Global bedeutsame Ereignisse verändern unseren gewohnten wirtschaftlichen Bezugsrahmen. Instabile Märkte mit Preisschwankungen, Lieferengpässen, u.v.m. sind die Folge. In diesem schwierigen Umfeld eröffnet die Smart Factory neue Chancen: Sie ermöglicht eine variantenreiche, kundenspezifisch individualisierte Produktion mit verteilten, heterogenen oder knappen Ressourcen. Die Reaktionszeiten sind in der Digitalen Fabrik der Zukunft deutlich kürzer. Gleichzeitig kann Energie, Material und Rüstzeiten eingespart werden, und die Herstellung kleiner Chargen ist kostengünstiger.
Die umfassende Vernetzung aller Komponenten mit den an der Produktion beteiligten Personen ist Voraussetzung für das Entstehen der Smart Factory. Verhinderten bisher Datensilos die übergreifende Nutzung von Daten über Funktionen und Bereiche hinweg, so gibt es in einer Digitalen Fabrik keine Systembrüche mehr. Alle Komponenten einer Smart Factory sind in ein Netzwerk zur Übertragung digitaler Daten eingebettet, über das nicht nur Menschen, sondern auch Maschinen, Anlagen und Systeme miteinander kommunizieren – d.h. diejenigen, die auf der Ebene der Operational Technology (OT) angesiedelt sind, also dort, wo Daten erzeugt werden, und diejenigen Systeme, die auf der Ebene der Information Technology (IT) liegen, also dort, wo Daten konsumiert werden.
Reisepartner gesucht?
Die sich komplett selbst organisierende Smart Factory ist ein Zielbild, an dem es sich zu orientieren lohnt, um Widerstands- und Veränderungsfähigkeit der eigenen Produktion nachhaltig zu stärken. Zum Beispiel durch eine automatische Online-Überwachung realer Maschinenzustände, eine schnelle Reaktion auf Störungen, durch ein automatisiertes Alarmmanagement, eine automatische Berechnung von maschinenbezogenen KPIs oder eine interaktive Datenanalyse und digitale Wartungspläne. Doch jede Reise startet von einem anderen Ausgangspunkt und in einem individuellen Tempo, und wir begleiten Sie auf Ihrem ganz persönlichen Weg zu einer immer intelligenter werdenden Produktion. Was genau sind die Treiber einer Smart Factory und welche Bausteine braucht es?
MES und HMI: Verbindung zwischen Shopfloor und Leitebene
Nach wie vor gängige Praxis ist die Trennung zwischen der Leitsystemebene (MES) und dem HMI (Human Machine Interface), analog zur klassischen Automatisierungspyramide. In der Smart Factory hingegen ist die Trennung von Leitebene und Shopfloorebene überwunden –durch den Einsatz von Webtechnologie an den Anlagenterminals. Die webbasierten HMIs lassen sich lückenlos in das Leitsystem integrieren, dadurch sind alle notwendigen Informationen und Steuerungsfunktionen im zentralen System in Echtzeit verfügbar. Die Anbindung einer kompletten Fertigung mit mehr als 1000 Maschinensteuerungen ist keine Seltenheit. Zudem ist eine Übersicht über alle Anlagenbereiche von jeder Station einfach aus per Webbrowser möglich. So stehen an einer Anlage auch Anlagedaten aus vor- und nachgelagerten Bereichen zur Verfügung und können zur Optimierung des Produktionsflusses u.ä. genutzt werden. Mit webbasierten HMIs kann die Smart Factory Kosten bei der Terminal-Hardware, im Betrieb und bei Wartung / Support.
Durch die Integration von Maschinen- und Prozessdaten aus dem Shopfloor in dem zentralen MES gelingt es, ein einheitliches Datenbild der Gesamtsituation auf einen Blick darzustellen. Jeder Prozessschritt und jeder Parameter wird in Echtzeit überwacht, protokolliert und analysiert. Die funktions- und bereichsübergreifend gesammelten Maschinen- und Fertigungsdaten werden systematisch ausgewertet und zu aussagekräftigen Kennzahlen aggregiert. Dies führt zu deutlich mehr Transparenz über die verschiedenen Ebenen der Organisation hinweg. Entscheidungen können auf Basis einer fundierten Gesamtlage getroffen werden. TopX-Auswertungen von Maschinenstillständen und deren Ursachen machen zudem Verbesserungspotenziale sichtbar, welche sukzessive abgearbeitet werden können.
Smart Factory verbessert den Reifegrad einer Organisation
Das verbessert den individuellen Reifegrad der Organisation, beispielsweise durch zeitoptimierte, präzise, reproduzierbare und transparente Prozesse oder die organisationsübergreifende Zusammenarbeit. Durch eine optimierte Produktion steigt auch die Qualität der Endprodukte, teure Rückrufaktionen können vermieden werden – und bares Geld wird langfristig eingespart. Die Mitarbeiter werden künftig noch stärker als heute von Routineaufgaben entlastet. Sie können sich auf die Dinge konzentrieren, die ihren Verstand und ihre Kreativität ansprechen, und werden so mehr und mehr zum Gestalter.
Die Digitalisierung der Morgenrunde ersetzt die bisherige dezentrale Aufbereitung von Daten in Tools wie Excel, Powerpoint und Papier. Da sämtliche Informationen in der Smart Factory bereits digital vorliegen, kann sich die Morgenrunde auf den Dialog, das Besprechen von Ereignissen und Aufgaben, konzentrieren. Die Mitarbeiter müssen auch gar nicht alle vor Ort sein, sondern können digitale Tools wie Slack oder Teams nutzen.
Gemeinsame Basis für die Bausteine der Digitalen Fabrik ist die Plattform Edge.One. Durch sie wird der Betrieb des erweiterten MES in der Cloud (als Software as a Service) möglich. Das verändert die Rahmenbedingungen in einer Smart Factory grundlegend. Cloud-basierte SaaS-Lösungen ermöglichen es Produktionsunternehmen, sich auf die Produktionsprozesse zu konzentrieren und die Aufwände für die IT-Infrastruktur intern so gering wie möglich zu halten – bei gleichzeitig höchster Performance.
