Was ist eine Smart Factory?
Simon KrügerAlle sprechen von Smart Factory – oder wie es im Deutschen heißt „intelligente Fabrik“. Doch was genau ist eigentlich eine Smart Factory?
Die „Smart Factory“ ist ein Standbein der Initiative „Industrie 4.0“ der deutschen Bundesregierung. Basis der Initiative ist die Bestrebung den Produktionsstandort Deutschland fit für das 21. Jahrhundert zu machen. Ziel ist es eine Produktionsumgebung zu realisieren, die im Idealfall ohne menschliche Eingriffe auskommt und sich selbst organisiert. Dazu zählen neben den eigentlichen Fertigungsanlagen vor allem auch die dazugehörigen Logistiksysteme. Kernkomponenten sind so genannte cyber-physikalische Systeme und die intelligente Vernetzung aller Komponenten.
Die Smart Factory stellt letztendlich eine autonome Produktionsumgebung dar, in die der Mensch im Idealfall nicht mehr eingreifen muss. Vielmehr übernimmt er die Rolle des „Aufpassers“ und wird lediglich bei Problemen oder Störfällen aktiv. Die Kommunikationsgrundlage der Smart Factory bildet das Internet of Things (IoT), in dem alle Produktionsanlagen selbst vernetzt sind, aber auch die hergestellten Produkte durch implementierte RFID-Chips mit den Maschinen kommunizieren können. Auf dem Chip sind beispielsweise Fertigungsschritte, die Produktkonfiguration und relevante Informationen über den Kunden gespeichert.
Mit der Umsetzung des Smart Factory Konzepts sollen unter anderem folgende Punkte erreicht werden: Produktionsprozesse zu beschleunigen und kostengünstiger zu gestalten, die Flexibilität der Produktion zu erhöhen, Lieferketten transparenter zu machen und letztendlich individualisierte Produkte zum Preis von Massenprodukten anbieten zu können.
Die wichtigsten Merkmale der Smart Factory
Die verschiedenen Komponenten, die die Fertigungsleistungen in der Smart Factory erbringen, müssen miteinander vernetzt werden. Die Vernetzung lässt sich in extern und intern unterteilen. Die externe Vernetzung ist dabei für die Kommunikation mit anderen smarten Fabriken und die Anbindung der Logistik zuständig. Dem gegenüber verbindet die interne Vernetzung sämtliche Komponenten des Produktionsprozesses in der Fabrik miteinander.
Ein weiteres zentrales Merkmal der Smart Factory ist die individualisierte Produktion. Dank intelligenter Vernetzung der Fertigungsanlagen und deren Fähigkeit zur Selbstorganisation lassen sich die Produktionsabläufe individuell und flexibel modellieren. Es entsteht die Möglichkeit, Individualprodukte und Kleinserien mit intelligenter Automation in einem Kostenrahmen zu produzieren, der in konventionellen Fertigungsanlagen nur bei der Massenproduktion zu erreichen ist. Zusammengefasst werden kann der Prozess unter dem Namen Mass Customization oder auf deutsch „kundenindividuelle Massenproduktion“. Durch die Angabe der Ziele wie Menge, Abmessungen und Funktion eines Produkts findet die Produktionsumgebung selbstständig die optimalen Fertigungsschritte und Produktionsprozesse.
Komponenten und Werkzeuge der Smart Factory
Die cyber-physischen Systeme bilden eine Komponente und sind für den Austausch zwischen realen und virtuellen Komponenten verantwortlich. Sie sind die Schnittstelle zwischen Hardware und Software und sind hohen physischen Anforderungen ausgesetzt. Für den Datenaustausch sind die Systeme mit Sensor-, Prozessor- und Funktechnik ausgestattet. Analysiert werden die Datenmengen, die in einer Smart Factory über den kompletten Fertigungsprozess anfallen, mit Technologien aus dem Big-Data-Umfeld. Grundlage des Konzepts der Smart Factory sind dabei kurze Zugriffszeiten und eine performante Datenverarbeitung.
Die Rolle des Menschen in der Smart Factory
Welche Rolle nimmt der Menschen eigentlich in der Smart Factory ein? Im Umfeld der Smart Factory wandelt sich die Rolle des Menschen grundlegend, er führt die Produktionsprozesse nicht mehr selbst aus. Dennoch muss er die eingesetzten Systeme überwachen und eingreifen, wenn ein Fehler vorliegt. Weiterhin konstruiert und entwickelt der Mensch selbst die Systeme, die in der Smart Factory zum Einsatz kommen oder benötigt werden.
Aktuell sind viele Smart Factory Projekte in der Pilot- oder Erprobungsphase. Erste Modelfabriken existieren zum Beispiel von Bosch und Siemens.
Quellen:
https://www.bigdata-insider.de/was-ist-eine-smart-factory-a-643838/
https://industrie-wegweiser.de/smart-factory-info/
https://www.siemens.com/de/de/home/unternehmen/themenfelder/ingenuity-for-life/optima.html
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