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Vernetzte Maschinen, Komponenten und Systeme schaffen intelligente Netzwerke, die sich gegenseitig autonom steuern können. Industrie 4.0 ist bereits Realität, doch was kommt auf die verarbeitende Industrie zu, wenn Daten das neue Öl sind?

Diese als Industrie 4.0 bekannte Revolution wurde im Rahmen eines Hightech-Projekts von der deutschen Regierung auf den Weg gebracht, um die Digitalisierung und Automatisierung der Fertigungsindustrie voranzutreiben. Wie alle innovativen Konzepte ist Industrie 4.0 geprägt von Schlagworten wie cyberphysische Systeme, Internet of Things (IoT),
Cloud-Computing und Smart Factory.

In einer kleinen Anlage können Maschinen Ausfälle vorhersagen und eigenständig Wartungsprozesse mit selbstorganisierter Logistik in Gang setzen, um auf unerwartete Veränderungen in der Produktion reagieren zu können. Wer kann schon den Reiz der Automatisierungstechnik leugnen, die durch Methoden wie Selbstoptimierung, Selbstkonfiguration, Selbstdiagnose, Kognition und intelligente Unterstützung von Arbeitern bei ihren immer komplexeren Aufgaben verbessert wird?

Ob die verarbeitende Industrie bereit ist oder nicht – diese Revolution gewinnt immer mehr an Dynamik. Unternehmen müssen die bevorstehenden Veränderungen genau im Blick behalten und Strategien entwickeln, um von den neuen Chancen zu profitieren, ohne die damit verbundenen Herausforderungen außer Acht zu lassen.

Vernetzung weltweiter Produktion

Laut der Unternehmensberatung McKinsey ist es sehr wahrscheinlich, dass die Vernetzung der Produktionswelt immer weiter zunimmt, bis schließlich alles miteinander verzahnt ist. Vernetzung ist die treibende Kraft hinter dem Internet of Things und bedeutet auch, dass die Komplexität der Produktions- und Lieferantennetzwerke enorm zunehmen wird.

Bislang waren die Netzwerke und Prozesse auf eine Fabrik beschränkt. Der nächste industrielle Schritt geht jedoch über die Grenzen einzelner Fabriken und sogar Länder hinaus und hat die Vernetzung mehrerer Fabriken auf der ganzen Welt zum Ziel.

Neben Zustandsüberwachung und Fehlerdiagnose können die Komponenten und Systeme in diesen Fabriken auch eine Vorhersagekraft entwickeln, wodurch mehr Erkenntnisse über den Zustand der Fabrik gewonnen werden können.

Tracking in Echtzeit

H&D Wireless ist ein Unternehmen, das sich auf den schnell wachsenden Markt für industrielle IoT-Lösungen und Wireless Real-Time Tracking (RTLS) spezialisiert hat. Die Lösungen des Unternehmens unterstützen verschiedene Drahtlostechnologien, die mit Sicherheitsprotokollen, Datenanalysen und künstlicher Intelligenz (KI) kombiniert werden.

Der weltbekannte Lkw-Hersteller Scania hat H&D Wireless als Zulieferer für das Indoor Positioning System GEPS for Industry (Griffin Enterprise Positioning Services) ausgewählt.

Laut Pär Bergsten, CEO von H&D Wireless, kann Scania mithilfe des GEPS seine Roboterschlepper und Materialwagen in allen Fabriken in Echtzeit überwachen und steuern. Scania kann diese Daten nutzen, um die Auslastung teurer Ressourcen zu optimieren, die Effizienz zu verbessern und gleichzeitig die Sicherheit seiner Mitarbeiter zu gewährleisten.

„Das System digitalisiert und visualisiert physische Prozesse und identifiziert – neben anderen Materialhandling-Prozessen – Engpässe in der Produktion, ungleichmäßige Produktionsflüsse und unerwartete Maschinenunterbrechungen", sagt Bergsten.

"In der Fabrik wird weniger Zeit verschwendet und der Durchsatz steigt. Mit dem GEPS Equipment Dashboard kann einfach und schnell die Position der für eine Montage erforderlichen Werkzeuge bestimmt werden.“

Die verfolgten Elemente werden in der benutzerfreundlichen Software für PC, Tablet und Smartphone visualisiert.

Neben der Position kann Scania auch den Zustand der verfolgten Ressourcen überwachen, um festzustellen, ob etwas beschädigt oder extremen Temperaturen ausgesetzt wurde.

Sicherheitsprobleme

Bei dieser neuen Revolution zeichnen sich jedoch nicht nur vielversprechende Chancen am Horizont ab. Laut einer Umfrage von McKinsey gehen Führungskräfte davon aus, dass 40 bis 50 Prozent der heutigen Maschinen nachgerüstet oder ersetzt werden müssen, um den neuen Anforderungen
gerecht werden zu können.

Ein weiteres Problem ist die Sicherheit, zumal die Anbindung an das Internet das Potenzial von Datenschutz- und Sicherheitsverletzungen birgt. Dies kostet die Hersteller Geld und im Schadensfall sogar ihren guten Ruf. Aus diesem Grund ist eine eingehende Auseinandersetzung mit dem Thema Sicherheit von größter Bedeutung.

Auch die Frage nach dem Eigentümer der von den vernetzten Maschinen und Komponenten gesammelten Daten könnte sich als schwierig herausstellen – vor allem, weil der Wert von Daten kontinuierlich steigt.

Daten sind das neue Öl

Das Internet of Things gilt als wichtige Voraussetzung für diesen Wandel, und das aus gutem Grund. Es umfasst die Nutzung von Big Data, vernetzten Sensoren, autonomen Maschinen und künstlicher Intelligenz. Durch die Ausstattung von industriellen Komponenten mit Sensoren, die Vernetzung und Anbindung von Systemen an das Internet, die Erhebung von Daten und eine umfassende Datenverarbeitung versuchen Unternehmen, ihre Produktivität und Effizienz zu steigern.

Pierre Kellner, Business Developer, Smart Products & Services bei der Nord-Lock Group, sagt, dass in der Vergangenheit Daten aus Umfragen, Studien und anderen externen Quellen zusammengetragen wurden. Heute werden die Datenquellen durch das Produkt selbst ergänzt, dessen Wert in Verbindung mit anderen Daten exponentiell steigt.

„Es wird immer wichtiger, Daten zu erheben und zu besitzen, obwohl wir heute noch nicht den exakten Wert dieser Daten kennen. Auf jeden Fall sind Daten das neue Öl“, sagt Kellner.

„Es wird immer wichtiger, Daten zu erheben und zu besitzen, obwohl wir heute noch nicht den exakten Wert dieser Daten kennen. Auf jeden Fall sind Daten das neue Öl“

Überwachung von Schrauben

Im Hinblick auf Schraubenverbindungen gibt es verschiedene Felder, die von vernetzten Sensoren und KI profitieren werden, wie zum Beispiel Flugzeuge und Flughäfen, Züge und Eisenbahnsysteme, Bergbaumaschinen, Brücken, Ölplattformen, Kernkraftwerke oder Windparks.

Im Fall von Windparks geht der Trend in Richtung Offshore, da diese Anlagen in größerem Maßstab errichtet werden können, aufgrund der höheren Windgeschwindigkeiten effizienter sind und geringeren Lärmvorschriften unterliegen als ihre Pendants an Land.

Diese Anlagen beinhalten aber jeweils Hunderte von Schrauben – eine Zahl, die je nach Größe in die Tausende geht und eine Vielzahl von Problemen verursachen kann. „Da der Zugang schwierig und in einigen Fällen sogar gefährlich ist, ist die Wartung entsprechend komplex und dadurch teuer“, erklärt Kellner.

Mehrere Quellen schätzen, dass die Betriebs- und Wartungskosten zwischen 20 und 25 Prozent der Kosten von Offshore-Energie ausmachen, verglichen mit 10 bis 15 Prozent bei Onshore-Windparks.

Die Remote-Funktionen für Analyse, Überwachung und Berichterstattung im Rahmen von Industrie 4.0 würden diesen Prozess effizienter und kostengünstiger machen – Vorteile, die nicht nur den Verschraubungssektor, sondern auch die verarbeitende Industrie insgesamt revolutionieren dürften.

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