im Transportbereich sowie in der Intralogistik und im Materialfluss werden Systeme konstruiert, die Materialien autonom bewegen und transportieren können. Das Ganze, um zum Beispiel Produkte autark ausliefern zu können. Hier kommen Kommunikations-, Ortungs- und Identifikationstechnologien ins Spiel. Die primäre Rolle spielen hier WLAN oder Internet, aber auch GPS oder RFID.

In sogenannten Modellfabriken wie der ARENA2036 arbeiten Universitäten und Forschungsinstitute an der Smart Factory. Unter anderem gibt es gute Smart Factory Usecases aus der Automobilindustrie. Die Daimler „Factory 56“ beispielsweise ist mit WLAN- und 5G-Netzen ausgestattet. Verschiedene Softwareanwendungen verbinden Maschinen und Anlagen mit dem Netzwerk. Diese ermöglichen beispielsweise die Analyse von Big Data und Statistiken. In diesem Werk produziert der Automobilhersteller Mercedes-Benz die S-Klasse und ab 2021 dem Trend nach die Elektroversion Mercedes-Benz EQS.

Voll an das 5G-Netz angebunden und ohne CO2-Emissionen sollen die Luxusautos im neuen Werk um 25 Prozent effizienter produziert werden. Die Fertigung sei „möglichst flexibel“ ausgelegt, ob Kompaktwagen oder SUV, konventioneller Plug-in-Hybrid oder reine Stromer, Modelle können in wenigen Tagen in die Serienfertigung integriert werden

Die digitale Infrastruktur wird durch Wi-Fi und 5G-Mobilfunknetze bereitgestellt. Smart Devices und Big-Data-Algorithmen verwalten die Mitarbeiter. Im gesamten Raum sind Maschinen und Anlagen vernetzt, die größtenteils das Internet of Things (IoT) unterstützen. Herzstück der Digitalisierung im neuen Werk ist das digitale Ökosystem MO360, das erstmals vollständig genutzt wird. Die Anwendungsfälle umfassen Software, die über gemeinsame Schnittstellen und standardisierte Benutzeroberflächen verbunden sind.

An anderen Produktionsstandorten der Industrie unterstützen die Digitalisierung, Big Data, Artificial Intelligence (künstliche Intelligenz / KI) und Augmented Reality (AR) Produktentwickler ebenso wie Mitarbeiter an Produktionslinien. Ein globales Netzwerk aller Fabriken und Standorte macht zudem die Produktion smarter. Das verkürzt Durchlaufzeiten, vermeidet Fehler und sichert eine hohe Qualität.

Der Weg hin zur Industrie 4.0 beginnt mit der Digitalisierung von Prozessen. Wir, [bornholdt lee] aus Hamburg begleiten Ihre digitale Transformation vom ersten bis zum letzten Schritt.

Mehr dazu finden Sie hier: 

• Prozesse digitalisieren 
• Proof of Concept / Machbarkeitsprüfung
• Prototyping
• Digitale Lösungen

https://de.wikipedia.org/wiki/Smart_Factory

https://www.bmbf.de/bmbf/de/forschung/digitale-wirtschaft-und-gesellschaft/industrie-4-0/industrie-4-0

https://refa.de/service/refa-lexikon/smart-factory

https://smartfactory.de/

https://www.salt-solutions.de/lexikon/smart-factory.html

https://de.statista.com/statistik/daten/studie/1078485/umfrage/umwandlung-in-eine-intelligente-herstellung-nach-laendern-weltweit/

https://industrie.de/arbeitswelt/smart-factories-capgemini-studie-2019/

https://www.automobil-industrie.vogel.de/mercedes-benz-eroeffnet-s-klasse-fabrik-factory-56-a-960628/

https://www.bimos.com/B/de-de/news/3014/smart-factory---die-zukunftsvision-der-industrie-40