Die Zukunft der Automatisierung in der Fertigung

Wie Hersteller wissen, ermöglicht die Automatisierung eine Reihe von hochwertigen Vorteilen wie Kosten- und Zeiteinsparungen. Der Outlook of Automation in 2023 von Thomas Insights fasst diese Vorteile prägnant zusammen, indem er feststellt, dass "die Automatisierung niedrigere Betriebskosten, verbesserte Arbeitssicherheit, eine höhere Kapitalrendite (ROI), bessere Produktqualität, betriebliche Effizienz und Wettbewerbsvorteile verspricht."

Die Automatisierung ist zwar nicht neu, aber die Hersteller automatisieren ihre Prozesse schon seit Jahrzehnten, und es ergeben sich immer wieder neue Möglichkeiten, sie auf neue Bereiche der Fabrikhalle auszuweiten. In der Zwischenzeit kann die Anpassung und Modernisierung der Automatisierung an die individuellen Bedürfnisse eines Herstellers zusätzliche Vorteile bringen, z. B. die Schließung einer durch Arbeitskräftemangel verursachten Lücke, effizientere Fertigungsprozesse und die Erfüllung der sich ändernden Anforderungen der Auftrags- und Erstausrüstungsfertigung.

Da die Automatisierung die Zukunft der Fertigung prägt, werden durch die Automatisierung data driven Prozesse auch immer größere Datenmengen zur Unterstützung von Fertigungsanwendungen zur Verfügung stehen. Die Daten können auch bestehende Fertigungsprozesse effizienter und potenziell nachhaltiger machen.

Automatisierung in modernen Fabriken gibt es in vielen Variationen

Die Hersteller betrachten die Automatisierung als einen vorrangigen Investitionsbereich. Laut einer Deloitte-Umfrage planen 62 % der Großunternehmen Investitionen in die Robotik und Automatisierung und setzen damit den Schwerpunkt auf diesen Bereich. Der nächstgrößere Investitionsbereich ist mit 60 % die Data Analytics .

Der digitale Wandel, der fast alle Branchen erfasst hat, hat dazu beigetragen, die Grundlagen für die Zukunft der Automatisierung zu schaffen. Tatsächlich gaben laut einer Umfrage von McKinsey 94 % der Befragten an, dass digitale Lösungen für ihre zukünftigen Automatisierungsbemühungen wichtig sein werden. Weitere Schlüsseltechnologien, die die Zukunft der Automatisierung ermöglichen, sind laut McKinsey u. a. speicherprogrammierbare Steuerungen, digitale Zwillinge und lehrerlose Robotik.

Die meisten Menschen denken wahrscheinlich sofort an Robotik, wenn sie an Automatisierung in der Fertigung denken. Der Einsatz von Robotern hat die Industrie sicherlich vorangebracht, aber die Automatisierung erstreckt sich auch auf Bereiche, die viele Menschen nicht sehen.

Ich habe zum Beispiel an Projekten gearbeitet, die so einfach waren wie die Umstellung von papierbasierten Prozessen und manuellen Eingaben am Computer auf die Automatisierung digitaler Arbeitsabläufe, die kein menschliches Eingreifen erforderten. Diese Art von Projekten bringt Zeit- und Geldersparnisse und Transparenz in die Prozesse, auch wenn sie nicht so sichtbar sind wie ein Roboterarm in einer Fabrikhalle.

Automatisierung von Daten und Fertigungsprozessen

Traditionell spielt die Automatisierung eine Schlüsselrolle in der Prozesskontrolle der Hersteller. Dazu gehören die Unterstützung von Qualitätssicherungsprozessen, die Identifizierung von Risiken und die Vorhersage von Ergebnissen. Die treibende Kraft für all diese Automatisierungen auf Unternehmensebene sind - wenig überraschend - Daten. Es ist jedoch eine Herausforderung, eine konsolidierte und normalisierte Sicht auf die Daten zu erhalten. Sie erfordert eine moderne Datenplattform, die Data Warehousing- und Funktionen bietet, die Daten aus allen benötigten Quellen zusammenführen und Datenpipelines automatisieren.

Je uneinheitlicher die Anwendungslandschaft, das Ökosystem und die Infrastruktur für Hersteller werden, desto mehr benötigen sie effiziente und skalierbar Funktionen für die Datenaufbereitung und -verwaltung. Veraltete Technologien und veraltete Prozesse, die immer noch viele manuelle Eingriffe erfordern, verzögern die Erkenntnisse und sind nicht skalierbar.

Eine bewährte Möglichkeit, diese Herausforderung zu lösen, ist der Einsatz eines wartungsarmen, hochleistungsfähigen Datenbankmanagementsystems wie Actian Zen. Es kann als Teil einer Internet-of-ThingsIoT)-Strategie eingebettet werden, um Fertigungsprozesse, einschließlich der Automatisierung, voranzutreiben. Mit Actian Zen können Hersteller auch die Vorteile von Edge-Anwendungen und -Geräten nutzen, die data driven Verbesserungen bis hinunter auf die Ebene der Prozesssteuerung ermöglichen.

Durch die Durchführung von Analysen vor Ort und die Übermittlung der Ergebnisse, anstatt den gesamten Datensatz zur Analyse in ein Data Warehouse oder eine Plattform zu verschieben, wird die Aufgabe der Datenübertragung vermieden. Dies ist sicherlich ein großer Vorteil, insbesondere wenn Hersteller mit großen Datenmengen, begrenzter Bandbreite und Latenzproblemen konfrontiert sind.

So arbeitet Actian derzeit an einem Proof of Concept, um Datenströme von einem Satelliten abzufangen, der von einer Weltraumorganisation abgeschossen wurde und der GPS-Daten von gefährdeten Tieren aufzeichnet. Es gibt ein großes Problem mit der Wilderei bei diesen Tieren, aber wenn wir ihre GPS-Bewegungen überwachen können, können wir Anomalien erkennen und die Behörden alarmieren. Diese Art von Fähigkeit kann Herstellern helfen, potenzielle Probleme in der Automatisierung zu erkennen, indem sie Muster oder Verhaltensweisen erkennen, die von einer Grundlinie abweichen.

Viele IT-Anwendungen erfordern 5G oder Global System for Mobile Communications (GSM), aber diese Optionen haben eine begrenzte Bandbreite. Das ist der Grund, warum sich intelligent fahrende Fahrzeuge nicht durchgesetzt haben - die Bandbreite reicht nicht aus, um den massiven Datenbedarf der Fahrzeuge zu decken. Sobald die Bandbreite verbessert wird, um Daten mit der für datenintensive Anwendungen erforderlichen Geschwindigkeit zu übertragen, können Unternehmen in allen Branchen neue Anwendungsfälle für die Automatisierung finden, von der Fertigung bis zur Automobilindustrie.

Effizienter Betrieb von Fließbändern

Automatisierung und digitale Transformation gehen oft Hand in Hand, um Prozess- und Betriebsverbesserungen in der Fertigung voranzutreiben. " Laut Smartbridge nutzen Unternehmen die Automatisierung als ihren modernsten Ansatz für Innovation und Betrieb . "Unternehmen stellen die Automatisierung an die Spitze ihrer digitalen Strategien und machen sie zu einer zentralen Priorität für das gesamte Unternehmen."

In ähnlicher Weise bezeichnet die Boston Consulting Group Digitalisierung und Automatisierung als Kernelemente der "Fabrik der Zukunft". Das liegt zum Teil daran, dass manuelle Prozesse nicht für die Automatisierung ausgelegt sind. Digitale Prozesse sind es hingegen schon. Sie eignen sich daher für die Automatisierung wichtiger Aspekte von Lieferketten, Fertigungsaufgaben und anderen Abläufen. So müssen Hersteller beispielsweise sicherstellen, dass sie genügend Vorräte On-Premises haben, um ihre Fließbänder effizient in Gang zu halten, ohne jedoch einen aufgeblähten Bestand zu haben, der die Lagerkosten erhöht. Dies alles geschieht im Interesse der Aufrechterhaltung der Produktion bei gleichzeitiger Minimierung der Kosten und der Erfüllung der Nachhaltigkeitsziele.

Die genaue Vorhersage und Einhaltung der rollierenden Prognosen ist der heilige Gral in der Fertigung. Rolling Forecasts werden laufend auf der Grundlage vergangener Leistungen, aktueller Trends und Abläufe sowie anderer Faktoren aktualisiert. Durch die Automatisierung von Datenprozessen zur Einspeisung dieser Prognosen erhalten die Beteiligten die Real-Time-Insights , die sie benötigen, um informierte Entscheidungen zu treffen, die sich auf alle Aspekte der Fertigung auswirken können.

Unser Kunde Aeriz ist ein gutes Beispiel dafür. Das Unternehmen vereinheitlicht und analysiert Daten, um eine breite Palette von Entscheidungen zu treffen. Aeriz ist eine nationale Marke für aeroponischen Cannabis, hat aber Herstellungsprozesse, die an die von Pharmaunternehmen erinnern. Die Verantwortlichen des Unternehmens haben sich viele Gedanken über Prozesse und Automatisierungssteuerungen gemacht, wie z. B. die Steuerung der Feuchtigkeit und Temperatur für den Cannabisanbau sowie die Geschwindigkeit von Förderbändern für Produktionsprozesse. Wie andere Unternehmen stützt sich auch Aeriz auf Daten, um eine umfassende Geschichte über den Zustand des Unternehmens und die zu erwartenden nächsten Schritte zu erzählen.

Dies zeigt, dass Unternehmen umso mehr von Genauigkeit und Zeitersparnis Nutzen , je mehr Möglichkeiten zur Automatisierung es gibt - von der Datenverarbeitung bis hin zu Interaktionen am Fließband -, was zu einer Veränderung der Standardbetriebsverfahren führen kann. Jeder Schritt, der automatisiert werden kann, bietet einen Mehrwert.

Verbesserung des Produktlebenszyklusmanagements

Der Einsatz von Automatisierung in der Fertigung kann neue und bestehende Herausforderungen lösen. Dazu gehört die Ausweitung des Einsatzes von Automatisierung, um die Effizienz zu optimieren, nachhaltige Abläufe zu fördern und Prozesse weniger komplex zu gestalten. In einem Blog der International Society of Automation (ISA) über die vier größten Trends der Fertigungsautomatisierung im Jahr 2023 wurden die Verknüpfung der Automatisierung mit Nachhaltigkeitszielen, die Nutzung der Automatisierung zur Behebung des Fachkräftemangels, die Nutzung der Automatisierung als Wettbewerbsvorteil und die Einführung leichter zugänglicher Formen der Automatisierung wie schlüsselfertige Robotertechnik genannt.

Diese Trends können der Fertigung sicherlich willkommene Vorteile bringen. Ein wichtiger Nutzen der Automatisierung liegt jedoch darin, dass sie den Gesamtbetrieb voranbringt. Wenn wir an die Fertigung denken, egal ob es sich um einen mittelgroßen Auftragsfertiger oder ein großes globales Unternehmen handelt, denken wir oft an die Automatisierung von sich wiederholenden Aufgaben. Sobald Aufgaben automatisiert sind, bedeutet das nicht, dass die Arbeit erledigt ist. Möglicherweise gibt es Möglichkeiten, Änderungen vorzunehmen, selbst kleine Verbesserungen, um einzelne Prozesse oder umfangreiche Abläufe zu verbessern.

So können Hersteller beispielsweise feststellen, dass sie die Bewegung eines Roboterarms weiter optimieren können, um schneller oder effizienter zu sein. Außerdem kann die Verknüpfung von Daten aus der automatisierten Robotik mit anderen Quellen in der gesamten Fabrikhalle Möglichkeiten zur Minimierung von Verschwendung aufdecken, Silos oder doppelte Prozesse identifizieren und Planungsstrategien aufzeigen. All dies spielt letztlich eine Rolle bei der Verbesserung des Produktlebenszyklus-Managements, das vom Produktdesign bis hin zur Prüfung und Entwicklung alles umfassen kann. Verbesserungen im Bereich des Produktlebenszyklus-Managements können sich auf Verbesserungen in der Fabrikhalle auswirken.

Um die Automatisierung zu optimieren und die Zukunft der Fertigung voranzutreiben, ist nicht nur ein genauer Überblick über alle Vorgänge innerhalb der Fabrikmauern erforderlich, sondern auch die Erkenntnis , was außerhalb der Fabrik geschieht. Dazu gehört auch die Kenntnis der supply chain und der Zulieferer der ersten, zweiten und dritten Ebene. So kann sichergestellt werden, dass dem Hersteller nicht ein wichtiger Artikel ausgeht, der die Produktion zum Erliegen bringen und automatisierte Prozesse zum Stillstand bringen kann.

Die Zukunft der Automatisierung wird von Daten abhängen

Ein Aspekt der Modernisierung, der sich über die Jahrzehnte hinweg bewährt hat und auch in Zukunft die treibende Kraft sein wird, ist die Nutzung von Daten. Mit dem Aufkommen neuer Anwendungsfälle werden alle verfügbaren Daten benötigt, um Entscheidungen zu treffen und eine präzise Automatisierung zu ermöglichen.

Die Hersteller müssen in der Lage sein, von der Datenquelle zur Entscheidung zu gelangen. Wir von Actian machen Daten einfach. Wir ermöglichen Herstellern und anderen den Zugriff auf einheitliche, vertrauenswürdige Daten in Echtzeit. Die Actian Data Platform bietet Datenintegration, Qualität und überragende Leistung sowie native Integration und kodierungsfreie Transformationen, die es mehr Anwendern ermöglichen, auf Daten zuzugreifen, um Geschäftsziele zu erreichen.

Mit neuen Funktionen wie Integration as a Service und Database as a Service erfüllt die Actian Data Platform die aktuellen und zukünftigen Anforderungen der Hersteller.

Zusätzliche Ressourcen:

• Das IoT im ERP: One Stop Shopping für globale Shop-Lösungen
• Mehr erreichen mit Ihrer Datenintegrationsplattform
• Der größte britische Pharmadistributor wendet sich zur Modernisierung an Actian

Über Robert Gorsuch

Robert Gorsuch ist Software-Ingenieur mit einer 30-jährigen Erfahrung in der IT-Branche. Er hat Erfahrung in der Architektur, dem Design und der Implementierung von unternehmensgerechten Datenintegrations-, Datenmanagement und Data Analytics . Er verfügt außerdem über Fachwissen über alle Software- und Hardware-Ökosysteme, Standards und Definitionen sowie Geschäftsprozesse. Darüber hinaus verfügt er über Kenntnisse in der Softwareentwicklung für alle Plattformen, Netzwerkschnittstellen und -protokolle, Kenntnisse über Industriestandards und -trends für alle Branchen, Regionen und Anwendungen sowie Kenntnisse in der Automatisierung und Optimierung von Geschäftsprozessen.