Erfahren Sie, wie Sie mit den Lösungen von MPDV
Ihre Fertigung digitalisieren!
Industrie 4.0: Digitalisierung der Produktion
Unternehmen stehen aktuell vor vielen Herausforderungen. Sie müssen sich an ständig verändernde Marktanforderungen anpassen und dürfen nicht den Anschluss an neue Technologien verlieren. Die vierte industrielle Revolution ist gleichzeitig eine echte Chance. Firmen können ihre Produktion und Fertigung immer mehr automatisieren, um intelligente Fabriken zu schaffen, die sich künftig selbst zu organisieren und zu optimieren.
Digitalisierung der Fertigung: Das Wichtigste in Kürze
- Digitalisierung als Schlüssel zum Erfolg: Die Integration digitaler Technologien macht die Produktion effizienter, qualitativer und flexibler. Gleichzeitig können KI, das Internet der Dinge, Big Data Analytics und Cloud Computing Kosten senken und die Produktion nachhaltiger machen.
- Investition mit langfristigem Nutzen: Trotz hoher Anfangsinvestitionen und Herausforderungen bei Datensicherheit und Mitarbeiterqualifikation überwiegen die Vorteile. Gesteigerte Produktivität und verbesserte Wettbewerbsfähigkeit sind nur einige.
- Strukturierter Transformationsprozess: Das 4-Stufen-Modell von MPDV führt Unternehmen systematisch über reaktionsfähige und selbstregelnde Prozesse bis zur Smart Factory.
Fünf Vorteile der Digitalisierung der Produktion
- Mehr Transparenz: Digitalisierte Produktionsprozesse sorgen für mehr Transparenz bei den Abläufen, dem Inventar und innerhalb der Lieferkette. Mitarbeitende können effektivere Entscheidungsprozesse anhand von Echtzeitdaten treffen.
- Erhöhte Effizienz und Produktivität: Automatisierte Prozesse und Echtzeit-Datenanalyse steigern die Produktionseffizienz. Unternehmen können ihre Prozesse optimieren, Ausfallzeiten reduzieren und die Gesamtproduktivität steigern.
- Höhere Flexibilität: Digitale Technologien ermöglichen es Unternehmen, Produktionsprozesse leichter anpassen zu können. So können sie schnell auf Marktveränderungen, Kundenwünsche und individuelle Anforderungen reagieren.
- Verbesserte Produktqualität: Fortschrittliche Steuerungs-, Überwachungs- und Kontrollsysteme in den Produktionsprozessen ermöglichen es, Fehler und Qualitätsmängel frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Dies führt zu einer höheren Qualität der Endprodukte.
- Kostensenkung: Die anfänglichen Investitionen in neue digitale Lösungen können erheblich sein. Jedoch helfen diese, den Material- und Energieverbrauch zu reduzieren sowie die Betriebskosten langfristig zu senken.
Was Studien sagen
Quellen der Studien:
https://www.wirtschaftszeiten.de/durch-die-digitalisierung-kann-die-fertigungsindustrie-einsparungen-erzielen/
https://der-digitale-faktor.de/download/240415_IW_Google-Studie_FourPager_Manufacturing.pdf
https://www.ingenieur.de/fachmedien/vdi-z/digitalisierung-vdi-z/studie-zeigt-vorausschauende-instandhaltung-steht-vor-grosser-zukunft/
Digitale Fertigung fördert Nachhaltigkeit der Produktionsprozesse
Die Digitalisierung der Produktion spielt eine entscheidende Rolle, um die Nachhaltigkeit in der Industrie zu steigern. Unternehmen können so
- ihre Ressourceneffizienz signifikant verbessern
- Emissionen reduzieren
- Abfall minimieren
Intelligente Systeme ermöglichen es, Produktionsprozesse präzise zu steuern. So wird der Energieverbrauch signifikant reduziert und der Materialeinsatz minimiert. Die KI-gestützte Analyse von Produktionsdaten erlaubt zum Beispiel eine genauere Vorhersage der benötigten Materialmengen und eine präzise Materialverwaltung. Diese Optimierung reduziert Überproduktion sowie Verschwendung und Abfall. Effizientere Produktionsprozesse bedeuten gleichzeitig eine Verringerung der CO2-Emissionen. Somit unterstützt die Digitalisierung der Produktion die ökonomischen Ziele von Unternehmen. Außerdem trägt sie zu einer umweltfreundlichen und sozial verantwortlichen Art des Wirtschaftens bei.
Die Anwendungen von MPDV unterstützen eine Produktion, die nicht nur effizient, sondern auch ressourcen- und energiesparend ist. Mit dem Label “Fördert Nachhaltigkeit” kennzeichnet MPDV jene Anwendungen, die die Prinzipien der Nachhaltigkeit in der Smart Factory in besonderem Maße begünstigen. Da Nachhaltigkeit in der modernen Fertigung kein Trend, sondern Standard ist, liefert MPDV seinen Nutzern konkrete Anhaltspunkte und Werkzeuge für eine nachhaltigere Produktion. Durch den Einsatz fortschrittlicher Fertigungs-IT-Lösungen können Produktionsunternehmen einen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Dabei können sie trotzdem wirtschaftlich erfolgreich sein und gleichzeitig ihre Prozesse kontinuierlich verbessern.
Besondere Herausforderungen der digitalen Transformation
Trotz der zahlreichen Vorteile bringt die Implementierung digitaler Technologien in die Fertigung erhebliche Herausforderungen mit sich.
- Hohe Anfangsinvestitionen: Die Einführung neuer Technologien erfordert oft erhebliche finanzielle Investitionen. Sowohl für die Technologie selbst als auch für die Schulung von Mitarbeitenden.
- Komplexität der Integration: Die Verknüpfung älterer und neuerer Systeme und Maschinen sowie die Sicherstellung ihrer Interoperabilität können komplex und kostspielig sein.
- Datensicherheit: Mit der Zunahme digital vernetzter Systeme steigt das Risiko von Verletzungen der Datensicherheit. Unternehmen müssen in robuste Sicherheitssysteme investieren, um Datenlecks und -diebstahl zu verhindern.
- Fachkräftemangel: Es gibt in den Bereichen Softwareentwicklung, Datenanalyse und Cybersecurity häufig einen Mangel an qualifiziertem Personal, das digitale Produktionssysteme implementieren und warten kann.
- Widerstand gegen Veränderungen: Die Umstellung auf digitalisierte Fertigungsprozesse bringt gewöhnlich eine Kulturveränderung innerhalb des Unternehmens mit sich. Mitarbeitende können skeptisch gegenüber der digitalen Transformation sein, was die Umsetzung erschwert. Diese Herausforderungen zu bewältigen, ist entscheidend für den Erfolg der Digitalisierung in der Produktion.
Mit dem Vier-Stufen-Modell zur digitalen Fertigung
Um Branchen bei der Digitalisierung ihrer Produktion zu unterstützen, kann das "Vier-Stufen-Modell" von MPDV als Leitfaden dienen.
Stufe 1: Transparenz und Klarheit schaffen
Der erste Schritt zur Digitalisierung der Produktion besteht darin, Transparenz über die aktuellen Prozesse in der Produktion zu schaffen. Unternehmen sollten damit beginnen, Daten zu sammeln und zu analysieren, um ein klares Bild von ihren Abläufen, Engpässen und Ineffizienzen zu erhalten. Dies kann durch die Implementierung einfacher, aber grundlegender MES-Funktionen erreicht werden. Dazu gehören zum Beispiel die Maschinendatenerfassung (MDE) und die Betriebsdatenerfassung (BDE).
Das Ziel: eine solide Datenbasis zu schaffen, die es ermöglicht, fundierte Entscheidungen zu treffen und Verbesserungspotenziale zu identifizieren.
Stufe 2 | Reagieren und effizienter werden
Auf der zweiten Stufe liegt der Fokus darauf, Fertigungsprozesse stabiler und reaktionsfähiger zu machen und so deren Effizienz zu steigern. Auf Basis der in Stufe 1 gesammelten Daten können Unternehmen beginnen, gezielte Maßnahmen zur Prozessoptimierung umzusetzen. Dies umfasst
- Automatisierung wiederkehrender Abläufe
- Verbesserung der Produktionsplanung und -steuerung
- Minimierung von Ausfallzeiten und Verschwendung.
Da die Reaktion unmittelbar erfolgen sollte, damit keine Zeit verloren geht oder Maschinen zu lange fehlerhafte Produkte herstellen, wird dies als Echtzeitfähigkeit bezeichnet. In dieser Phase können Tools für die detaillierte Planung und Feinplanung aus dem MPDV Portfolio zum Einsatz kommen. Ein Advanced Planning and Scheduling System dient dazu, eine effizientere Ressourcennutzung und eine höhere Produktionsflexibilität zu erreichen.
Ziel aller Maßnahmen ist Effizienz und geringere Produktionskosten.
Stufe 3 | Regulierung für mehr Qualität
Nachdem die Effizienz gesteigert wurde, konzentriert sich die dritte Stufe auf die Sicherung der Produktqualität und weitere Verbesserung der Produktion. In dieser Phase lassen sich auch andere Prozesse automatisieren und als Regelkreise abbilden. Dabei werden Messwerte überwacht und automatische Gegenmaßnahmen eingeleitet, sobald Werte vom Sollbereich abweichen.
Diese Gegenmaßnahmen erfolgen entweder als individuelle Anweisungen für Mitarbeitende oder als automatische Aktionen. In der selbstregelnden Fabrik übernimmt der Mensch die Rolle des “Augmented Operators”. Er nutzt umfangreiche Informationen, um dort einzugreifen, wo das System keine zielführende Lösung findet. Die Daten und Planungsergebnisse aus den vorherigen Stufen helfen den Menschen, die Produktionsprozesse und Unterstützungsprozesse besser zu überblicken.
Durch präventive Qualitätsmaßnahmen und kontinuierliches Monitoring können Fehlerquellen reduziert und die Produktspezifikationen konsequent eingehalten werden.
Stufe 4 | Fabrik smarter machen
Die vierte und letzte Stufe des Vier-Stufen-Modells zielt darauf ab, die Agilität und Flexibilität der Prozesse zu erhöhen, indem vorhandene Systeme umfassend vernetzt, Daten korreliert und Optimierungspotenziale erschlossen werden. Dabei werden Produktion und Supply Chain miteinander verknüpft, um schneller auf Prozessanforderungen reagieren zu können.
Wichtige Kollaborationspartner für die Fertigungs-IT sind
- das ERP-System,
- Product Lifecycle Management (PLM),
- Warehouse Management System (WMS) und
- das Gebäudemanagement.
Diese Vernetzung ermöglicht unter anderem die Rückverfolgbarkeit von Produkten und ihren Bestandteilen über die gesamte Wertschöpfungskette. Zudem ist die Vernetzung von Anwendungen entlang des Wertstroms entscheidend, um sämtliche Einflüsse auf die Produktion im Blick zu behalten.
Das 4-Stufen-Modell von MPDV bietet einen strukturierten Ansatz zur Digitalisierung der Produktion. Er ermöglicht es Industrieunternehmen, bereits erste Fortschritte zu erzielen, während sie die Grundlagen für zukünftige Innovationen und Anpassungen legen.
Der Schlüssel zum Erfolg ist ein ausgewogenes Zusammenspiel dieser vier Aspekten:
- Sorgfältige Planung
- Bereitschaft zur Investition in Technologie und Ausbildung
- Kontinuierliche Bewertung und Anpassung der Strategie an die sich ändernden Anforderungen des Marktes
- Adoption und Adaption neuer Technologien
Unternehmen sollten ihre Produktionsprozesse so gestalten, dass sie modular, skalierbar und anpassungsfähig sind. Dies können sie zum Beispiel erreichen, indem sie eine Kultur der kontinuierlichen Verbesserung und Innovation fördern.
Success Stories
Erste Schritte auf dem Weg zur Digitalisierung der Produktion
Der Einstieg in die Digitalisierung der Produktion gelingt am besten mit praxisnahen, skalierbaren Lösungen. Wie oben beschrieben, sollten Unternehmen zunächst Transparenz über ihre Prozesse schaffen und dann Schritt für Schritt digitale Werkzeuge einführen, die messbaren Nutzen bringen.
Ein Beispiel aus dem Produktportfolio von MPDV ist das Manufacturing Execution System (MES) HYDRA. Die Software ermöglicht es Unternehmen, ihre Fertigungsprozesse in Echtzeit zu überwachen und zu steuern. Es bietet Funktionen wie eine detaillierte Datenerfassung, Leistungsanalyse und Qualitätsmanagement. Das Advanced Planning and Scheduling System (APS) FEDRA übernimmt alle Aufgaben rund um die Planung und Feinplanung der Fertigung. Bei den Planungsaufgaben berücksichtigt es sowohl Primär- als auch Sekundärressourcen.
MPDV Software macht Fabriken zur Smart Factory
Mit den Lösungen von MPDV starten Sie Schritt für Schritt in die digitale Produktion. Vereinbaren Sie jetzt einen Beratungstermin und erfahren Sie, wie Sie Ihre Fertigung effizienter, flexibler und zukunftssicher gestalten können.
FAQ rund um Digitalisierung und Industrie 4.0
Was ist Digital Manufacturing?
Digital Manufacturing bezeichnet den Einsatz digitaler Technologien, um Fertigungsprozesse flexibler und effizienter zu machen. In der digitalisierten Produktion werden große Datenmengen aus Maschinen und Systemen vernetzt und analysiert. Dies dient dazu, Abläufe vorausschauend zu planen, zu optimieren und automatisiert zu steuern. So eröffnet die Digitalisierung neue Möglichkeiten für effiziente Geschäftsmodelle.
Was ist ein digitales Fertigungsunternehmen?
Ein digitales Fertigungsunternehmen integriert moderne IT-Lösungen in seine Produktion und Unternehmensprozesse. Dazu gehören Systeme zur Datenerfassung, Analyse und Steuerung, die es ermöglichen, flexibel auf Veränderungen zu reagieren. Sie sichern die Qualität und setzen Ressourcen nachhaltiger ein. Das schafft neue Geschäftsmodelle und stärkt auch die Wettbewerbsfähigkeit kleiner und mittlerer Unternehmen.
Was bedeutet Digitalisierung in der Industrie?
Digitalisierung in der Industrie beschreibt den Übergang von analogen zu vernetzten, datengetriebenen Prozessen. Bei der Digitalisierung 4.0 tauschen Maschinen, Systeme und Lieferketten Informationen in Echtzeit aus. Dadurch können Unternehmen effizienter produzieren, Ressourcen sparen und schneller auf Marktveränderungen reagieren. Ziel ist eine flexible, zukunftsfähige Industrieproduktion.
Welche Beispiele gibt es für die Digitalisierung in der Produktion?
Zu den wichtigsten Beispielen zählen der Einsatz von digitaler Fertigungssteuerung, automatisierter Qualitätssicherung, vorausschauende Wartung sowie die Vernetzung von Maschinen. Weitere Beispiele sind digitale Zwillinge und Simulationen für Produktionsanlagen, der Einsatz von KI in der Produktion und die virtuelle Planung. Diese Art der Digitalisierung ermöglicht es, technologisch gestützte Geschäftsmodelle zu entwickeln.
Was ist ein digitaler Zwilling?
Ein digitaler Zwilling ist ein digitales Abbild einer realen Maschine, Anlage oder eines gesamten Produktionsprozesses. Er ermöglicht es, Abläufe zu simulieren, Optimierungen zu testen und Störungen frühzeitig zu erkennen. Das Ziel: Kosten zu senken, Risiken und Fehler zu reduzieren, Prozesse zu verbessern und Innovationen zu beschleunigen.
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