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Smart Factory – intelligente Fabrik

Smart Factory

Der Begriff Smart Factory hat sich aus der Forschung im Bereich Fertigungstechnik entwickelt.

Als Teilbereich des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 beschäftigt sich die Vision der Smart Factory mit der Vorstellung eine Produktionsumgebung zu schaffen, in der sich Logistik-Systeme und Fertigungsanlagen selbst organisieren. Technische Grundlage sind dabei sogenannte cyber-physische Systeme (CPS). Ein weiterer wesentlicher Bestandteil ist die Kommunikation zwischen Produkt und Fertigungsanlage, so beispielsweise mit Hilfe eines RFID-Chips. Industrie 4.0 basiert somit auf dem Zusammenspiel von intelligenten Einheiten, um den Eingriff von Menschen auf ein Minimum zu reduzieren.

Steigerung der Produktionseffizienz

Der internationale Wettbewerb konfrontiert Unternehmen am Wirtschaftsstandort Deutschland zunehmend mit vielen verschiedenen Veränderungen und Herausforderungen. Neben der Verlagerung von Produktionsstätten ins Ausland aus Kostengründen handelt es sich hierbei auch um die effiziente Nutzung von Ressourcen sowie Dynamisierung von Produktlebenszyklen.

Daher ist eine Weiterentwicklung sowohl der Produktion als auch der Produktentwicklung unverzichtbar. Ein möglicher Weg dorthin soll das Konzept Industrie 4.0 sein. Moderne Informations- und Kommunikationstechnologien bieten hierbei umfassende Chancen und Möglichkeiten zur Steigerung der Produktionseffizienz. Selbstverständlich behält noch immer der Mensch die Oberhand, jedoch benötigt er mehr und mehr überfachliche Kompetenzen im Bereich Smart Factory. Durch gezieltere Qualifizierung steigert eine Vielzahl von Betrieben ihre Produktivität somit um bis zu 30 Prozent. Die technischen Errungenschaften rund um Internet und Digitalisierung haben daher zweifellos einen nicht zu unterschätzenden Einfluss auf die Gestaltung der Arbeitsplätze der Zukunft. Aus Sicht vieler Wissenschaftler ergeben sich daraus große Chancen für die Belegschaft.

Günstige Individuallösungen

In der Fabrik der Zukunft, der Smart Factory, ist Einzelanfertigung nicht länger aufwändiger als Serienproduktion, denn die revolutionäre Entwicklung in Industrie und Wirtschaft ermöglicht die Fertigung individueller Produkte zu Massenfertigungspreisen.

Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) präsentierte auf Messen ein ganz einfaches Beispiel: Die Produktion eines individuellen Visitenkartenetuis, ausgestattet mit einem kleinen elektronischen Chip zur Speicherung der Kundenwünsche. Es handelt sich also um eine Art digitales Produktgedächtnis. In den unterschiedlichen Montage- und Bearbeitungsstationen kommuniziert das Produkt mit der Maschine. Für die Zukunft der Industrie entscheidend ist die Tatsache, dass die Fertigung eines individuellen Produkts nicht aufwändiger ist als die Fertigung eines immer gleichen Produkts in Serienproduktion. Gesteuert wird alles dezentral, denn jedes einzelne Modul arbeitet unabhängig von seinen Nachbarmodulen. Jede Station erkennt die Kundenwünsche und den Zustand des Werkstücks. Über die Ausführung des aktuellen Produktionsschritts entscheidet das Modul autonom und individuell für jedes einzelne Produkt.

Dieser modulare Aufbau der Produktion ermöglicht somit die schnelle Anpassung der Anlage an geänderte Rahmenbedingungen. Auf diese Art und Weise entfallen Umrüstzeiten was zu einer Weiterführung der Produktion ohne Unterbrechungen führt.

Radikale Veränderung traditioneller Herstellungsprozesse

Im Bereich Embedded Systeme liegt Deutschland auf dem Weltmarkt an der Spitze. Die deutsche Bundesregierung unterstützt im Rahmen ihrer Hightech-Strategie daher die Vision der Industrie 4.0. Personal wird dabei übrigens nicht eingespart, denn eine smarte Fabrik benötigt mehr höherwertig qualifizierte und interdisziplinär ausgebildete Fachkräfte. Die Wartung komplexer computergesteuerter Maschinen erfordert Facharbeiter mit breiter beruflicher Qualifikation. Die sich selbst organisierende Produktion steht heutzutage übrigens längst in den Startlöchern, denn als Smart Factory sorgt sie für eine radikale Veränderung traditioneller Herstellungsprozesse.

Mit der Industrie 4.0 erhöht sich die Schlagzahl innerhalb der Produktentwicklung. Computergesteuerte Prozesse verkürzen die Reifezeit und beschleunigen den Ausstoß von Produkten. Als mittelständisches Ziel digitalen Wandels ist die moderne Fertigung im Rahmen der Smart Factory bereits jetzt vereinzelt Realität.

Smart Factory als Basis für Industrie 4.0

Die Smart Factory steht für die vollständige Integration und Digitalisierung der industriellen Wertschöpfungskette. Die Kombination aus Automatisierungstechnik sowie Informations- und Kommunikationstechnologie zum Internet of Things ermöglicht immer höhere Grade der Vernetzung in und zwischen Produktionsanlagen. Das Ergebnis von Industrie 4.0 ist letztendlich die intelligente Fabrik. Sie umfasst digitale Modelle, Methoden und Werkzeuge zur virtuellen Abbildung von Prozessen und Produkten. Außerdem geht es im Falle der Smart Factory auch um den Betrieb und die Optimierung von Industrie 4.0 in Echtzeit. Auf diese Art und Weise bildet die smarte Fabrik die Basis von Industrie 4.0. Der springende Punkt ist dabei die Kommunikationsfähigkeit der Fabrikobjekte in Echtzeit.

Moderne Fabrik-Planung

Grundlage digitaler Fabriken sind cyber-physische Systeme, denn sie übernehmen die Vermittlung zwischen realen und virtuellen Elementen. Was fantastisch klingen mag, ist teilweise bereits Realität: So beispielsweise in den Fabriken von Audi oder Siemens. Die moderne Fabrikplanung erstreckt sich hierbei vom initialen Entwurf über den gesamten Planungsprozess bis hin zur Inbetriebnahme der Anlage nach Abschluss der Anlagenplanung.

Grundlage digitaler Fabrikplanung ist das Festlegen der Bauart. Handelt es sich um eine Neuplanung? Um die Erweiterung einer bereits existierenden Anlage? Oder um eine Sanierung beziehungsweise Reorganisation? Ganz gleich, worum es sich handelt: Als Experte für Embedded Technologien liefert AXIOMTEK Smart-Factory-Produktlösungen zur Bewältigung selbst kritischster Herausforderungen innerhalb der Automatisierungsbranche.

AXIOMTEKs breites und facettenreiches Produktportfolio, darunter Computer, Netzwerksysteme und Touch Panels, gewährleistet die Reduktion von Fehlern im System auf ein Minimum. Außerdem hilft es bei der Standardisierung vielzähliger Prozesse, Ressourcen und Betriebsmittel. Speziell konzipiert und angepasst auf die Ansprüche und Gegebenheiten digitaler Fabriken, entstehen durch die Ausstattung mit AXIOMTEKs Embedded Technologien für smarte Fabriken beziehungsweise intelligente Fabriken transparente Berechnungen von Zeit, Kosten und Ressourcen.

Ein Arbeitsschritt – viele Prozesse

Im Zeitalter der vierten industriellen Revolution nutzen Unternehmen rasche Datenerfassung, fortschrittliche Informationsanalytik und hochwertige Hochgeschwindigkeitsnetzgeräte. Die Integration von Netzwerk- und Berechnungsprozessen in Form cyber-physischer Systeme beseitigt dabei die Grenzen zwischen der realen und der virtuellen Welt. Im Vergleich zu herkömmlichen Produktionssystemen bieten smarte Fabriken nicht zu unterschätzende Echtzeitqualität sowie Kosten- und Ressourcenvorteile. Ist beispielsweise ein unvollständiges Produkt auf dem Fließband, identifiziert das System den fehlenden Schritt zur Vervollständigung des Produktes.

Die intellgente Fabrik gewährleistet die gleichzeitige Durchführung von Produktdesign, -herstellung und -prüfung. Auf diese Art und Weise optimiert sie Anlagen und Versorgungsnetze durch Umwandlung von Daten in profitable Werte. AXIOMTEK bietet daher eine Komplettlösung zur Überwindung selbst kritischster Herausforderungen innerhalb der Automatisierungsbranche. Einige von AXIOMTEKs Produkten aus der eBOX-Serie bieten komplette EtherCAT-Lösungen. Der integrierte EtherCAT Master Motion Controller erhöht die Leistungsfähigkeit und Präzisionssteuerung. Die Systeme überzeugen mit Vorteilen wie einem lüfter- und geräuschlosem Design. Ausgestattet mit leistungsstarken Intel Prozessoren, reduzieren AXIOMTEKs Produktlösungen sowohl die Entwicklungs- als auch die Bereitstellungszeit digitaler Fabriken.

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Ansprechpartner Alexander Appel

Alexander Appel

Vertriebsingenieur (M.Sc.)

Telefon+49 217 33 99 36 - 0

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