Von
Rebecca Bamber
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Mit Robotik, Predictive Maintenance, Computer Vision und mehr
Was ist Industrie 4.0?
Der Begriff „Industrie 4.0“ bezeichnet ein Fertigungskonzept, das deutsche Industrieingenieure entwickelt haben. Es gilt als Weiterentwicklung der Digitalisierung. Die Initiative sollte in Europa einen technologischen Wandel in Fabriken anstoßen. Für die Fertigung sollte er dasselbe bewirken wie die Computerisierung 20 Jahre zuvor für Büros und Fabrikhallen: schnellere und effizientere Abläufe, die besser auf Kundenanforderungen reagieren.
Industrie 4.0 umfasst alle fortschrittlichen Fertigungstechnologien, auch die im IIoT: Robotik, vorausschauende Instandhaltung, intelligente Wearables und Computer Vision.
Industrie 4.0, auch vierte industrielle Revolution genannt, hat längst begonnen, und der Nutzen ist groß. Ziel ist es, die Arbeitsweise von Fertigungsbetrieben grundlegend zu verändern. Was steckt hinter dieser neuen industriellen Revolution? Und wie sieht sie in der Praxis aus? Lesen Sie weiter und sehen Sie sich einige Anwendungen von Industrie 4.0 an, die den Arbeitsplatz in der Fertigung verändert haben.
Beispiele und Anwendungen für Industrie 4.0:
Robotik:
Die Robotik ist ein Zweig der Ingenieurwissenschaften. Sie entwirft, baut und programmiert Roboter für verschiedene Zwecke, von der Fertigung bis zur Medizintechnik. In den letzten Jahren haben Fortschritte in Hardware und Software eine neue Kategorie von Robotern hervorgebracht: weiche Manipulatoren. Sie bewegen Gegenstände sanft, ohne sie zu beschädigen, und bilden menschliche Bewegungen schnell und präzise nach.
Ein weicher Manipulator ist ein mechanischer Arm aus Stoff oder Gummi statt aus Metallteilen. Gegenüber klassischen Industrierobotern haben diese Roboter zwei Vorteile: geringes Gewicht und günstige Herstellung. Ein weiteres Merkmal ist ihre Flexibilität. Sie greifen Objekte, ohne sie zu beschädigen, und eignen sich damit für medizinische Eingriffe wie Operationen und für empfindliche Montageaufgaben.
Vorausschauende Instandhaltung:
Die vorausschauende Instandhaltung nutzt maschinelles Lernen, um Maschinenausfälle vorherzusagen. So können Instandhaltungstechniker Reparaturen und den Austausch von Komponenten planen, bevor Probleme auftreten. Das verbessert die Produktionsleistung.
Ein großer Vorteil der vorausschauenden Instandhaltung liegt in der besseren Produktionsleistung. Wer Ausfälle vorhersagt und verhindert, erhöht die Verfügbarkeit der Maschinen. Damit bleibt mehr Zeit für den Betrieb statt für Reparaturen. Frühzeitige Warnungen an das Bedienpersonal helfen Ihnen, Produktionsstopps zu vermeiden.
Informationen über den mechanischen Zustand einer Anlage zu gewinnen, ist nicht neu. In den letzten Jahren haben Fortschritte in der Datenanalyse den Einsatz vorausschauender Instandhaltung jedoch deutlich erleichtert. Echtzeit-Analyseprogramme für die vorausschauende Instandhaltung greifen auf Sensordaten zu. Diese Sensoren überwachen Temperatur, Druck, Vibration und weitere Kennwerte zum Anlagenzustand.
Intelligente Wearables:
Mit Wearables in der Industrie 4.0 verbessert ein Unternehmen die Effizienz der Mitarbeitenden und stärkt die Motivation. Daten aus der Belegschaft zu erfassen, wird damit für jede Führungskraft im Betrieb zu einem nützlichen Werkzeug.
Mit Reality Smart Glasses arbeiten Nutzer mit hochauflösenden 3D-Inhalten, die in ihre Umgebung projiziert werden. Eine physische Umgebung, die relevante Informationen liefert, bringt Unternehmen im industriellen Umfeld Vorteile im Betrieb. Ein Beispiel: Ein Nutzer arbeitet an einer Maschine, die bestimmte Wartungsanweisungen erfordert. Die Anweisungen erscheinen, sobald er den Kopf zur Maschine dreht. Ob im Homeoffice oder beim Kunden vor Ort, Smart Glasses erleichtern die Zusammenarbeit. Nutzer teilen ihren Arbeitsbereich oder ihre virtuelle Echtzeitumgebung mit Kollegen, unabhängig vom Standort.
Smarte Westen sind eng anliegende Kleidungsstücke aus gummierten Materialien. Sie erfassen Daten zu Bewegungen und Standort der Mitarbeitenden und sind so unauffällig, dass kaum jemand sie bemerkt. So erkennen Sie besser, wo die Produktivität einbricht. Sie setzen Ihr Personal über den Tag hinweg gezielter ein und reduzieren Fehler in der Produktion. Diese Westen dienen auch der Sicherheit, besonders in Bereichen der industriellen Fertigung mit höherem Risiko.
Logistik und Paketmanagement:
Unternehmen arbeiten heute in einem wettbewerbsintensiven und schnellen Umfeld. Sie brauchen neue Ansätze, um vorn zu bleiben und langfristig profitabel zu arbeiten. Wer relevant bleiben will, denkt über die physische Logistik hinaus. Digitale Technologien wie Mobilfunk, Big-Data-Analysen und Predictive Analytics helfen, Sendungen effizient zu steuern.
Der Fachkräftemangel in der Logistik nimmt weiter zu. Viele Unternehmen setzen deshalb auf automatisierte Lagertechnik, damit bei Bedarf genügend Kapazität bereitsteht. Robotergestützte Be- und Entladesysteme lassen sich mit palettenbasierten Systemen oder Goods-to-Person-Systemen kombinieren. Das erhöht die Arbeitsgeschwindigkeit und die Sicherheit der Mitarbeitenden. Zudem lassen sich Bestände effizienter aktualisieren.
Immer mehr Unternehmen setzen Warehouse Execution Systems (WES) ein. Diese Systeme straffen Prozesse im automatisierten Lager. Beliebte Funktionen sind smartes Kommissionieren und smartes Palettieren. Automatisierte Lager- und Kommissioniersysteme helfen Ihnen zusätzlich, Aufträge geordnet und effizient zu lagern und zu kommissionieren.
3D-Druck:
Die additive Fertigung, auch 3D-Druck genannt, verändert die industrielle Produktion. Hersteller fertigen damit Ersatzteile nach Bedarf.
Kurz gesagt: Die additive Fertigung stellt 3D-Teile aus einer digitalen Datei her. Herkömmliche Verfahren tragen Material von einem massiven Rohteil ab (subtraktive Fertigung). Die additive Fertigung fügt Material hinzu und baut Objekte Schicht für Schicht auf. Ingenieure und Konstrukteure gestalten Teile damit frei für jede Anwendung.
Computer Vision:
Computer Vision ist ein Teilgebiet der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens. Es entwickelt Methoden und Technologien, mit denen Computer visuelle Inhalte analysieren.
In der Fertigung macht Computer Vision die visuelle Suche möglich. Kunden und Servicetechniker fotografieren das benötigte Teil und erhalten in Sekunden Ergebnisse. Fällt eine Maschine aus, ist das richtige Teil schwer zu finden, besonders wenn Marke oder Modell unklar sind. Fehlt ein Teil oder muss es getauscht werden, zählt jede Sekunde, bis die Maschine wieder läuft.
