Industrie 4.0

Ein Leitfaden zur digitalen Transformation in der Fertigung

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Der Begriff Industrie 4.0 beschreibt die Automatisierung der Fertigung durch den Einsatz intelligenter Technologien wie künstliche Intelligenz und des Industrial Internet of Things (IIoT). Industrie 4.0 wird bestimmt durch:

  • Digitalisierung von ehemals analogen Prozessen,
  • Automatisierung, d.h. die Umwandlung von menschlichen Tätigkeiten und Kenntnissen in vom System ausgeführte Aktionen und Entscheidungen,
  • und kontinuierliche Optimierung.

Industrie 4.0

Aus diesem Grund sollten die einzelnen Abschnitte der digitalen Transformation als Zyklus betrachtet werden, der sich entlang eines Kontinuums der Automatisierung bewegt. Oder anders ausgedrückt: Jede Automatisierungsaktion mit ihren Bestandteilen sollte als ein fortlaufender und kontinuierlicher Prozess der Digitalisierung, Automatisierung und Optimierung behandelt werden, mit dem Ziel ein immer höheres Niveau der Automatisierungsfähigkeit zu erreichen. Die Zukunft der Automatisierung ist zwar ungewiss, aber es ist sicher, dass es aktuell keine vorhersehbaren Grenzen für das gibt, was mit dem Fortschritt von Technologie, Rechenleistung und Wissen möglich ist.

Das Kontinuum der Automatisierung durchschreiten

Für viele Hersteller bedeuten strenge gesetzliche Vorschriften und Qualitätsstandards, komplizierte Prozesse und kundenspezifische Produkte, modernste Methoden und Anlagen sowie fortschrittlichere Materialien einen zusätzlichen Aufwand bei den ohnehin schon anspruchsvollen Produktionszielen. Die digitale Transformation im Kontext der Fertigung ist der Prozess, sich durch das Automatisierungskontinuum zu bewegen, indem analoge Aktivitäten durch digitale Infrastrukturen und Prozesse ersetzt werden. Dadurch werden Schwierigkeiten minimiert, die Produktivität verbessert, Fehlverarbeitungen reduziert und die Produktionskosten gesenkt.

Der Übergang von der analogen zur digitalen Automatisierung ist ein enormes Unterfangen. Aber bei sorgfältiger Planung lässt sich der Nutzen bereits zu Beginn des Prozesses erkennen, während die Fortschritte mit jeder Stufe hin zu einem höheren Automatisierungsgrad zunehmen.

Digitale Transformationsprojekte sind häufig komplex und risikobehaftet. Deswegen ist es unerlässlich das Projekt richtig einzuschätzen, den Umfang festzulegen, strenge Projektmanagementprinzipien (entweder traditionelle oder agile Methoden) einzuhalten und die Unterstützung eines Projektmanagers in Anspruch zu nehmen. Dieser sollte sowohl über umfangreiche als auch tiefgreifende Branchenkenntnisse und Erfahrungen im Bereich der Fertigungsautomatisierung verfügen.

MES mit
manuellen Interaktionen

Grundausstattung
Integration

Anlagen-
Automatisierung

Integration von
kompletten Linien

Hochautomatisierte Fertigung

„Lights Out“-Fabrik

Automatisierung: Eine menschenzentrierte Anstrengung

Da menschliche Tätigkeiten und Kenntnisse in vom System ausgeführte Aktionen und Entscheidungen umgewandelt werden, ist die digitale Transformation zwangsläufig ein auf den Menschen zentriertes Vorhaben. Bei allen Maßnahmen zur digitalen Transformation ist es wichtig, die Auswirkungen auf die beteiligten Personen zu berücksichtigen. Denken Sie daran, Fragen zu stellen wie:

Digitale Transformation Fragen

Wie kann die digitale Transformation die Sicherheit und Ergonomie der Anwender verbessern?

Digitale Transformation Fragen

Wie kann die Automatisierung die Menschen in den Fabriken davon befreien, sich unnötige Details und Abläufe merken zu müssen?

Digitale Transformation Fragen

Wie kann die digitale Transformation dazu beitragen, die Produktivität zu verbessern, trotz der Verwaltung und Ausführung mühsamer oder zeitaufwändiger Aufgaben?

Digitale Transformation Fragen

Welche beruflichen Entwicklungsmöglichkeiten bestehen für die betroffenen Arbeitnehmer als Folge der Automatisierungsmaßnahmen?


Beziehen Sie die Mitarbeiter frühzeitig mit ein, um von ihnen Input zu erhalten, mögliche Bedenken zu verstehen und aufzuzeigen wie die Automatisierungsvorhaben ihnen nützen werden. Sammeln Sie ihre Anforderungen und ihr Feedback und beziehen Sie ihre Vorschläge in die Planung des gesamten digitalen Transformationsprozesses mit ein. Ermitteln Sie außerdem Möglichkeiten für die Schaffung neuer Rollen innerhalb des Unternehmens, die es den Mitarbeitern ermöglichen, ihre Fähigkeiten und Erfahrungen auf neue Weise einzusetzen. Wenn Sie den Menschen in den Mittelpunkt stellen, wird jede Veränderung, die die digitale Transformation mit sich bringt, den Beteiligten helfen zu erkennen, dass diese eine Veränderung zum Besseren sein wird.

Ein Leitfaden zur digitalen Transformation

Dieser Leitfaden basiert auf der über 25-jährigen Erfahrung von SYSTEMA in der Fertigungsautomatisierung. Der Ansatz, mit dem der Weg zur Hochautomatisierung im Folgenden dargestellt wird, basiert sowohl auf dieser Erfahrung als auch auf allen Abhängigkeiten, die zwischen Automatisierungsaktivitäten bestehen (z.B. ist digital Backbone, also ein digitales Grundgerüst, eine Voraussetzung für die Integration von Anlagen und die Automatisierung). Es kann auch hilfreich sein, die Abschnitte dieses Leitfadens konzeptionell in Bezug auf organisatorische Maßnahmen, Kernprozesse und -funktionen sowie Systemkomponenten zu klassifizieren.

Organisatorischer Aufwand

Organisatorische Maßnahmen werden größtenteils im Abschnitt Projektmanagement behandelt. Zu den organisatorischen Maßnahmen gehören die Identifizierung von Geschäftszielen, die Abstimmung mit den Interessengruppen, agile Methoden, die Projektplanung, die Organisation von Projektteams, die Entwicklung von Änderungsmanagementstrategien und die Projektdurchführung.

Kernprozesse & -funktionalität

Die Bestimmung der Kernprozesse und -funktionalität, die zur Unterstützung Ihrer Strategie für die digitale Transformation erforderlich sind, gibt Aufschluss darüber, welche Systemkomponenten benötigt werden und bietet auch einige Erkenntnisse darüber, wie Sie auf dem Weg der Automatisierung vorankommen können. Zu den Kernprozessen und -funktionen können WIP-Management und -Kontrolle, Datenerfassung, Reporting und Analytik gehören sowie Advanced Manufacturing Intelligence und High Automation.

Systemkomponenten

Die Identifizierung der Systemkomponenten, die mit der Strategie der digitalen Transformation koordiniert werden und für diese erforderlich sind, spielt eine Schlüsselrolle bei der Festlegung einer Implementierungs- und Einführungsstrategie. Zu den Systemkomponenten gehören MES, Digital Backbone, Equipment Integration and Automation, Industrial Internet of Things (IIoT), Rezeptmanagement und automatisierte Materialhandhabungssysteme.

Digitale Transformation: Die wichtigsten Vorteile

  • Verbesserte Produktivität
  • Flexibilität für den Mitarbeitereinsatz
  • Geringere Einarbeitungszeit der Bediener
  • Reduzierung der Kosten für die Schulung der Bediener
  • Verbesserte Qualität
  • Durchgängige Transparenz in der Fertigung
  • Papierlose Fertigung
  • Agilität in der Fertigung
  • Steigerung der Effizienz
  • Transparenz
  • Geringere Kosten

Der digitale Transformationsprozess bringt sowohl kurz- als auch langfristige Vorteile mit sich. Natürlich ist die digitale Transformation mit Kosten verbunden und jeder Betrieb ist anders. Aus diesem Grund sollte eine entsprechende Analyse durchgeführt werden, um festzustellen was für Ihre individuelle Situation sinnvoll ist.

SYSTEMA hat Erfahrung mit der Realisierung des digitalen Transformationsprozesses in mehreren erstklassigen Fabriken.

Ein Fortune-100-Technologiehersteller, mit dem SYSTEMA bei seiner digitalen Transformation zusammengearbeitet hat, berichtet von folgenden Vorteilen:

Vorteile

Produktivität

Eine 50-prozentige Steigerung der betrieblichen Produktivität, gemessen an den WIP-Bewegungen pro Mitarbeiter und Tag.

Personalbedarf

Flexiblerer Personalbedarf in der Produktion.

Ausbildung

Reduzierte Kosten und Zeit für die Bedienerschulung.

Sparen

Die interne Kosten-Nutzen-Analyse des Unternehmens zeigt, dass das Programm dem Unternehmen jährlich 30 Millionen US-Dollar einspart.

Kurzum: sie berichteten von höherer Produktivität, mehr Flexibilität, weniger Schulungen und großen Einsparungen. Ihre Prioritäten können natürlich woanders liegen. Behalten Sie diese dennoch im Hinterkopf, wenn Sie darüber nachdenken, dass entlang des Automatisinerungskontinuums jeder Schritt der digitalen Transformation den Menschen und Prozessen in Ihrem Unternehmen zugute kommt.