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IoT-Technologie in der Fertigungsindustrie

juergen_rother.jpgDie Fertigungsindustrie sammelt schon seit Jahren Maschinendaten für die Analyse von Betriebsabläufen und zur Prozessoptimierung. Diese Daten zu verknüpfen, auszuwerten und die zugehörigen Ergebnisse unternehmensweit verfügbar zu machen, ist dagegen ein relativ neuer, aber vielversprechender Trend. Laut einer Studie von aruba, einer Tochter von Hewlett Packard, wollen 92 Prozent der Fertigungsunternehmen bis zum Jahre 2019 Internet-of-Things-Technologien in ihren Fabriken etablieren. Die Fertigungsindustrie strebt ins IoT: Die Meinung, dass das Internet der Dinge die Fertigungsbranche grundlegend verändern wird, teilen 77 Prozent der Befragten. Aber was genau versprechen sich die Experten von dieser neuen, vernetzten Fabrik? Und wie funktioniert sie?

Was ändert sich mit IoT-Technologien in der Fertigung?

Die Vorteile liegen auf der Hand: 83 Prozent der von aruba befragten Unternehmen, die schon IoT-Applikationen einsetzen, beobachten deutliche Effizienzsteigerungen im Produktionsprozess, eine ebenso grosse Zahl erlebt Innovationsschübe. Acht von zehn Befragten verstehen ihr Unternehmen dank IoT-Anwendungen besser. Bei aller Begeisterung muss aber klar sein, dieser Mehrwert entsteht nicht von selbst: Er setzt generalstabsmässige Planung voraus.

Wo Daten von einzelnen Produktionsmaschinen heutzutage noch oft isoliert ausgewertet werden, gilt es diese Informationen in ein grosses Ganzes einzuflechten. Insellösungen müssen abgeschafft und Produktionsprozesse ganzheitlich betrachten werden. Hierzu müssen auch Zulieferer einbezogen werden. Die Vernetzung muss also über Unternehmensgrenzen hinweg erfolgen. Dabei geht es um die Integration von Daten und Systemen, um sie in Echtzeit für die Geschäftsprozesse nutzen zu können. Ein umfassendes Datenmanagementkonzept bildet das Rückgrat für ein erfolgreiches IoT-Vorhaben.

92 Prozent aller Fertigungsunternehmen wollen bis zum Jahre 2019 IoT Technologien etablieren. Für volle Infografik bitte klicken.

92 Prozent aller Fertigungsunternehmen wollen bis 2019 IoT-Technologien einsetzen (Quelle: "The Internet of Things: Today and tomorrow)

Smarte Maschinen liefern Informationen in Echtzeit

Smarte Maschine können in diesem Szenario per WLAN eingebunden werden und so über ihren Zustand in Echtzeit Bericht erstatten. Gerade die Vernetzung und der Vergleich mit Geräten derselber Bauart in örtlich unterschiedlichen Fabriken bildet eine wichtige Basis für eine vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance). So können Fertigungsprozesse optimiert und Kosten nachhaltig gesenkt werden. Damit nicht genug: Mit neuen Technologien wie Machine Learning „lernen“ Maschinen dazu und können selbstständig relevante Informationen an das Asset Management zurückspielen, um Ausfallzeiten zu reduzieren. Intelligente Systeme simulieren beispielsweise die Abnutzung von Produktionskomponenten und benötigte Ersatzteile können so rechtzeitig bestellt werden. Wird zusätzlich noch Cognitive Computing eingesetzt, können die Maschinen den gesamten Fertigungsprozess überprüfen und die Fertigungsqualität selbstständig überwachen. Massnahmen zur Qualitätssteigerung werden so schnell erkannt und umgesetzt. Der gesamte Produktlebenszyklus wird transparenter, weil ganze Produktionen und der Betrieb von Maschinen mit ihren „digitalen Zwillingen“, Digital Twins, simuliert werden können. Anfallende Betriebskosten lassen sich dadurch zeitlich viel genau berechnen.

Schweißtreibende Handarbeit zählt in Zeiten von IoT Applikationen in der Fertiungsindustrie zum Auslaufmodell in den Fabriken

IoT-fähige Produkte liefern wichtige Rückschlüsse für die Fertigung

Sind die hergestellten Geräte selbst IoT-fähig, können sie Nutzungsdaten zur Produktverbesserung in die Fabriken senden. Die Auswertung dieser Informationen erlaubt Rückschlüsse auf Verbesserungspotentiale und trägt so zur Weiterentwicklung der Produkte bei. Das kann die vertrieblichen Innovationen beflügeln. Wenn Unternehmen wissen, wie und wo ihre Produkte eingesetzt werden, können aus diesen Daten auch ganz neue Servicemodelle entstehen. Bietet ein Unternehmen seinen Kunden beispielsweise den Service, dass die produzierenden Anlagen durch Anschluss von Messgeräten über einen längeren Zeitraum optimal eingestellt werden, so weiss der Messgeräteanbieter durch IoT-Technologien heutzutage sehr genau, wo die Messgeräte stehen und in welchem Zustand sie sich befinden. Auf Basis dieser Informationen kann das Unternehmen seinen Kunden weitere Services zur weiterführenden Optimierung anbieten.

Neue Geschäftsmodelle für Fertigungsunternehmen im IoT

Diese neuen Geschäftsmodelle folgen dem Trend „Bezahlung für Mehrwert und Nutzen“. Unternehmen bezahlen in Zukunft vermehrt für die Verwendung und das Ergebnis, anstelle für das Produkt selbst. So bietet Rolls Royce schon heute die Möglichkeit, teure Triebwerke für Flugzeuge nicht mehr zu kaufen, sondern für deren Gebrauch nach Triebwerksstunden zu bezahlen. Dafür wird ein Servicevertrag mit den Flugzeugbetreibern abgeschlossen. Im Rahmen dieses Vertrages melden die Triebwerke den Rolls Royce Systemen selbstständig, wann eine Wartung fällig wird. Das hilft Kosten sparen – auf beiden Seiten.

Cloud-Technologien bilden das Fundament des IoT 

In der vernetzten Fabrik produzieren durchgängig funkende Fertigungsmaschinen riesige Mengen an Informationen. Bestehende IT-Systeme kommen bei der Verarbeitung dieser Massen schnell an ihre Grenzen. Cloud-Technologie macht es aber möglich, mit diesen Datenmengen umzugehen und alle relevanten Informationen sogar über mobile Endgeräte sicher zur Verfügung zu stellen. Selbst die Produktion an unterschiedlichen Fertigungsstandorten lässt sich so fernsteuern. Auch das bietet Optimierungspotential: Die Produktion lässt sich so beispielsweise in Abhängigkeit des aktuellen Strompreises steuern. Das spart Energiekosten und der Energieanbieter hat geringerer Lastspitzen zu bewältigen.  

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Bildquelle "Schweißer" Pete Wright on Unsplash
Topics: Industrie 4.0 Internet of Things IoT