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Automatisierte Fertigungslinien: Mit KI, IoT und Industrie 4.0 Richtung Zukunft

Die Digitalisierung zieht Unternehmen aus der Fertigungsbranche in ihren Bann. Maschinen, Anlagen, selbst logistische Prozesse und Produkte kommunizieren und kooperieren miteinander. Über alledem schwebt der mahnende Zeigefinger einer zunehmend umweltbewussten Bevölkerung: Es ist die Zeit der Cloud.

Künstliche Intelligenz Bildquelle: © Bruce Rolff-123rf

Bedingt wird der Digitalisierungs-Boom auch durch moderne Netzwerkinfrastrukturen mit Breitbandtechnologien, vor allem aber auch durch Hochleistungsrechner. Sie ermöglichen die Echtzeitverarbeitung und Simulation hoch komplexer Berechnungen sowie umfangreiche Analyse- und Reporting-Funktionen mit Data Mining, Smart Metering oder Condition Monitoring. Doch wo viel Licht ist, ist auch viel Schatten: All diese Entwicklungen haben eines gemeinsam – sie benötigen wesentlich mehr Rechenleistung und eine neue Datenspeicherstrategie für die IT-Infrastruktur in Fertigungsbetrieben. Denn je nach Häufigkeit der Übertragungen entstehen im Zeitalter der Digitalisierung schnell extrem große Datenmengen aus Maschinen, Entwicklungsabteilungen und externen Datenquellen. In diese Masse an Big Data fällt nämlich nicht zuletzt auch die Unterstützung der horizontalen Wertschöpfungskette, in die jetzt auch Systeme von Lieferanten, Händlern, Dienstleistern oder Kunden eingebunden werden. Schon heute sind in der globalisierten Welt schätzungsweise etwa 80 Prozent aller Aktivitäten eines Unternehmens mit Daten und Parteien außerhalb der eigenen Organisationsgrenzen verbunden. Diese Menge an Informationen muss sich so ablegen, verarbeiten und analysieren lassen, dass auch betriebswirtschaftliche Prozesse positiv beeinflusst werden und damit ein echter Mehrwert entsteht. Gleiches gilt für den häufig zitierten Superlativ in der Produktion, die Losgröße 1. Weil die Variantenkomplexität von Produkten größer ausfällt, steigt auch die Komplexität im Ersatzteilgeschäft. Um selbst bei kleinen Stückzahlen effizient arbeiten zu können, benötigt eine Smart Factory autonome, sich selbst konfigurierende und räumlich verteilte Produktionsressourcen inklusive Planungs- und Steuerungssysteme. Die nötige Optimierung durch die Überwachung von Maschinen und Anlagen führt schließlich zu weiterem Datenwachstum.

Möglich ist das alles durch die Vernetzung, Verarbeitung und Analyse von Maschinendaten sowie die entsprechende Nutzung dieser Informationen. Hinzu kommt ein enges Zusammenspiel aus mechanischen Komponenten wie Sensoren, Antriebselementen und Controller-gesteuerter Software sowie Hardware. Schon im Jahr 2020, so die Einschätzung von Marktbeobachtern, werden weltweit rund 50 Milliarden vernetzte Geräte existieren. Sie ermöglichen komplexe Funktionsabläufe, die in der Vergangenheit so kaum vorstellbar waren.