Digitalisierung der Produktion

Die Digitalisierung hat gerade in Prozessen der Produktion ein hohes Potenzial - besonders dann, wenn ein hoher Anteil vorhersehbarer Tätigkeiten vorliegt. Im Bereich von Produktionsprozessen ist eine wichtige Technologie die Vernetzung von Maschinen untereinander und die Vernetzung von Maschinen und Produkten im Produktionsprozess. Die Idee hinter dieser Industrie 4.0 ist die Entwicklung hin zu einem Internet der Dinge (IoT), gerade auch im Bereich von Produktion und in der nachgelagerten Phase der Produktnutzung. Durch eine digitale Vernetzung von physischen Teilen untereinander, mit den produzierenden Maschinen sowie mit Transportgefäßen im Rahmen der Logistik wird eine zunehmende Individualisierung von Produktion, Logistik, Dienstleistungen während des Betriebs sowie der Steuerung des jeweiligen Produkts möglich. Die konkreten Anwendungen dieser cyber-physischen Systeme liegen zwar meist in der industriellen Fertigung, können aber auch bei der Steuerung von dezentralen Erzeugungsanlagen, Speichern, Netzkomponenten genutzt werden. Daraus lassen sich folgende Potentiale erwarten:

Fertigung: Verbesserung der Anlagennutzung um 20%, insbesondere durch vorausschauende Wartungsarbeiten und Prognose des Ersatzteilbedarfs ("predictive maintenance")
Erhöhung der Produktivität von bestimmten Arbeitsschritten um 20% durch die gezielte Zusammenarbeit von Robotern und Mitarbeitern
Verbesserung der Produktivität der Qualitätsüberwachung um 50% insb. durch automatische visuelle Fehlererkennung bei Produkten
Reduktion des Ausschusses um bis zu 30%
Reduktion der Lagerhaltungskosten um bis zu 50% z.B. durch exaktere Verkaufsprognosen

Eine zentrale Voraussetzung für die Industrie 4.0 sind Sensoren. Sensoren bilden einen elementaren Baustein für die Realisierung intelligenter, vernetzter und effizienterer Unternehmen. Die Kombination von vernetzten Sensoren und deren intelligenter Steuerung über Aktoren kann die Produktionsprozesse umfassend verändern. Neben der Installation und Vernetzung der Sensoren besteht die Herausforderung in der Nutzbarmachung der entstehenden Daten. Damit lässt sich das bestehende Geschäftsmodell weiterentwickeln, z.B. durch die intensivere Zusammenarbeit mit Partnerunternehmen sowie mit den Kunden des Unternehmens.

Dabei ist die Anwendung nicht auf Anwendungen in der produzierenden Industrie beschränkt. Auch Dienstleister und öffentliche Institutionen können davon profitieren.

Durch die dezentrale Verwendung von Produktionsdaten lassen sich 3D-Herstellungsverfahren, das Additive Manufacturing nutzen. 3D-Drucker ermöglichen dreidimensionale Ausdrucke aus nahezu jedem Werkstoff. Hersteller wie Eos, Concept Laser, Bigrep oder SLM Solutions bieten leistungsfähige 3D-Druck und zusätzliche 3D-Scan-Lösungen an. Zukünftig könnten Produkte oder Ersatzteile folglich nicht mehr nur geliefert, sondern direkt vor Ort für den Kunden hergestellt werden. Mit einer zusätzlichen Individualisierung der Produkte wird die Produktion auf Halde gemindert und damit die Ressourceneffektivität erhöht. Den Ablauf demonstriert das Projekt „Highlight“ der Universität der Künste Berlin. Nach der Entwicklung eines kundenspezifischen Modells erfolgt die Bereitstellung für den Download und das Selbstausdrucken. Produktion, Vertrieb und Auslieferung entfallen. Der 3D-Druck ermöglicht in der Regel auch eine Minderung an Material-, Energieverbrauch, Flächeninanspruchnahme sowie an Gewicht. Dies vor allem daher, weil mit Hohlräumen gearbeitet wird. Die Datennutzung zur dezentralen Produktion lässt sich entweder in den eigenen Produktionsstätten, direkt bei den Kunden oder in sogenannten „Makerspaces”, d.h. Werkstätten bzw. Kreativräumen, in denen man 3D-Drucker gegen Entgelt nutzen kann, realisieren. Zukünftig werden die Anwendungsfälle weitaus zahlreicher sein als heute. Derzeit gibt es erste Prototypen für das Drucken von Häusern (Winsun), Lebensmitteln (Barilla, Hershey), Hörgeräten (Körber) und menschlicher Ersatzhaut (L’Oréal).

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*Quellenangabe: Alle hier dargestellten Informationen waren Teil der Ausbildung zum Datenverarbeitungskaufmann (1991-1994) und sind heute noch Bestandteil der Ausbildungen in kaufmännischer Berufen.
*Produktionswirtschaft - Das Wissen der Kaufleute - Industriekaufmann, Groß- und Einzelhandelskaufmann, Bankkaufmann, Bürokaufmann, IT Kaufmann