von Justin Kolbe, Leiter Marktstrategie - Energie & Industrieautomation, Henkel
Unbestreitbare Vorteile
Es gibt wahrscheinlich keinen einzigen Fertigungsspezialisten, der der Prämisse widersprechen würde, dass Industry 4.0 (I4.0) einen enormen Nutzen für die Industriebetriebe bringt. Im Kern verkörpert I4.0 die Gewährleistung eines besseren, effizienteren Produktionsökosystems. Ein Netzwerk von Maschinen und Sensoren, die nahtlos miteinander kommunizieren, Prozess-Feedback in Echtzeit liefern, schnell umsetzbare Problemlösungen ermöglichen, Ausfallzeiten und Wartungsanforderungen vorhersagen, Materialien durch die Produktion verfolgen und kontinuierlich lernen und Bericht erstatten, während sie eng mit der menschlichen Arbeit zusammenarbeiten - das ist die Utopie von I4.0.
Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelle Lernfähigkeiten ermöglichen, dass Automatisierungssysteme schnell und einfach "gelehrt" - oder programmiert - werden können, um komplexe Aufgaben und Entscheidungsfunktionen zu übernehmen. Das Endergebnis sind beweglichere Produktionslinien. Tatsächlich haben wir diese Beweglichkeit während der COVID-19-Krise erlebt; Fertigungslinien auf der ganzen Welt wurden rasch wieder für die Produktion medizinischer oder sanitärer Güter eingesetzt, um Frontarbeitern und medizinischen Behandlungszentren eine ausreichende Versorgung zu bieten. Diese Anpassungsfähigkeit lässt sich auch auf die Kernkompetenzen übertragen, da die Notwendigkeit einer raschen Umstellung der Produktionslinien bei der Herstellung neuer Produkte nahtlos und mit geringen Ausfallzeiten erreicht wird.
Die Vorteile von I4.0 sind in dieser Ära der erzwungenen sozialen Distanzierung ins Blickfeld gerückt, in der Prozesse, die aus der Ferne überwacht werden können und ein Minimum an menschlicher Präsenz und Aufsicht erlauben. Essentielle Güter können weiterhin produziert und kritische Dienstleistungen erbracht werden. Unternehmen, die strategische Investitionen in I4.0 getätigt haben, sind in der Lage, sich weiter wettbewerbsfähig zu differenzieren, indem sie robuste Lieferketten und ein hohes Maß an Reaktionsfähigkeit aufrechterhalten.
Die Implementierungsgleichung
Für Unternehmen, die sich für I4.0 entscheiden, sind die positiven Ergebnisse in Bezug auf Rentabilität, Qualität, Produktionsniveaus, Umweltfußabdrücke und Mitarbeiterzufriedenheit gut dokumentiert. Um die Vorteile von I4.0 zu realisieren, müssen Unternehmen jedoch einen soliden Implementierungsplan erstellen. Es ist wichtig, zunächst zu verstehen, was die Unternehmensziele sind, und dann eine detaillierte Strategie zu entwickeln. Zu den Zielen könnten kleine Verbesserungen der Produktqualität, eine stärker transformatorische Verlagerung der angebotenen Waren und Dienstleistungen, geringere Ausfallzeiten für einen größeren Output oder ganzheitliche Effizienzsteigerungen in der Fabrik gehören. Und während der ROI für eine verstärkte Automatisierung eindeutig ein motivierender Faktor ist, kann der Übergang zu einem stärker automatisierten Unternehmen auch ein wichtiges Element der Corporate Citizenship-Strategie eines Unternehmens sein. Zu den inhärenten Nebenprodukten der Automatisierung gehören Abfallreduzierung, Energieeinsparung, Ertragsverbesserungen und Schutz der Gesundheit der Mitarbeiter durch Reduzierung anstrengender oder sich wiederholender Aufgaben.
Obwohl Software-Fähigkeiten und Kommunikationsstandards der nächsten Generation für den Erfolg von I4.0 grundlegend sind, macht industrielle Automatisierungshardware - von Maschinen bis hin zu automatisierten Robotern und Wartungssystemen - das Versprechen wahr. Die Fortschritte bei der Funktionalität und Zuverlässigkeit der Hardware sind wohl ebenso bedeutend - wenn nicht sogar noch bedeutender - wie die Software-Treiber. Vor nur 15 Jahren beispielsweise war eine Mittelspannungs-Schaltanlage ein elektromechanischer Schalter mit einem einzigen, kleinen ASIC und einigen wenigen Codezeilen. Zu den Lösungen, die heute Stand der Technik sind, gehören mehrere ASICs, die über eine Million Codezeilen verarbeiten, zahlreiche Kommunikationsprotokolle, die Fähigkeit zur Standby-Stromversorgung und die Fähigkeit zur Selbstdiagnose, um ein geringeres Risiko für Menschen und Maschinen im nachgeschalteten Bereich zu gewährleisten, wenn der Schalter nach einem Ereignis zurückgesetzt wird. Ein Fortschritt, in der Tat.
Es gibt ähnliche Beispiele in der Robotik. Heutige Logistikroboter sind autonom geführte Fahrzeuge (AGVs), die über Sensoren und Entscheidungsfunktionen verfügen, die denen eines automobilen ADAS-Systems ähneln. Sie arbeiten natürlich mit niedrigeren Geschwindigkeiten, und die Umgebungen sind oft besser kontrolliert, aber die Fähigkeiten sind analog. Es gibt bereits viele kommerzielle Einsätze dieser Technologie mit geringerem Risiko und weniger gesetzlichen Hindernissen als bei Automobilanwendungen, was die intelligente Fabrik zu einem idealen Testgelände für AGVs macht.
Schließlich kann die Implementierung eine erhebliche Investition sein, und obwohl dies entmutigend erscheint, ist die Amortisation oft schnell und der anhaltende finanzielle Nutzen exponentiell. Es gibt unzählige Beispiele dafür, einschließlich einer kürzlich von Toyota getätigten Investition in die Überholung einer Produktionsstätte für Getriebe in North Carolina. In Zusammenarbeit mit Cisco investierte das Werk 1,2 Millionen US-Dollar in die Modernisierung seines IT-Netzwerks. Nach Angaben des Unternehmens wurden in nur neun Monaten fast 1 Million US-Dollar amortisiert, was hauptsächlich auf Einsparungen bei der Wartung zurückzuführen war.
Der Weg zur Implementierung von I4.0 ist sicherlich nicht ohne Herausforderungen, die von der Ausbildung der Arbeitskräfte bis hin zu komplexen gesellschaftlichen und rechtlichen Überlegungen reichen können. Darüber hinaus können große Kapital- und Betriebsausgaben ein erhebliches Risiko bergen, sofern nicht - wie im obigen Beispiel - ein solider Umsetzungsplan vorliegt. Weitere potenzielle Herausforderungen sind Sicherheitslücken und Sicherheitslücken in Bezug auf Dateneigentum, Zuverlässigkeit von Maschinen und Systemen, wenn diese nicht gesichert sind, und mangelnde Standardisierung zwischen den Systemkommunikationsprotokollen. Alles in allem und bei ordnungsgemäßer Verwaltung kann die Implementierung von I4.0 langfristig zu positiven, messbaren Ergebnissen führen.
Unendliches Versprechen für Hersteller, Arbeiter und Verbraucher
Obwohl eine Vielzahl der befragten Mitarbeiter der Ansicht ist, dass sich KI und I4.0 negativ auf die Belegschaft auswirken könnten, denke ich - wie viele Analysten auch -, dass das Gegenteil der Fall ist. Ein Ort, an dem die Maschinen vollständig verantwortlich sind, wird meiner Ansicht nach nicht existieren. Was ich mir vorstelle, ist eine Optimierung der Aktivitäten und ein hybrider Ansatz, bei dem Roboter oder Automatisierung Aufgaben übernehmen, die sie verwalten können, und Menschen andere Aktivitäten überwachen. Historisch gesehen war dies bei jeder industriellen Revolution der Fall; Es gab keine Massenarbeitslosigkeit, die durch Innovationen ausgelöst wurde, sondern die Schaffung neuer Arbeitsplätze. Diese Realität macht Industrie 4.0 in Kombination mit den klaren Vorteilen für die Effizienz und Nachhaltigkeit der Fertigung sowie den Vorteilen für Kostenreduzierung und Produktproduktion für die Verbraucher zu einer vielversprechenden Transformation für alle Beteiligten.
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