Industrie 4.0 | Smart Factory

Industrie 4.0 steht für den technologischen Wandel in der verarbeitenden Industrie mit Schwerpunkt auf der Integration cyber-physischer Systeme. Im Zuge der Einführung des IIoT (Industrial Internet of Things) wird jedes Gerät an das Internet angeschlossen, um den Austausch immenser Datenmengen in Echtzeit zu ermöglichen und somit die effektive Kontrolle mehrerer Produktionsphasen über MES (Manufacturing Execution Systems; dt.: Fertigungsmanagementsysteme) zu erleichtern.
 
Bei der Nachrüstung zur Smart Factory gilt Retrofitting als kostensparende Lösung, die den Erhalt von Altsystemen ermöglicht und den Kauf komplett neuer Geräte umgeht. Als Retrofitting ist die Einführung neuer Technologien wie Sensoren und deren Anbindung an bestehende Geräte zu verstehen.  Ganz im Sinne des Lean Managements wird hierdurch unnötiger Materialverbrauch vermieden und werden die Ausgaben gesenkt.

Vorteile einer Smart Factory

Maximierung der Leistungsfähigkeit durch weniger zu bearbeitende Papierdokumente oder manuelle Aufgaben

Gewährleistung hoher Qualität und Verhinderung des Verlusts oder Diebstahls von Geräten

Senkung des Risikos menschlicher Fehler und Beschleunigung der Einarbeitung neuer Mitarbeiter

Lieferung von Daten zu Analyse- und Optimierungszwecken

Minimierung von Ausfällen und Störungen durch Predictive Maintenance (PdM)

Senkung der Kosten für neue Geräte und Anlagen durch Umrüstung

Anwendungsbereiche von Industrie 4.0

  1. ERP-Integration
  2. Dank der möglichen Integration beliebiger, auf dem Markt erhältlicher ERP-Systeme lässt sich über unsere IoT-Lösung der gesamte Produktionsprozess steuern und verwalten, einschließlich Lieferkette, Produktion, Distribution, Abwicklung und Verkauf. Mit der Implementierung von IoT endet die Zeit der Papierlisten mit den täglichen Aufgaben für die einzelnen Mitarbeiter.
     
  3. Asset Tracking
  4. Indem Erzeugnisse mit prüfbaren Etiketten versehen werden, lassen sich Artikel vom IoT-System nachverfolgen und Ablauf, Zeit sowie Status abgeschlossener Produktionsphasen erfassen. Die so gesammelten Daten erleichtern abschließende Qualitätskontrollen und gewährleisten die Einhaltung vorgegebener Durchlaufzeiten in den einzelnen Phasen. Zusätzlich wird durch Asset Tracking das Problem von Bestandsverlusten dauerhaft behoben.
     
  5. Task Management
  6. Über spezifische Bildschirme, die an Produktionslinien angebracht werden, können Mitarbeiter durch den Herstellungsprozess geführt und über den korrekten Ablauf von Aufgaben informiert werden. Dank solcher Anweisungen werden keine Schritte ausgelassen und keine Komponenten verwechselt. Das System erfasst dabei nicht nur Daten, sondern gibt die gesammelten Informationen auch bedarfsgemäß wieder aus. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn neue Mitarbeiter eingearbeitet werden.
     
  7. Manufacturing Execution Systems
  8. Aufgrund der Einbindung von MES (Manufacturing Execution Systems) liefert die IoT-Plattform Echtzeitdaten und Rückmeldungen über den gesamten Produktionszyklus, so dass Engpässe und unnötiger Materialverbrauch verhindert werden, während sich zugleich die Betriebszeit maximieren lässt. Da es von entscheidender Bedeutung ist, dass Herstellungsprozesse fehlerfrei ablaufen, werden aktuelle Analysen der Produktionsleistungen bereitgestellt. Folglich lassen sich "Notfallprodukte" und unvermittelte Engpässe vermeiden.
     
  9. Predictive Maintenance
  10. Durch Temperatur-, Vibrations- und Schallsensoren an den eingesetzten Maschinen ermöglicht der Einsatz von IoT, die Ermittlung etwaiger Produktionsstörungen, noch bevor sie tatsächlich auftreten. Die Sensoren warnen vor unerwarteten Fehlfunktionen im gesamten Prozess. Mittels Predictive Maintenance, die auf Echtzeitdaten zum Zustand von Maschinen, Geräten und anderer Ausrüstung basiert, lassen sich Wartungsarbeiten einfacher nach Bedarf planen.
     
  11. Retrofitting
  12. Unsere IoT-Lösungen werden mit speziellem Fokus auf die bestehende Anlage konzipiert. Ziel ist dabei, den Kauf neuer Geräte durch Retrofitting zu vermeiden, d. h. Altsysteme zu geringeren Kosten aufzurüsten, statt sie zu ersetzen. Es ist sogar möglich, Sensoren mit Konnektivitätsmodulen an alten Maschinen anzubringen, sodass diese die gleiche Funktionsweise erhalten wie neue Geräte, aber mit geringerem Kapitalaufwand zu Buche schlagen.
     

ERP-Integration

Dank der möglichen Integration beliebiger, auf dem Markt erhältlicher ERP-Systeme lässt sich über unsere IoT-Lösung der gesamte Produktionsprozess steuern und verwalten, einschließlich Lieferkette, Produktion, Distribution, Abwicklung und Verkauf. Mit der Implementierung von IoT endet die Zeit der Papierlisten mit den täglichen Aufgaben für die einzelnen Mitarbeiter.
 

Asset Tracking

Indem Erzeugnisse mit prüfbaren Etiketten versehen werden, lassen sich Artikel vom IoT-System nachverfolgen und Ablauf, Zeit sowie Status abgeschlossener Produktionsphasen erfassen. Die so gesammelten Daten erleichtern abschließende Qualitätskontrollen und gewährleisten die Einhaltung vorgegebener Durchlaufzeiten in den einzelnen Phasen. Zusätzlich wird durch Asset Tracking das Problem von Bestandsverlusten dauerhaft behoben.
 

Task Management

Über spezifische Bildschirme, die an Produktionslinien angebracht werden, können Mitarbeiter durch den Herstellungsprozess geführt und über den korrekten Ablauf von Aufgaben informiert werden. Dank solcher Anweisungen werden keine Schritte ausgelassen und keine Komponenten verwechselt. Das System erfasst dabei nicht nur Daten, sondern gibt die gesammelten Informationen auch bedarfsgemäß wieder aus. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn neue Mitarbeiter eingearbeitet werden.
 

Manufacturing Execution Systems

Aufgrund der Einbindung von MES (Manufacturing Execution Systems) liefert die IoT-Plattform Echtzeitdaten und Rückmeldungen über den gesamten Produktionszyklus, so dass Engpässe und unnötiger Materialverbrauch verhindert werden, während sich zugleich die Betriebszeit maximieren lässt. Da es von entscheidender Bedeutung ist, dass Herstellungsprozesse fehlerfrei ablaufen, werden aktuelle Analysen der Produktionsleistungen bereitgestellt. Folglich lassen sich "Notfallprodukte" und unvermittelte Engpässe vermeiden.
 

Predictive Maintenance

Durch Temperatur-, Vibrations- und Schallsensoren an den eingesetzten Maschinen ermöglicht der Einsatz von IoT, die Ermittlung etwaiger Produktionsstörungen, noch bevor sie tatsächlich auftreten. Die Sensoren warnen vor unerwarteten Fehlfunktionen im gesamten Prozess. Mittels Predictive Maintenance, die auf Echtzeitdaten zum Zustand von Maschinen, Geräten und anderer Ausrüstung basiert, lassen sich Wartungsarbeiten einfacher nach Bedarf planen.
 

Retrofitting

Unsere IoT-Lösungen werden mit speziellem Fokus auf die bestehende Anlage konzipiert. Ziel ist dabei, den Kauf neuer Geräte durch Retrofitting zu vermeiden, d. h. Altsysteme zu geringeren Kosten aufzurüsten, statt sie zu ersetzen. Es ist sogar möglich, Sensoren mit Konnektivitätsmodulen an alten Maschinen anzubringen, sodass diese die gleiche Funktionsweise erhalten wie neue Geräte, aber mit geringerem Kapitalaufwand zu Buche schlagen.
 
  • "Comarch kennt unser Unternehmen, unsere Prozesse und unser Qualitätsdenken und kann all dies in einer ganzheitlichen Software abbilden."

    Matthias Isel, Geschäftsführer von Abnox.

    Industrie 4.0-Lösungen von Comarch

    Unsere Lösung für Industrie 4.0 wird als Komplettlösung im SaaS-Modell (Software as a Service) und zur Implementierung angeboten. Sie beinhaltet mit Sendern ausgestattete Sensoren (z. B. Comarch Beacons) und Empfänger (Comarch IoT Hubs), die mit einer Cloud-Datenbank (Comarch IoT Platform) verbunden sind, die wiederum mit dem ERP-System der betreffenden Fabrik integriert wird. Die Sender werden an den jeweiligen Gerätschaften bzw. Anlagen wie Produktionslinien, Gabelstaplern, Warenlagern und Komponenten des Endprodukts angebracht. Die dort von den Sensoren erfassten Daten werden von den IoT-Hubs abgerufen, die an zentralen Stellen installiert sind, um den gesamten Fertigungsbereich abzudecken. Sobald die IoT-Hubs die Daten an die IoT-Plattform übertragen haben, sind diese online über einen Webbrowser oder eine mobile Anwendung verfügbar. Damit stellt die IoT-Plattform – als der Ort, an dem alle Daten gespeichert und analysiert werden – das Herzstück für eine Smart Factory dar. Sie ermöglicht eine einfache Kontrolle und Verwaltung durch die Definition von Regeln und Warnmeldungen. Die Comarch IoT Platform liefert das entscheidende Bindeglied zwischen dem Fertigungsbereich und dem ERP-System.
     

    Anwendung von Industrie 4.0 & IoT in der Praxis

    1. 1 Direct-to-Customer-Vertrieb
    2. Immer häufiger entscheiden sich Produktionsunternehmen dafür, den Endkundenvertrieb direkt zu gestalten. Der Verzicht auf Zwischenhändler hat viele Vorteile, unter anderem höhere Margen, die direkte Markenpositionierung beim Endkunden und unter Umständen ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber Wettbewerbern. Um diese vielfältigen Arten von Kunden parallel zu bedienen, bedarf es eines ERP-Systems, welches dieses multidimensionale Geschäft exakt abbilden kann und alle Daten in Echtzeit synchronisiert. Mit einer Anbindung an eine IoT-Plattform ist zudem eine vollautomatisierte Fertigung nach Kundenwunsch möglich und sinnvoll.
       
    3. 2 Angebotserweiterung durch Dienstleistungen
    4. Mit dem Einsatz von Industrie 4.0 Lösungen wie einer IoT-Plattform können Produkte intelligent gemacht werden. Mithilfe von Sensoren, die an das Produkt angebracht werden, wird über das Internet of Things eine direkte und vollautomatische Meldung an das ERP-System gegeben, wann das Produkt Pflege oder Wartung benötigt.  
    5. 3 Digitalisierung der Nachschubversorgung
    6. In einer Fließbandfertigung wie im vorliegenden Fall können diverse Materialien aus bestimmten Gründen (z.B. Volumen) nicht vor Ort bereitgestellt werden. Ziel war eine Automatisierung der Nachbefüllung nicht bestandsgeführter Produktionsmaterialien an der Produktionslinie. Die kontinuierliche Nachschubsteuerung, wurde dabei mit dem Modell von E-Kanban umgesetzt. Durch den Smart Button und die IoT-Anbindung lässt sich das klassische Kanban deutlich verschlanken und Probleme wie Verzögerungen, Fehler und Ausfälle vermeiden.
       
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    7. 4 Smart Metering
    8. Schwer zugängliche Maschinen wurden unzureichend überwacht. Informationen zu Prozessparametern wie Füllstand oder möglichem Wartungsbedarf konnten nur manuell erfasst werden, was bei der schlechten Erreichbarkeit mit großem Aufwand verbunden war. Im konkreten Fall war eine Durchflussmessung jener Maschinen unmöglich, welche tief unter der Erdoberfläche verbaut waren.
       
    9. 5 Retrofitting mit IoT
    10. Zielsetzung war in diesem Fall, eine von vielen manuellen Arbeitsvorgängen geprägte Montagelinie zu digitalisieren, um eine stetige Kommunikation mit dem ERP-System zu ermöglichen. Bestehende Maschinen sollten in smarte Apparate verwandelt werden. Beide Ansätze zielten auf eine Effizienzsteigerung der Produktionslinie und eine Verringerung der Fehlerquote.
       
    11. 6 Asset Tracking
    12. Inspiriert vom Einsatz im Einzelhandel wurden Comarch Beacons für die Umsetzung eines Track & Trace-Systems einer automobilen Supply Chain eingesetzt. Es ermöglicht die lückenlose Nachverfolgung von Bauteilen, Ladungsträgern und Betriebsmitteln mit Hilfe der via Bluetooth angebundenen Beacons. Diese Sender sind so klein, dass sie sich auch bei kleinteiligeren Gegenständen anbringen lassen. 
       
    13. 7 RTLS 3.0 und IoT
    14. Ziel war eine berührungslose, automatisierte Rückmeldung aus der Produktionslinie direkt in das ERP-System. In einem ersten Schritt geht beispielsweise über einen Webshop eine Bestellung ein. Sofort wird in Comarch ERP ein entsprechender Produktionsauftrag gestartet. Mitarbeiter identifizieren sich an den einzelnen Stationen mittels RTLS-Tags. Sobald der Mitarbeiter in den für ihn autorisierten Bereich eintritt, wird er vom System erkannt und kann mit der Arbeit beginnen.
       

    Direct-to-Customer-Vertrieb

    Immer häufiger entscheiden sich Produktionsunternehmen dafür, den Endkundenvertrieb direkt zu gestalten. Der Verzicht auf Zwischenhändler hat viele Vorteile, unter anderem höhere Margen, die direkte Markenpositionierung beim Endkunden und unter Umständen ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber Wettbewerbern. Um diese vielfältigen Arten von Kunden parallel zu bedienen, bedarf es eines ERP-Systems, welches dieses multidimensionale Geschäft exakt abbilden kann und alle Daten in Echtzeit synchronisiert. Mit einer Anbindung an eine IoT-Plattform ist zudem eine vollautomatisierte Fertigung nach Kundenwunsch möglich und sinnvoll.
     

    Angebotserweiterung durch Dienstleistungen

    Mit dem Einsatz von Industrie 4.0 Lösungen wie einer IoT-Plattform können Produkte intelligent gemacht werden. Mithilfe von Sensoren, die an das Produkt angebracht werden, wird über das Internet of Things eine direkte und vollautomatische Meldung an das ERP-System gegeben, wann das Produkt Pflege oder Wartung benötigt.  

    Digitalisierung der Nachschubversorgung

    In einer Fließbandfertigung wie im vorliegenden Fall können diverse Materialien aus bestimmten Gründen (z.B. Volumen) nicht vor Ort bereitgestellt werden. Ziel war eine Automatisierung der Nachbefüllung nicht bestandsgeführter Produktionsmaterialien an der Produktionslinie. Die kontinuierliche Nachschubsteuerung, wurde dabei mit dem Modell von E-Kanban umgesetzt. Durch den Smart Button und die IoT-Anbindung lässt sich das klassische Kanban deutlich verschlanken und Probleme wie Verzögerungen, Fehler und Ausfälle vermeiden.
     
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    Smart Metering

    Schwer zugängliche Maschinen wurden unzureichend überwacht. Informationen zu Prozessparametern wie Füllstand oder möglichem Wartungsbedarf konnten nur manuell erfasst werden, was bei der schlechten Erreichbarkeit mit großem Aufwand verbunden war. Im konkreten Fall war eine Durchflussmessung jener Maschinen unmöglich, welche tief unter der Erdoberfläche verbaut waren.
     

    Retrofitting mit IoT

    Zielsetzung war in diesem Fall, eine von vielen manuellen Arbeitsvorgängen geprägte Montagelinie zu digitalisieren, um eine stetige Kommunikation mit dem ERP-System zu ermöglichen. Bestehende Maschinen sollten in smarte Apparate verwandelt werden. Beide Ansätze zielten auf eine Effizienzsteigerung der Produktionslinie und eine Verringerung der Fehlerquote.
     

    Asset Tracking

    Inspiriert vom Einsatz im Einzelhandel wurden Comarch Beacons für die Umsetzung eines Track & Trace-Systems einer automobilen Supply Chain eingesetzt. Es ermöglicht die lückenlose Nachverfolgung von Bauteilen, Ladungsträgern und Betriebsmitteln mit Hilfe der via Bluetooth angebundenen Beacons. Diese Sender sind so klein, dass sie sich auch bei kleinteiligeren Gegenständen anbringen lassen. 
     

    RTLS 3.0 und IoT

    Ziel war eine berührungslose, automatisierte Rückmeldung aus der Produktionslinie direkt in das ERP-System. In einem ersten Schritt geht beispielsweise über einen Webshop eine Bestellung ein. Sofort wird in Comarch ERP ein entsprechender Produktionsauftrag gestartet. Mitarbeiter identifizieren sich an den einzelnen Stationen mittels RTLS-Tags. Sobald der Mitarbeiter in den für ihn autorisierten Bereich eintritt, wird er vom System erkannt und kann mit der Arbeit beginnen.
     

    Produktionsverwaltung im digitalen Zeitalter

    Was bedeutet Industrie 4.0 für Ihr Unternehmen? Wie können maschinelles Lernen und das Internet der Dinge für die Gewinnmaximierung eingesetzt werden? Inwieweit kann sich Ihr Unternehmen durch die Digitalisierung in der Produktion Wettbewerbsvorteile verschaffen? Erfahren Sie mehr zu diesen und weiteren Fragen in unserem Whitepaper "Digitalisierung von Produktionsprozessen". Zum Whitepaper >

     
    Produktionsmanagement

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