Der Aufstieg der Automatisierung in der Fertigungsindustrie

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In den letzten Jahren haben beispiellose Störungen in der Fertigung zu zahlreichen Veränderungen und Anpassungen im Fertigungsbereich geführt. Es ist wenig überraschend, dass Führungskräfte in der Fertigung jetzt mehr denn je nach Möglichkeiten suchen, ihre Prozesse zu verbessern, um einen höheren Durchsatz zu erzielen und Kosten zu senken. Dieses anhaltende Streben nach Kostensenkung und Effizienzsteigerung ist für Hersteller, die mehr Automatisierungstechnologie im Bereich Industrie 4.0 einsetzen möchten, um erfolgreiche Ergebnisse zu erzielen, von entscheidender Bedeutung. In diesem Artikel beleuchten wir den Aufstieg der Automatisierung in der Fertigung und wie sie Unternehmen dabei unterstützt, wichtige KPIs für die Produktionsüberwachung zu erfüllen. Außerdem zeigen wir auf, wie verschiedene Arten der Automatisierung erfolgreich in Ihre internen Prozesse integriert werden.

Was ist industrielle Automatisierung?

Automatisierung wird im Fertigungskontext allgemein als der Einsatz von Ausrüstung zur Automatisierung von Systemen oder Produktionsprozessen verstanden, um die Effizienz zu steigern und den Bedarf an manuellen Eingaben zu verringern. Automatisierung trägt dazu bei, die Produktion zu beschleunigen und die Kosten signifikant zu senken, da Prozesse den manuellen Arbeitsaufwand der Mitarbeitenden reduzieren und es ihnen ermöglichen, ihre Expertise auf die strategische Überwachung ihrer jeweiligen Funktion zu konzentrieren.

Industrielle Automatisierung bezeichnet den Einsatz von Maschinen, um Arbeiten auszuführen, die normalerweise von Menschen erledigt werden. Sie ist mit elektromechanischen Systemen verbunden, die so programmiert sind, dass sie verschiedene Aufgaben und Prozesse übernehmen. Industrielle Automatisierung ist nicht immer die passende Lösung für Hersteller, aber die meisten Unternehmen profitieren von einer der vielen unterschiedlichen Arten der Automatisierung, auf die wir im Folgenden näher eingehen.

Es gibt drei verschiedene Arten von industriellen Automatisierungssystemen:

Arten der Automatisierung in der Fertigung

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Auch als „harte Automatisierung“ bezeichnet, bezieht sich die feste Automatisierung auf ein System, das eine feste Aufgabe hat und nicht einfach von einem Produktstil auf einen anderen umgestellt werden kann. Sie ist durch hohe Produktionszahlen und eine hohe Eintrittsbarriere gekennzeichnet. Die Programmierung befindet sich in den Maschinen in Form von Nocken, Zahnrädern, Verdrahtung und anderer Hardware. Feste Automatisierung eignet sich für Produkte, die in großen Stückzahlen gefertigt werden – ein gutes Beispiel sind Bearbeitungs-Transferstraßen in der Automobilindustrie, automatische Montageanlagen und bestimmte chemische Prozesse. Umrüstungen sind möglich, erfordern jedoch das Abschalten der Fertigungslinie und den manuellen Werkzeugwechsel durch Techniker.

Hersteller setzen programmierbare Automatisierung ein, um Produkte in Chargen zu fertigen. Diese Chargen können von einigen Dutzend bis zu mehreren Tausend Produkten reichen. Jedes Mal muss die Produktionsausrüstung neu programmiert und umgerüstet werden, um neue Produktspezifika zu berücksichtigen; dies erfordert Ausfallzeit. Programmierbare Automatisierung weist im Allgemeinen niedrigere Produktionszahlen auf als feste Automatisierung, was darauf zurückzuführen ist, dass die Ausrüstung speziell darauf ausgelegt ist, die Umrüstung auf neue Produkte zu ermöglichen. Die Kosten für längere Ausfallzeit haben zur Entwicklung einer Erweiterung der programmierbaren Automatisierung geführt, die als flexible Automatisierung bezeichnet wird.

Der Hauptnachteil der programmierbaren Automatisierung ist die Ausfallzeit, die entsteht, wenn die Produktionsausrüstung umgerüstet werden muss, um neue Produkte herzustellen. Die flexible Automatisierung ist eine Erweiterung, die entwickelt wurde, um dieses Problem zu lösen. Sie führt die Umrüstung automatisch durch; der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Ausrüstung auf Teile beschränkt sein kann, die ähnliche Werkzeuge verwenden, oder dass zusätzliche Geräte erforderlich sind, um Umrüstungen zu ermöglichen. Das bedeutet, dass die Produktvielfalt bei der flexiblen Automatisierung deutlich geringer ist, damit diese automatische Umrüstung schnell erfolgen kann. Da Programme geändert werden müssen, ist die flexible Automatisierung häufig mit einem Netzwerk verbunden. Dies schafft einen Mehrwert, da Hersteller die Produktion aus der Ferne steuern können. Flexible Automatisierung bedeutet außerdem, dass Produkte nicht mehr in Chargen gefertigt werden, sondern eine Mischung verschiedener Produkte gleichzeitig produziert werden kann.

Beispiele für Automatisierung in der Fertigung

In diesem Abschnitt betrachten wir verschiedene Beispiele automatisierter Produktionsprozesse, die Ihnen und Ihrem Unternehmen helfen können, herauszufinden, von welcher Art der Automatisierung Ihre Fertigung profitieren würde.

Beispiele für feste Automatisierung

Feste Automatisierung eignet sich am besten für die schnelle Produktion eines einzelnen Produkttyps. Hier einige Beispiele:

Automatisierte Montageanlagen
Chemische Produktionsprozesse
Materialtransport-Förderbandsysteme
Bearbeitungs-Transferlinien
Automatisierungsprozesse für Lackierung und Beschichtung
Bahnverarbeitungs- und Konvertierungssysteme

Beispiele für programmierbare Automatisierung

Programmierbare Automatisierung eignet sich am besten für Hersteller, die Chargen verschiedener Produkte fertigen. Beispiele sind:

Numerisch gesteuerte (NC) Werkzeugmaschinen
Programmierbare Logiksteuerungen (PLCs)
Industrieroboter
Produktion von Tiefkühlkost

Beispiele für flexible Automatisierung

Flexible Automatisierung eignet sich am besten für die schnelle Herstellung einer Vielzahl ähnlicher Produkte und für automatische Umrüstungen. Das beste Beispiel für flexible Automatisierung ist ein Roboterarm, der so programmiert werden kann, dass er verschiedene Aufgaben ausführt, wie z. B. Schrauben einsetzen, Löcher bohren, schleifen, schweißen, Nieten einsetzen und Farbe aufsprühen. Hersteller setzen Industrieroboter ein für:

Lichtbogenschweißen
Punktschweißen
Materialtransport
Maschinenbedienung
Lackieren
Montage
Mechanisches Schneiden, Schleifen, Entgraten und Polieren
Kleben, Abdichten und Aufsprühen von Materialien

Wie Fertigungsautomatisierung Unternehmen dabei unterstützt, kritische KPIs für die Produktionsüberwachung zu erfüllen

Fertigungsautomatisierung kann auch zur Überwachung Ihres gesamten Produktionsprozesses eingesetzt werden. Wird Automatisierung zur Verbesserung der Echtzeiterfassung von Daten und Analysen in der Produktionsüberwachung genutzt, lassen sich kleinere bis schwerwiegende Probleme frühzeitig erkennen und die Prozesseffizienz verbessern.
Unternehmen, die sich für eine manuelle Produktionsüberwachung entscheiden, stehen vor mehreren Herausforderungen:
Die Ursachen von Problemen und Unterbrechungen sind schwer zu identifizieren – Es ist nicht immer einfach zu erkennen, wo oder warum Engpässe in der Produktion entstehen. Viele Hersteller haben weiterhin Schwierigkeiten, Daten zu verfolgen und zu analysieren, doch genau das ist für kontinuierliche Verbesserungen erforderlich.
Manuelle Tätigkeiten binden Ressourcen – Wiederholte Dateneingaben durch Mitarbeitende sind mühsam, zeitaufwendig und ein kleiner Fehler kann teuer werden. Dies kann zu Fehlern führen, die Ihre gesamte Lieferkette oder Fertigungslinie unterbrechen, große Engpässe oder Blockaden im System verursachen und Sie von strategischen Aufgaben ablenken.
Die Transparenz ist unzureichend – Es ist schwierig, Erwartungen und Ziele in Zeiten von Stabilität und Sicherheit zu übertreffen, aber in einem volatilen Markt wie heute ohne einen kontextbezogenen und Echtzeit-Einblick in Ihre Produktion zu agieren, kann über Erfolg oder Misserfolg entscheiden.

Vorteile der Fertigungsautomatisierung in der Produktionsüberwachung

Automatisierte Produktionsüberwachungs-Software bietet Lösungen für Unternehmen, die ihre Fertigungslinie erweitern und verbessern möchten. Sie bietet folgende Möglichkeiten:

Konnektivität – Verbinden Sie den Fertigungsbereich, um ein geschlossenes Regelsystem zu schaffen, das Produktivität und andere Anlagen-KPIs in Echtzeit misst. Ein wirklich vernetztes geschlossenes Regelsystem sorgt für präzise Echtzeittransparenz in der Fertigung. Durch die Verbindung und Automatisierung Ihrer Produktionsüberwachung erhalten Sie leistungsstarke Analysen, die proaktive Einblicke liefern.
Automatisierung – Automatisieren Sie die Datenerfassung, um die Effizienz der Informationsgewinnung zu steigern und Einblicke in die Qualität der Produktion zu erhalten. Mit diesen Erkenntnissen können Ihre Bediener, Manager und Führungskräfte taktische und strategische Pläne entwickeln, um Prozesse zu verbessern und Optimierung der Betriebsprozesse zu erreichen.
Verfolgung – Unternehmen können Daten verfolgen, um sofortiges Feedback mit klaren Visualisierungen ihrer Produktionskennzahlen in Echtzeit zu erhalten. Die Visualisierung kann in Form von interaktiven Dashboards für die direkte Bedienerschnittstelle, robusten Berichten, die auf jeden Nutzer zugeschnitten sind, oder autonomen bzw. halbautonomen Aktionen zur Steuerung von Qualität und Leistung erfolgen.
Analysieren – Analysieren Sie die Abläufe, um Engpässe zu erkennen und Problembereiche für kontinuierliche Verbesserungen im Produktionsprozess zu identifizieren. Diese Analysen können die Gesamtanlageneffektivität verbessern, die Planung und den Lagerbestand optimieren, Ausfallzeiten verringern und die Produktivität pro Mitarbeitendem steigern.

Erfolgreiche Implementierung automatisierter Produktionsüberwachungs-Software

Wir haben fünf Schritte für den Erfolg bei der Produktionsüberwachung zusammengestellt. Wenn Sie diese befolgen, gelingt die Implementierung der automatisierten Software von Plex in Ihrem Unternehmen:

Stellen Sie Ihr Team zusammen. Identifizieren Sie Ihr Kernteam und dessen Führungskräfte. Diese Champions sind dafür verantwortlich, die Vision zu definieren, wie Produktionsüberwachung als Ausgangspunkt für Smart Manufacturing dienen kann – und zwar so, dass sie zu Ihren Anforderungen passt.
Schmerzpunkte identifizieren. Beginnen Sie pragmatisch mit den Linien, Bereichen oder Prozessen in Ihrem Unternehmen, die die größten Herausforderungen verursachen.
KPIs gezielt ansteuern. Ermitteln Sie, was für Ihr Unternehmen aktuell am wichtigsten ist. Sind es verbesserte Produktionszyklen, weniger Ausfallzeit oder verbesserte Qualität – oder alle drei? Bestimmen Sie, mit welchen Maßnahmen Sie diesen Erfolg erreichen, und seien Sie offen für neue Messgrößen, die Sie bisher vielleicht nicht berücksichtigt haben.
Überwachung starten. Schließen Sie Ihre bestehenden Maschinen und Anlagen an, um den Regelkreis in Ihrem Produktionszyklus zu schließen. Sobald Sie verbunden sind und Echtzeittransparenz haben, können Sie das volle Potenzial Ihres Unternehmens entfalten. Ihre Bediener werden befähigt, schneller und mit größerem Vertrauen Entscheidungen zu treffen, was dazu führt, dass Engpässe und Mikrostopps bald der Vergangenheit angehören.
Bleiben Sie dran.Nutzen Sie Ihre Kennzahlen zu Ihrem Vorteil, um kontinuierliche Effizienzsteigerungen zu erzielen. Sie werden überrascht sein, welche neuen Möglichkeiten sich nach einigen Verbesserungsrunden eröffnen.

Die Plex Smart Manufacturing Platform bietet nicht nur Fertigungsautomatisierung, sondern umfasst auch ERP, MES, Lieferkettenplanung (SCP), QMS und Asset Performance Management (APM).

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