Industrie 4.0

Flexibilität in der Produktion als Schlüssel

Ein Unternehmen möchte seine Produktionsstraße flexibler anpassen, um sie letztlich wirtschaftlicher betreiben zu können. Dafür sollen die einzelnen Elemente der Produktionsstraße beliebig kombinierbar sein, nicht nur in ihrer physischen Form, sondern auch auf Ebene der Daten. Vereinheitlichte, klare Schnittstellen ermöglichen solch eine Vernetzung. Zudem möchte das Unternehmen die Information „Was produziert die Straße in welcher Konfiguration?“ schnell abrufen. Gerade bei der Produktion geringer Losgrößen, bis hin zu Losgröße = 1 sind minimale Rüstkosten essenziell.

Die Produktion muss an die Bedürfnisse des Kunden angepasst werden. Unternehmen, die mit technischen Lösungen schnell und flexibel auf den Markt reagieren können, erhöhen ihre Wettbewerbsfähigkeit massiv. Gerade in Pandemiezeiten haben sich diejenigen Unternehmen als besonders resilient gezeigt, die flexibel auf Veränderungen reagieren konnten. Diese Veränderungen waren stark beeinträchtigte Supply Chains, ein z. T. völlig veränderter Bedarf im Markt oder die schlichte Notwendigkeit, Kontakte zwischen Menschen zu vermeiden. Wer sich digital gut aufstellt, rüstet sich somit für eine Zukunft, die geprägt sein wird von schneller Veränderung und der Fähigkeit, darauf zu reagieren.

Performance Management

Neben der Chance, die Produktion flexibler zu gestalten, bietet Industrie 4.0 auch die Möglichkeit, diese zu optimieren. Die OEE (Overall Equipment Effectiveness) ist hierbei eine bewährte Messgröße. Je zeitnaher und präziser sie bestimmt werden kann, umso leichter lassen sich mögliche Hemmnisse beheben und Optimierungen umsetzen. Erst diese Sichtbarkeit ermöglicht eine Reaktion in der nötigen Geschwindigkeit und ein unmittelbar der Situation angepasstes Verhalten. Zudem lassen sich in diesem Kontext Mehrwertservices über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg aufbauen.

Datenbasierte Predictive Maintenance und Predictive Quality

Mit Blick in die Zukunft gewinnt die datengetriebene industrielle Fertigung immer mehr an Relevanz für Industrieunternehmen. So hat die Wartungsstrategie großen Einfluss auf Betriebskosten und Ausfallsicherheit einer Produktionskette. Vorrauschauende Wartung („predictive maintenance“) kombiniert die Vorteile reaktiver Wartung („run to fail“) mit denen präventiver Wartung („preventive maintenance“).

Dafür werden aufgezeichnete Sensordaten der Produktionskette auf Muster untersucht, die mit dem Ausfall von Komponenten korrelieren. Diese Muster werden dann genutzt, um aufgrund aktueller Daten

• die verbleibende Lebenszeit einer Komponente abschätzen zu können (RUL, „remaining useful life“),

• außergewöhnliches Verhalten anzeigen zu können („anomaly detection")

• oder die Wahrscheinlichkeit für den Ausfall einer Komponente anzugeben.

Dadurch können Unternehmen Ausfälle von Komponenten vermeiden und gleichzeitig die Wartungskosten auf ein Minimum reduzieren. Mit Wahrscheinlichkeitsmodellen lassen sich sogar die Kosten für Wartung bzw. vorzeitigen Austausch einer noch funktionsfähigen Komponente gegen die Kosten eines Stillstands der Produktionskette bei tatsächlichem Ausfall der Komponente abwägen. Damit lässt sich ein Wartungsplan erstellen, der optimal für die Produktionskette und die Anforderungen ist, die an sie gestellt werden – das kann beispielsweise eine hohe Ausfallsicherheit sein, oder auch eine hohe Kosteneffizienz.

Predictive Quality überträgt dieses Konzept auf die Qualitätssicherung. Hier werden Vorhersagemodelle genutzt, um die Wahrscheinlichkeit von Defekten einzelner Werkstücke abzuschätzen, um damit zusätzliche Qualitätskontrollen zu planen, oder die Produkte in unterschiedliche Qualitätsstufen zu sortieren.