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So verändert die Smart Factory die Zukunft der Produktion

06.07.2023

Eine Frau und ein Mann arbeiten mit VR-Brillen in einer vernetzten Fabrik

Der Begriff Smart Factory steht für die digitale Revolution in der Industrie. Die intelligente, vernetzte und sich selbst organisierende Fertigung kann Ihr Produktionsunternehmen zukunftssicher machen.

Was ist eine Smart Factory?

Stellen Sie sich eine Produktionsstätte vor, in der Maschinen wie aufeinander abgestimmte Schaltkreise in einem Computer von allein arbeiten, Materialströme reibungslos durch Produktionslinien fließen und Sie Fertigungsdaten in Echtzeit auswerten können. 

Willkommen in der Smart Factory, wo hochmoderne Technologien wie Automatisierung, künstliche Intelligenz (KI) und Vernetzung miteinander verschmelzen, um Fertigungsprozesse effizienter, flexibler und intelligenter zu gestalten. 

Die nüchterne Smart-Factory-Definition des Digitalverbands Bitkom liest sich wie folgt: „Die Smart Factory steht für eine hochgradig digitalisierte und vernetzte Fabrik, in der Produktions- und Logistikprozesse weitgehend automatisiert, flexibel und selbstorganisiert ablaufen.“ 

Was zunächst nach Zukunftsmusik und nach erheblichem Investitionsaufwand klingt, ist in der Praxis schrittweise gut realisierbar – und zwar für Unternehmen unterschiedlichster Größenordnungen. Entscheidend für den Erfolg sind maßgeschneiderte Ansätze, die vor allem zwei Punkte in Betracht ziehen: 

die Rahmenbedingungen, unter denen Ihr Unternehmen agiert 

die Bedürfnisse Ihrer Kundschaft

Die vier Stufen auf dem Weg zur intelligenten Fabrik 

Die vier Entwicklungsschritte hin zur Smart Factory basieren auf dem Konzept der Industrie 4.0 der deutschen Bundesregierung. Das Konzept zielt darauf ab, die digitale Transformation in der produzierenden Industrie voranzutreiben.

Gerade für kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die bei der Automatisierung und Vernetzung noch am Anfang stehen, sind die vier definierten Stufen wichtige Orientierungsmarken. Das Erreichen des jeweiligen Levels ist ein Schlüssel, um sich wettbewerbs- und zukunftsfähig aufzustellen. 

Die vier Stufen auf dem Weg zur Smart Factory sind: 

  1. Automatisierung: Teil- oder vollautomatisierte Maschinen und Systeme ersetzen manuelle Prozesse in Ihrer Fabrik. Das führt zur Steigerung von Effizienz und Produktivität. 
  2. Vernetzung: Diese automatisierten Systeme werden über das Internet of Things (IoT) miteinander verbunden. Das sorgt für einen nahtlosen Informationsfluss und eine effektive Kommunikation zwischen den verschiedenen Komponenten Ihrer Fabrik. 
  3. Analytik und Steuerung: Die im Zuge der Produktion entstehenden Daten werden kontinuierlich ausgewertet. Auf dieser Basis können Sie fundierte Entscheidungen für Ihr Unternehmen treffen, um Fertigungsprozesse zu verbessern und die Effizienz weiter zu steigern. 
  4. KI und Autonomie: Auf der vierten Ebene werden mithilfe von künstlicher Intelligenz selbstlernende Systeme geschaffen, die autonom handeln, Probleme erkennen und lösen. 

Ausgehend vom Digitalisierungsstand Ihres Unternehmens zeichnet das Modell vor, wie der jeweils nächste Schritt auf Ihrem Weg zur intelligenten Fabrik aussieht.

Die wichtigsten Technologien in intelligenten Fabriken

Der Digitalverband Bitkom nennt fünf zentrale Technologien, die in smarten Fabriken zum Einsatz kommen:

  1. Automatisierung und Robotik: Durch den Einsatz dieser beiden Technologien lassen sich repetitive Tätigkeiten automatisieren und Fertigungskapazitäten steigern. Denn automatisierte Maschinen arbeiten präziser, schneller und kontinuierlicher als Menschen.
  2. Cloud-Computing: In Cloud-Infrastrukturen sind Ressourcen flexibel skalierbar. Außerdem ist der ortsunabhängige Zugriff auf Daten und Anwendungen mittels Standortvernetzung möglich.
  3. Internet der Dinge (Internet of Things, IoT): Maschinen und Anlagen werden mit Sensoren ausgestattet und mittels Managed Connectivity vernetzt. So kommunizieren nahezu alle Komponenten einer Produktionsanlage miteinander. Auf diese Weise ist es möglich, Daten in Echtzeit zu erfassen und auszuwerten.
  4. Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen: Durch KI-Algorithmen und maschinelles Lernen lassen sich große Datenmengen analysieren, sich wiederholende Muster erkennen und vorausschauende Analysen durchführen. Das Ergebnis sind verbesserte Effizienz und höhere Qualität in der Fertigung.
  5. Digitaler Zwilling (Digital Twin): Mit digitalen Kopien physischer Anlagen und Prozesse sind Simulationen und Vorhersagen möglich. Ziel ist es, die Effizienz und Flexibilität der Fabrik zu steigern.

Fakt ist: Wenn Sie einen Smart-Factory-Ansatz verfolgen, um Ihre Produktion zu vernetzen und zu automatisieren, erfordert dies einen ganzheitlichen technologischen Ansatz. Dieser sollte auch organisatorische und unternehmenskulturelle Aspekte einbeziehen.

Vorteile einer Smart Factory

Die Transformation zum Smart Manufacturing bietet kleinen und mittleren Unternehmen zahlreiche Vorteile. Durch die Automatisierung der Produktion können Sie die Fertigungsprozesse in Ihrem Unternehmen optimieren und so die Produktivität steigern. Folgende Vorteile gehen damit einher:

Geringere Herstellungskosten

Höhere Flexibilität, um auf sich ändernde Marktbedingungen zu reagieren

Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit

Cybersecurity in intelligenten Fabriken 

Eine Smart Factory basiert auf vernetzten Systemen, diese wiederum fußen auf digitalen Technologien. Damit erhöht sich zwangsläufig das Risiko von Cyberangriffen. Insofern ist eine funktionierende Smart Factory ohne wirksame Maßnahmen zur Cybersecurity nicht umsetzbar. 

Für Sie als Unternehmerin oder Unternehmer heißt das, dass Sie Sicherheitsmaßnahmen wie Firewalls, Intrusion-Detection-Systeme und Verschlüsselungstechnologien einsetzen sollten. Nur damit können Sie die Datensicherheit in Ihrer Firma verbessern und Ihre intelligenten Komponenten vor unberechtigtem Zugriff schützen. 

Darüber hinaus sollten Sie Ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Rahmen von Schulungen für die Risiken von Cyberthreats sensibilisieren und sicherheitsrelevante Verhaltensweisen fördern. 

Expertinnen und Experten auf dem Gebiet der Cybersicherheit können Sie bei der Umsetzung der genannten Maßnahmen unterstützen. Auf diese Weise reduzieren Sie das Risiko von Cyberangriffen auf Ihr Unternehmen deutlich. 

Beispiel für smarte Fabriken in Praxis und Forschung

Die Smart Factory ist längst keine Zukunftsmusik mehr, sondern gelebte Realität in der industriellen Fertigung hierzulande. Neben Großunternehmen profitiert gerade der Mittelstand von immer günstiger werdenden IoT-Komponenten und Vernetzungsmöglichkeiten, die auch unter schwierigen Bedingungen funktionieren.

Smart Factory OWL

Ein Beispiel, das auf Kooperation setzt, ist die Smart Factory Ostwestfalen-Lippe in Lemgo, kurz Smart Factory OWL. In diesem Reallabor für die Industrie 4.0 arbeiten Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Bildungsinstitutionen zusammen. Drei Leistungen stehen dort im Zentrum:

Die Forschung an einer wandlungsfähigen, ressourceneffizienten und benutzerfreundlichen Fabrik der Zukunft.

Qualifikationsangebote, um Unternehmen den Zugang zu Industrie-4.0-Know-how zu ermöglichen.

Der Transfer innovativer Technologien in die Praxis: In der Forschungs- und Demonstrationsumgebung können individuelle Lösungen für Unternehmen erprobt werden.

Darüber hinaus wollen die Initiatoren der Smart Factory OWL neue Geschäftsmodelle und Kooperationsformen zwischen Unternehmen etablieren und so weitere Märkte erschließen. Um den Anforderungen der digitalen Transformation gewachsen zu sein, soll zudem die Ausbildung von digital kompetentem Personal gefördert werden.

Smart Factory im Überblick 

Eine Smart Factory ist eine digital vernetzte Fabrik, in der Produktionsprozesse weitgehend automatisiert, flexibel und selbststeuernd ablaufen. 

Der Wandel hin zur Smart Factory geschieht in vier Stufen: Automatisierung, Vernetzung, Analytik und Steuerung sowie künstliche Intelligenz (KI) und Autonomie. Die jeweils nächste Stufe wird in Abhängigkeit vom Digitalisierungsgrad des Unternehmens gewählt. 

Schlüsseltechnologien für die Smart Factory sind Automatisierung und Robotik, Cloud-Computing, Internet der Dinge (IoT), künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen sowie der Einsatz von sogenannten digitalen Zwillingen. 

Für produzierende Unternehmen bringt die Transformation zur Smart Factory zahlreiche Vorteile mit sich, etwa eine höhere Produktivität, mehr Flexibilität und eine verbesserte Wettbewerbsfähigkeit. 

Da intelligente Fabriken auf vernetzten Systemen basieren, kommt der Cybersecurity eine Schlüsselrolle zu. Um mögliche Cybervorfälle wirksam zu verhindern, sind Sicherheitsmaßnahmen sowie Schulungen der Belegschaft erforderlich.

Häufig gestellte Fragen

Laut Digitalverband Bitkom ist eine Smart Factory „eine hochgradig digitalisierte und vernetzte Fabrik, in der Produktions- und Logistikprozesse weitgehend automatisiert, flexibel und selbstorganisiert ablaufen.“

Es gibt die unterschiedlichsten Ausprägungen: In einer Smart Factory kommen beispielsweise Technologien wie KI, Big Data, 5G und IoT in Kombination zum Einsatz. Im Ergebnis sind die Produktions- und Logistikprozesse in einer solchen smarten Fabrik weitestgehend digitalisiert, vernetzt und automatisiert. Das Zusammenwirken der Technologien sorgt für eine intelligente, sich selbst organisierende Fertigung. Unternehmen profitieren von mehr Flexibilität, einer verbesserten Zuverlässigkeit, Effektivität und Sicherheit sowie gleichzeitig geringeren Betriebskosten und Ausfallzeiten.

Eine Smart Factory ist eine intelligente Fabrik, in der Technologien wie Automatisierung und künstliche Intelligenz (KI) zum Einsatz kommen. Dadurch laufen Fertigungsprozesse automatisiert, flexibel und selbstorganisierend ab. Produktionsanlagen, die mit Sensoren ausgestattet sind, erheben und analysieren Daten in Echtzeit. Das führt im Ergebnis idealerweise zu deutlichen Effizienzsteigerungen und Qualitätsverbesserungen.

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