Die Zukunft der Fertigungswelt: 4 elementare Schritte auf dem Weg zur nächsten industriellen Revolution

Veröffentlicht von Tamara Tüchelman & Sebastian Franzinger am 07. Juni, 2017.

Die heutige Fertigungswelt unterscheidet sich ohne Frage von der des 18. Jahrhunderts. Die disruptive Kraft der Massenproduktion, Elektrizität als Antriebskraft und der zunehmenden Automatisierung durch Elektronik und Computer zeigt wie neue Technologien die Art und Weise, wie wir produzieren, grundlegend verändern. Seit dem Ende des 20. Jahrhunderts transformieren nun, digitale Technologien und Lösungsansätze die Industrie in einem rasanten Tempo. Die Schnelllebigkeit der Märkte und der zunehmende Wettbewerbsdruck erfordern agile Reaktionen und den Willen zum Wandel. Für viele Unternehmen ist diese Entwicklung zunächst eine enorme Herausforderung und gefährdet häufig ganze Geschäftsmodelle. Dabei birgt die aktuelle Transformation enormes Potential für produzierende Unternehmen. Um dem digitalen Wandel proaktiv und chancenorientiert zu begegnen, ist es entscheidend zu verstehen, wie Fertigungsunternehmen diese Technologien bestmöglich in ihrem Unternehmen einsetzen und damit Erfolge erzielen können. Aus diesem Grund erläutern wir, die 4 wesentlichen Bausteine der digitalen Transformation und zeigen auf, wie sie sich als produzierende Unternehmen für die kommende, 4. industriellen Revolution wappnen können.

Key topics: Artificial Intelligence, Integrated Software, Robotics, Industry 4.0, Smart Data, IoT, Industry of Things, Additive manufacturing, Machine Learning, Augmented Reality, Digital Twins, Predictive Maintenance and Agile Manufacturing

Die Frage nach den Ursachen: Warum verändert sich die Industrie so rasant?

In den letzten Jahren hat sich die Art und Weise der Interaktion zwischen Kunden und Produzenten grundlegenden verändert. Privat-, sowie Geschäftskunden erwarten Flexibilität und Schnelligkeit von ihren Herstellern und fordern zunehmend die Individualisierung ihrer Produkte. Damit einhergehend werden Kauftrends kürzer und intensiver. Viele Konsumenten, aber auch Geschäftspartner erwarten integrierte, intelligente Lösungen für ihr Zuhause, ihren Arbeitsplatz oder ihr Auto und fordern zeitnahe, am besten direkte Zustellung. Für viele heutige Hersteller sind diese Ansprüche ein Albtraum: Zum einen verlieren sich Marketing und Vertrieb häufig in undurchsichtigen Tabellen mit veralteten Marktstudien und hinken somit meist einen Schritt hinterher. Zum anderen kämpft die Produktion und Logistik immer öfter mit der zunehmenden Komplexität der Lieferkette sowie mit unzureichenden Softwareprogrammen oder isolierten ERPs. Auf Grund der technologischen Fortschritte müssen diese Entwicklungen aber bei Weitem kein Grund sein, den Kopf in den Sand zu stecken. Einige Unternehmen, wie bspw.

Proto Labs oder SIEMENS haben bereits herausragende integrierte, digitale Lösung etabliert, welche sie zu ihrem Vorteil und zu der Zufriedenheit ihrer Kunden nutzen. In diesem Artikel zeigen wir anhand von 4 wesentlichen Bauteilen, wie die umfassende Digitalisierung der Fertigungswelt es den Herstellern, durch vernetzte und integrierte Lösungen, ermöglicht auf Augenhöhe mit ihren Kunden zu bleiben.

Die 4 wesentliche Schritte auf dem Weg zur nächsten industriellen Revolution

I. Transformation der Werkshalle:

Um die Digitalisierung der Produktion zu ermöglichen, müssen alle relevanten Daten aus den Fertigungsprozesses erfasst und miteinander verknüpft werden. Dabei spielt die Sensorentechnologie eine zentrale Rolle. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, die Produktionsabläufe weitestgehend vom Computer aus zu steuern und dabei stets sämtliche Parameter im Blick zu haben. Die Kommunikation von Mensch, Maschinen und Computern wird dabei im Vordergrund stehen. Im Zuge der zunehmende Automatisierung werden Roboter in vielen Fabriken bereits flächendeckend verwendet. Für viele Massenprodukte ist dieser Ansatz bereits Standard, wie Ford in seiner neuester chinesischen Produktionsanlage demonstriert. Dagegen wird die kommende Generation von Fertigungsrobotern umfangreiche Sensorentechnik, künstliche Intelligenz und digitale Schnittstellen vereinen. Diese sogenannten Cobots sind in der Lage miteinander sowie mit Menschen zu kooperieren und entwickeln sich dabei stetig weiter. Dadurch erreichen sie ein neues Niveau in der Fertigung insbesondere in den Bereichen Produktqualität, Effizienz durch Automatisierung und Produktionssicherheit. Diese zukünftige, weitestgehend automatisierte Fertigung wird durch maschinelles Lernen und kontinuierliche Verbesserung darüber hinaus agil und flexible sein. Die Agilität der Produktion kann weiterhin durch den Einsatz von additiven Fertigungsverfahren, wie bspw. dem 3D-Druck gesteigerten werden, da diese Verfahren kürzere Reaktionszeiten, mehr Individualisierungsmöglichkeiten und schnellere Kundenlieferungen ermöglichen.

II. Digitale Transformation und Smart Data: So gut wie jede Maschine in der heutigen Welt generiert Daten.

Das schiere Ausmaß dieser Daten ist bemerkenswert. Die Auswertung dieser Daten, zum Beispiel globale Effizienzdaten, ist jedoch häufig eine Mammutaufgabe. Isolierte Datensätze und mangelhafte Softwarelösungen verhindern einen einfachen und zielgerichteten Umgang mit großen Datensätzen. Aus diesem Grund ist der erste Schritt zur Digitalisierung die Erzeugung von nützlichen, maschinell lesbaren Daten. Durch die häufig komplexen, über Jahrzehnte gewachsenen Produktionsstandorten der meisten Hersteller, wird dies in der Regel nur über die Kombination unterschiedlicher Ansätze funktionieren. Aktuell verfügbare Lösungen verwenden standardisierte Kommunikationsprotokolle für Produktionsmaschinen, individualisierte Softwarelösungen oder zusätzliche Kommunikationsgeräte. Mittels fortgeschritten Austausch zwischen unterschiedlichsten Produktionsanlagen und, erweitert durch Sensorentechnik zur Erfassung von Daten, wird die Produktionshallen zur umfassenden Datenquelle. Was aber nun tun mit all diesen Daten? Die große Mehrheit der Unternehmen heutzutage verwenden bereits Datenanalyse und Data-Mining-Konzepte. Die Auswertung der Daten findet häufig im Controlling oder in anderen internen Einheiten statt. Die Analysen sind in der Regel zeitintensiv und allzu oft völlig isoliert vom Produktionsgeschehen. Kooperationen zwischen den Einheiten sind mühsam und aufwendig, da isolierte Softwarelösungen wie Excel oder SAP die Kommunikation erschweren. Die erfolgreichen Hersteller der Zukunft werden deshalb auf integrierte, digitale sowie vernetzte Lösungen zurückgreifen und ihren Umgang mit großen Datenmengen grundlegend umstellen.

Automatisiert — integriert — vernetzt

III. Digitale Lösungen in der Praxis: Die Digitalisierung der Produktion und die Verwendung von Daten ermöglicht es den produzierenden Unternehmen in diversen Bereichen von vernetzten, digitalen Lösungen zu profitieren.

Die Anwendung von künstlicher Intelligenz bspw. erlaubt die parallele Auswertung von extrem umfangreichen und komplexen Datenströmen. In diesem Gebiet spielt maschinelles Lernen (computergestützte Programme, welche sich auf der Basis neuer Information kontinuierlich weiterentwickeln) eine führende Rolle. Lernende Computerprogramme und Maschinen werden in der Lage sein Muster in Datensätzen zu erkennen, welche für den menschlichen Analysten oder Ingenieur nicht auszumachen sind. In der Konsequenz wird es möglich sein, dass intelligente Maschinen autonom und während des Produktionsprozesses die Effizienz und Produktqualität stetig erhöhen, Fehler korrigieren oder bei größeren Problem die Produktion stoppen. Die vorausschauende Wartung (predictive maintenance), basierend auf intelligenten Maschinen wird nicht nur in der Lage sein vorauszusagen, wann eine Maschine gewartet werden muss, sondern wird auch Lösungen vorschlagen, wie Stillstandzeiten der Produktions reduziert werden können. Hinzukommend werden fortgeschritten Computersimulationen und Softwareanwendungen im Bereich der virtual realities und augmented realities (eine Kombination aus virtueller Realität und physischen Dingen, bspw. Pokémon Go) Anwendungen für Fabriken, Lagerhäuser und das Transportsystem zur Verfügung stellen. Die Wirkung dieser Verfahren wird durch die Erstellungen von digitalen Zwillingen, welche kontinuierlich ihre physischen Gegenparts analysieren, noch gesteigert. Die Anwendungsmöglichkeiten, dieser exakten, virtuellen Maschinen oder Produktionsanlagen, beschränkt sich dabei nicht nur eine verbesserte Wartung sondern erstrecken sich auch auf Produkt- und Prozessdesign, Mitarbeiterentwicklung oder das Simulieren von Gefahrensituationen.

IV. Die Vorteile der umfassenden Digitalisierung beschränken sich dabei keineswegs auf die Automatisierung und Verbesserung der Produktion.

Als Resultat der besseren Datenverfügbarkeit und der Integration in die Fertigungsprozesse, werden interne Funktionen in der Lage sein besser miteinander zu kooperieren und leichter datengestützte Entscheidungen zu treffen.

Vertrieb und Marketing, eröffnen sich bspw. völlig neue Möglichkeiten durch die gesteigerte Agilität und Datenverfügbarkeit. Welcher Kunde wäre nicht begeistert über individualisierte Produkte, mit Lieferung am nächsten Tag und Zahlung in 4 Wochen? Die positive Erfahrung des Kunden wurde jedoch nicht erst bei der Bestellung und Lieferung beginnen. Auf der Basis fortgeschrittener Datenanalyse werden auch Hersteller in der Lage sein ihren Kunden die Kaufentscheidung zu erleichtern. Umfangreiche und kostenintensive Marktstudien auf der Basis mangelhafter Methoden würden durch lernende Algorithmen abgelöst. Darüber hinaus können Hersteller mit zukunftsweisenden Konzepten, wie vorausschauender Wartung, ihre Kunden langfristig an sich binden, indem sie ihnen zusätzliche, wertvolle Services anbieten. Letztendlich werden neuartige, digitale Geschäftsmodelle rasch den Endkonsumente, sowie die B2B Markt revolutionieren. Daneben erfordern einige Problemstellungen, denen wir uns heute gegenüber sehen, wie zum Beispiel das Gesundheitswesen oder die Sicherheit enorme Datenmengen und die Kollaboration von diversen Unternehmen und anderen Mitwirkenden. Aus diesem Grund erscheint es plausibel, dass immer mehr Unternehmen die vertikale (entlang der Wertschöpfungskette) und die horizontale (innerhalb der gleichen Industrie) Vernetzung vorantreiben, dabei aber auch zunehmend externe Partner vernetzen und integrieren.

Zusammenfassung: Die Zukunft der Fertigung

Viele der genannten Trends und Technologien finden sich bereits heute in der Fertigungswelt wieder. Es ist bisher jedoch nur in Ansätzen gelungen, die Einzelteile zu einer digitalen, automatisierten und vernetzten Plattform zusammenzufügen. Die systematische Erfassung und Verwendung von Daten ist jedoch nur dann möglich, wenn Hersteller und Unternehmen in der Lage sind isolierte Systeme durch holistische, digitale Konzepte zu ersetzen. Die Nutzung von integrierte, digitalen Lösungen bietet zahllose Möglichkeiten, um nicht nur die Profitabilität der Fertigungsprozesse zu erhöhen, sondern erzeugt auch Chancen zur Steigerung der Kundenzufriedenheit, sowie zur nachhaltigen Verbesserung der Produktqualität. Agile Produzenten, welche die Digitalisierung der Geschäftsprozesse verstehen und für sich nutzen, werden auf Augenhöhe mit den Märkten bleiben. Nicht nur das, sie werden gänzlich neue Geschäftsmodelle entwickeln, welche digitale Strategien und vernetzte Produktionsmethoden innovativ kombinieren. Aus diesem Grund ist es entscheidend, dass auch Sie die Chancen der Digitalisierung und Automatisierung aktiv nutzen, um so auch in Zukunft weiterhin erfolgreich gegen den internationalen Wettbewerb antreten zu können.

Haben wir Sie von den Möglichkeiten des digitalen Wandels überzeugt?Möchten Sie mehr über konkrete Handlungsmöglichkeiten erfahren? Besuchen Sie uns bei KREATIZE®!

Zu KREATIZE:

KREATIZE nutzt die neuen Möglichkeiten, um Unternehmen agiler, digitaler und erfolgreicher zu machen: Die integrierte Softwarelösung von KREATIZE digitalisiert und vernetzt die Prozesse von der digitalen Anfrage bis zum intelligenten Angebot und seiner datengestützten Auswertung. Mit den Apps unterstützt KREATIZE Hersteller im gesamten Prozess — von der Bestellung der Kunden über die Kalkulation- und Angebotserstellung bis hin zur Analyse der Daten. Unternehmen können mit der Softwarelösung von KREATIZE bessere Entscheidungen durch datengestützte Analysen treffen, die Zusammenarbeit entlang der Wertschöpfungskette erfolgreicher gestalten und die Prozesse durch Digitalisierung und Automatisierung beschleunigen.
Auch für Einkäufer bietet KREATIZE die perfekte Lösung: Schnell und einfach können Bauteile hochgeladen und ein Angebot angefordert werden. Mit dem größten Herstellernetzwerk Europas erhalten Einkäufer die besten Angebot innerhalb weniger Tage.

Connect With Us

Arbeitest Du in einem Fertigungsunternehmen und möchtest die Prozesse agiler und digitaler gestalten? Dann kontaktiere uns jetzt für eine kostenlose Demo!

Falls Du jemanden kennst, den das Thema interessieren könnte, teile den Blogeintrag! Wenn Du mehr über KREATIZE und die aktuellsten Neuigkeiten aus der Fertigungswelt erfahren möchtest, melde dich doch einfach zu unserem Market News Report an.

Mehr Infos unter kreatize.com/de/

Tamara Tüchelmann
Tamara TüchelmannMarketing & Communications bei KREATIZE® GmbH.

By |2018-04-26T11:41:09+00:00Juni 7th, 2017|Artificial Intelligence, Industrial Revolution|