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Auf dem Weg zur Industrie 4.0 sind eine Vielzahl neuer
Anwendungen, Geschäftsmodelle und Produkte denkbar.
Was möglich ist – damit setzen sich Unternehmen und
Forschungseinrichtungen in Deutschland bereits heute
auseinander. Die folgenden Anwendungsszenarien zeigen
beispielhaft, wie Industrie 4.0 in der Fabrik gelebt werden
kann.
Industrie 4.0 in der Praxis
Die resiliente Fabrik
In Zeiten der Industrie 4.0 muss eine Produktionslinie
nicht auf ein Produkt festgelegt sein. Durch IT-
Unterstützung wird es möglich, die
Bearbeitungsstationen flexibel an einen sich
verändernden Produktmix anzupassen – und Kapazitäten
optimal auszulasten.
Marktplatz für Technologiedaten
Die Vernetzung von Werken
eines oder mehrerer Unternehmen
bietet das Potenzial, Wissen schnell und unkompliziert
auszutauschen.
Ein Beispiel:
Auf einer Lasermaschine sollen Kundenteile aus
beigestellten Blechtafeln produziert werden. Die auf der Maschine
verfügbaren Technologiedaten liefern keine brauchbare Qualität. Für
eine klassische Schneiddatenoptimierung steht weder Material noch
Zeit zur Verfügung. Durch Zugriff auf internes und externes
Technologie-Know-how wird der Auftrag in der erwarteten Qualität
termingerecht abgewickelt.
Intelligentes Instandhaltungsmanagement
Die indirekten Kosten ungeplanter Maschinenstillstände
können die direkten Kosten einer Wartung oder
Reparatur beträchtlich übersteigen. Mit antizipierenden
Instandhaltungskonzepten lassen sich für die Betreiber
die Folgekosten ungeplanter Stillstände deutlich
reduzieren.
Vernetzte Produktion
Megatrends wie die Individualisierung von Produkten
führen zusammen mit einem turbulenten
Marktgeschehen zu komplexen Produktionsabläufen.
Angesichts dieser Randbedingungen müssen
organisatorische Verluste durch adäquate Planung und
Steuerung der Produktion vermieden werden, um die
Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen in
Deutschland weiter auszubauen.
Selbstorgansierende adaptive Logistik
In der vernetzten Produktion sind zuverlässige
Produktionslogistikprozesse ausschlaggebend für den
reibungsarmen, fehlerfreien Wertschöpfungsprozess. In
Zukunft werden die Anforderungen an Stückzahl- und
Variantenflexibilität weiter
steigen, Engpässe und
Belieferungsfehler werden wahrscheinlicher. Cyber-
physische Systeme (CPS) tragen dazu bei, Material- und
Teilebewegungen transparent zu machen. Sie bilden damit
die technische Grundlage für eine dynamische
Intralogistiksteuerung in einer flexiblen Fabrik.
Kundenintegriertes Engineering
Immer weitreichendere Kundenanforderungen an
Termintreue und späte Änderungen machen ein
grundsätzliches Umdenken im Zusammenspiel der
klassischen Produktionsaufgaben mit dem Kunden und der
Lieferkette (Supply Chain) notwendig. Durch eine
Integration des Kunden in die entwickelnden, planenden
und wertschöpfenden Tätigkeiten des beauftragten
Unternehmens entstehen eine neue Transparenz und eine
reaktive Produktion in idealer Synchronisation aller
Beteiligten.
Nachhaltigkeit durch Up-Cycling
Steigen die Rohstoffpreise, steigt auch ihr Einfluss auf den
Gesamtpreis des Produkts. Insbesondere bei Hightech-
Produkten sind die Rohstoffe, beispielsweise seltene Erden
oder Platin, oftmals auch ein begrenzender Faktor. Indem
das Unternehmen seine Produkte nur noch zur Nutzung
verkauft, behält es die Eigentumsrechte an den
verwendeten Rohstoffen. Dies wird sinnvoll erst durch
direkt im Produkt abgespeicherten Herstellungs-, Montage-
und Recyclinginformationen ermöglicht. Durch die
umfassende Informationsbereitstellung wird anstelle eines
Down- oder Re-Cyclings oftmals ein Up-Cycling ermöglicht.
Smart Factory Architecture
Haben viele Unternehmen den Gedanken des Lebenszyklus
eines Produkts und mitunter auch des Fabriklebenszyklus
bereits aufgegriffen, so wird auffällig, wie aufwendig die
Synchronisation dieser ist. Analog zu diesen Lebenszyklen
ergibt sich für die Smart Factory ein eigener Lebenszyklus,
welcher je nach Produkt entsprechend gestaltet werden
muss. Die Smart Factory bietet dabei die Möglichkeit, einen
umfassenden Lebenszyklus, durch die Ergänzung des MTO-
Ansatzes mit IT, in einer übergeordneten Meta-Ebene zu
etablieren.
Abbildung 2: Industrie 4.0 und die Smart Factory als Teil des
Internets der Dinge und Dienste
Abbildung 3: Das Internet der Dinge und Dienste - Vernetzung
von Menschen, Objekten und Systemen
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