Was ist eine intelligente Fabrik?

Die Smart Factory bildet einen wichtigen Baustein der Industrie 4.0. Produktionsanlagen und Logistiksysteme organisieren sich demnach weitgehend selbst und ohne menschliche Eingriffe. Menschen, Maschinen und Ressourcen kommunizieren darin miteinander und tauschen wichtige Informationen aus. Die Fertigung wird bei Änderungen stets automatisch den neuen Bedingungen angepasst.

Ziele der intelligenten Fabrik

Das Hauptziel der Smart Factory stellt eine flexiblere Produktion dar. Ein ständiger Datenaustausch führt zu einer optimalen Auslastung sämtlicher Maschinen. Damit sind Änderungen oder kurzfristige Ausfälle in der Wertschöpfungskette viel leichter zu kompensieren. Einzelne Fertigungslinien organisieren sich also selbstständig und bedarfsgerecht. Bei einem Ausfall existiert immer ein alternativer Weg oder eine alternative Lösung. Auch der Kundenauftragsprozess wird auf diese Weise optimiert.

Wie revolutionieren das Internet der Dinge (IoT) und Roboter die industrielle Fertigung?

Im Internet der Dinge setzt sich die Welt aus smarten Geräten zusammen. Diese entsprechen vom Verhalten her Computern und sind lokal oder global über das Internet vernetzt. Im industriellen Umfeld wird das Internet der Dinge IIoT (Industrial Internet of Things) genannt und steht damit für die Industrie 4.0. Roboter sortieren Pakete in Logistikzentren und ganze Wertschöpfungsketten sind untereinander verbunden. Menschen, Maschinen und Roboter gehen in Zukunft selbstständige Wege, wobei der Technisierungsgrad ständig steigt. Roboter begleiten industrielle Produktionsprozesse ja schon seit längerer Zeit, doch mit dem Internet of Things entsteht gerade ein ganz neuer Bereich, nämlich das Internet of Robotics Things (IoRT). Roboter könnten sich Wissen selbst aneignen und eigene Gedanken entwickeln. Das ist noch Zukunftsmusik, doch mit dem Internet verbundene Roboter haben heute schon Zugriff auf immense Informationsmengen. Erste intelligente Roboter kommen bereit in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrttechnik oder in der Logistik- und Lebensmittelbranche zum Einsatz.

Die Rolle des Mensche

Da Fertigungsprozesse weitgehend selbstständig ablaufen, wird der Mensch in der Produktion viel weniger gebraucht. Seine Funktion liegt dann eher in der Kontrolle und Überwachung der smarten Fertigungssysteme und im Aufbau von Schnittstellen zu externen Systemen. Oder aber Betriebe können kollaborative Roboter kaufen, die den Menschen bei gefährlichen Aufgaben unterstützt und ohne Schutzmaßnahmen mit ihm zusammenarbeitet. Solche Cobots nutzen bereits viele Branchen. Letztlich arbeiten Mensch und Roboter aber jeweils selbstständig.

Internet of Things und Lean Production

Auch in der einst durch Toyota bekannt gewordenen Schlanken Produktion nimmt das Internet der Dinge in Zukunft eine maßgebliche Rolle ein. Heute liegt der Fokus bei der Lean Production zunehmend auf der Interaktion von Mensch und Maschine. Iot-Komponenten bilden einen wichtigen Bestrandteil des gesamten Produktions- und Geschäftsprozesses. So hat Volkswagen damit begonnen, mithilfe des Internets der Dinge die gesamte Wertschöpfungskette zu optimieren.

Herausforderungen für die Zukunft

Intelligente Maschinen müssen gewaltige Datenmengen verarbeiten und tausende von Sensoren sind in den smarten Produktionsprozess involviert. Unternehmen müssen neue Roboter kaufen und die benötigten IT-Systeme sind mit erheblichen Herausforderungen konfrontiert. Eine weitere Herausforderung hängt damit zusammen, dass alle Maschinen letztlich die gleiche Sprache „sprechen“ müssen. Mehrere vielversprechende Optionen befinden sich dafür bereits in der Entwicklung. Die Schnittstellentechnologie Open Core Interface (OCI) von Rexroth ist ein Beispiel hierfür.