Sicher vernetzt

Industrie 4.0: Die Risiken der vernetzten Produktion

Die digitale vernetzte Produktion fordert hohen technologischen Einsatz. Welchen Risiken Unternehmen auf dem Weg zur Smart Factory begegnen und warum sich der Weg zur Industrie 4.0 trotzdem lohnt.

Akuter Gesprächsbedarf? Die Vernetzung der Systeme muss sich heute viel weiter spannen als nur innerhalb der eigenen Produktion.

Mit dem Begriff Industrie 4.0 wird ein Zukunftsbild der digitalisierten vernetzten Produktion mit vernetzten Maschinen und Produkten skizziert. Innerhalb eines Wimpernschlags reagieren Fertigungsanlagen und Logistiksysteme und produzieren individuelle Produkte in Losgröße 1. Die intelligente Fabrik optimiert sich selbst indem Sensoren Daten erfassen und daraus Ableitungen treffen. Die Smart Factory passt sich damit ständig an Nachfrage, Angebotsschwankungen und Prozessabweichungen an. Und selbst fertige Produkte und Services sind für den Kunden smarter. Big Data sei Dank. In diesem Szenario gibt es jedoch einige Schwachstellen zu berücksichtigen.

Erst Netzwerke ermöglichen Industrie 4.0

In der Fabrik der Zukunft ist die gesamte Wertschöpfungskette eingebunden: Rohstoff-, Produktions-, Logistik- und Kundendaten fließen von der Feldebene bis hinauf zur Betriebsebene. Damit bieten intelligente vernetzte Fabriken eine verbesserte Produktivität, Qualität und Flexibilität. Für die vernetzte Produktion müssen sich Unternehmen mit Partnern, Lieferanten und Kunden austauschen. Diese Offenheit für die Zusammenarbeit, über Unternehmensgrenzen hinweg, fehlt in vielen Unternehmen noch. 

Digital vernetztes Denken ist gefragt

In der Fabrik der Zukunft sind Maschinen und Produkte im ständigen Austausch. Dazu braucht es konsequente technische Vernetzung und durchgängige Nutzung von Daten. Internet of Things (IoT), Künstliche Intelligenz und Big Data liefern Informationen aus Echtzeitdaten von Fertigungsanlagen und Logistiksystemen. Mit Daten aus dem Internet of Things (IoT) lässt sich beispielsweise die Produktionsplanung durch die zeitgerechte Bereitstellung von Materialien und Ressourcen verbessern. Damit verändert sich die Art wie die vernetzte Produktion zu managen ist. 

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Komponenten, unabhängig vom Hersteller, kommunizieren in smarten Fabriken miteinander. Dazu braucht es einheitliche Programmiersprachen und offene Schnittstellen. Existiert keine digitale Durchgängigkeit von Prozess-Ebene, über die Produktionsplanung bis hin zur Unternehmensplanung, werden Produktionssysteme unflexibel. Gerade wenn es um die Produktion von individuellen Produkten und Lösungen geht, ist die reibungslose Kommunikation jedoch unverzichtbar.

IT-Systeme werden zur Achillesferse

Unterbrechungen der Dateninfrastruktur sind für die Smart Factory kritisch und bieten zugleich einen Angriffspunkt für kriminelle Organisationen. Die Sicherheit von OT- und IT-Systemen nimmt einen hohen Stellenwert ein um Menschen und Maschinen in der smarten Fabrik zu schützen. Neue Fachexperten sind in der Smart Factory gefragt. IT-Security Experten, Programmiere oder auch Datenanalysten für Big Data ermöglichen erst die digitalisierte vernetzte Produktion. 

Vorteile vernetzter Produktion

Eine individualisierte Produktion reduziert Herstellkosten und befriedigt individuelle Kundenwünsche. Vorteile vernetzter Produktionen zeigen sich beispielsweise in selbstoptimierenden Betriebsabläufen, Remote Factory-Lösungen oder vorhersagender Instandhaltung. 

Beispiel: Instandhaltungsmanagement in der intelligenten Fabrik

In der Instandhaltung zeigen sich die Vorteile einer smarten Fabrik sehr anschaulich. Im EU Horizon 2020 Projekts „PreCoM“ arbeitet man an der TU München (TUM) an der besseren Abschätzung der Restlebensdauer wichtiger Komponenten. Am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der Technischen Universität München verknüpfen die Forscher Predictive Maintenance und Produktionsplanung. Die Anlagenverfügbarkeit lässt sich dadurch weiter steigern. Da Maschinenausfälle in der Produktion hohe Kosten verursachen, ist die Instandhaltung ein wichtiger Stellhebel für die Wirtschaftlichkeit. 

Flexible Prozesse und Standardisierung für individuelle Produktion lassen sich mit heutigen Technologien schon gut realisieren und sorgen dafür, dass Industrie 4.0 und der Begriff Smart Factory nicht bloß leere Worthülsen bleiben. Unternehmen, die digital vernetztes Denken in der Produktion praktizieren, müssen sich sowohl der Risiken als auch der Chancen bewusst sein. 

ToolSense erklärt:

Was versteht man in Industrie 4.0 unter vernetzter Produktion? 

Die Basis einer vernetzten Produktion schafft die Integration von Hardware- und Softwarekomponenten zu einem cyber-physischen System. Mit Hilfe des Internet of Things (IoT) entsteht eine digitalisierte vernetzte Produktion in der Material, Maschinen und Produkte miteinander kommunizieren. Aus physikalischen Objekten werden cyber-physische Systeme. Die Vision der Fabrik der Zukunft integriert alle produktionsrelevanten Faktoren und Prozesse im cyber-physischen Produktionssystem. Um aus einem solch komplexen System eine Smart Factory zu schaffen, braucht es Informations- und Kommunikationstechnologie. 

Was braucht es für die intelligente vernetzten Produktion:

  • Personal mit fachlicher Qualifikation um eine vernetzte Produktion zu managen 
  • Vernetzung der gesamten Produktion, von der Warenanlieferung bis hin zu Produkten und Services
  • Einheitliche Standards und offene Systeme 
  • Horizontale Vernetzung mit Kunden, Partnern und Lieferanten 
  • Cybersecurity von OT (Operative Technologie) und IT (Informationstechnik)

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