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Wissenshäppchen #6: Smart Factory

von | 25. Februar 2021 | News und Events, Wissenshäppchen

Der Begriff Smart Factory lässt sich mit „intelligente Fabrik“ übersetzen. Die Smart Factory steht im Mittelpunkt der Industrie 4.0 und galt bzw. gilt noch immer als Ausgangspunkt der Digitalisierung. Auf dem Weg ins digitale Zeitalter der Silicon Economy beschreibt der Begriff eine Produktionsumgebung, in der sich Fertigungsanlagen und Logistiksysteme selbstständig – automatisch und autonom – organisieren. Maschinen, Roboter, Materialien und Produkte sind vernetzt und kommunizieren über das Internet miteinander. Zu jedem Zeitpunkt ist in Echtzeit nachvollziehbar, wo sich ein Bauteil befindet, welcher Fertigungsschritt abgeschlossen ist und welcher Prozess gerade von welcher Maschine bearbeitet wird. Im Fokus steht eine ressourcensparende und flexible Produktion bei der die Abläufe bis ins Detail optimiert werden können.

Basis der Smart Factory ist das Internet of Things (IoT) mit seinen cyber-physischen und eingebetteten Systemen und einer intelligenten Vernetzung von Maschinen und Produkten (things). Die Idee: Das Produkt selbst verfügt über Sensor-, Prozessor- und Funktechnik (Embedded Systems) und übermittelt an das Produktionssystem alle für die Fertigung relevanten Daten via drahtloser Kommunikation. Damit übernehmen die Embedded Systems Überwachungs-, Steuerungs- oder Regelfunktionen im Rahmen der Smart Factory. Nach dem Datentransfer erfolgt die automatische Steuerung der einzelnen Produktionsschritte bis zum Endprodukt. Durch die Vernetzung der Fertigungsanlagen lassen sich die Produktionsabläufe flexibel gestalten. Individuelle Produkte oder Kleinserien können durch die Automation kostensparend produziert werden. Oft fällt in diesem Zusammenhang auch der Begriff Mass Customization (kundenindividuelle Massenproduktion).

Der Mensch hinterlegt im System die Rahmenbedingungen wie Artikel, Produktionsmenge und Fertigstellungstermin und die Ziele wie Minimierung der Durchlaufzeit, Maximierung der Liefertreue, Minimierung des Rüstaufwandes. Die Produktionsumgebung organisiert daraufhin selbstständig die optimale Fertigungsreihenfolge und die Zuordnung von Fertigungsaufträgen zu den vorhandenen Ressourcen. Darüber hinaus greift der Mensch nicht weiter in den Produktionsprozess ein, übernimmt aber dennoch eine zentrale Rolle bei der Optimierung und dem Design der Smart Factory. Außerdem ist es möglich, dass einzelne Stationen der Produktion aus einem Team von Mensch und Maschine oder Mensch und Roboter bestehen.

Neben der Vernetzung der einzelnen Komponenten innerhalb der Smart Factory ist auch eine Supply Chain übergreifende Vernetzung mit anderen Smart Factories oder aber im Rahmen der Plattformökonomie und neuer digitaler Geschäftsmodelle möglich. Das Konzept der Smart Factory kann die Liefertreue erhöhen, agil auf schwankende Marktbedarfe reagieren, Lagerhaltungskosten reduzieren, geringere Produktionskosten und –zeiten ermöglichen und zu einer transparenten Lieferkette führen. Grundvoraussetzungen sind moderne und leistungsfähige IT-Systeme und der Einsatz von IOT-Technologie.

Es gibt mehrere Möglichkeiten eine Smart Factory umzusetzen. Ein erfolgsversprechendes Konzept ist die Matrixproduktion – standardisierte und kategorisierte Produktionszellen, die in einem Raster angeordnet werden. Das Smart-Factory-Konzept bieten der Industrie viele neue Möglichkeiten und Chancen, sorgt aber auch für einen starken Umbruch innerhalb von Unternehmen. Experten zu folge stehen aktuell insbesondere die Automobil-, Chemie-, Maschinenbau- und Elektrotechnikbranche vor diesem bedeutenden Wandel. 

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