Es ist ein Begriff, der in nahezu jedem Fertigungsgespräch fällt – aber wie funktioniert Digitalisierungstechnologie eigentlich?
Die Digitalisierungstechnologie verwandelt physische Prozesse in digitale und ermöglicht Herstellern, Echtzeitdaten zu erfassen, zu analysieren und zu optimieren. Produktions‑ und Linienverantwortliche können durch digitale Zwillinge physischer Anlagen die Leistung überwachen, Wartungsbedarf vorhersagen und Effizienz steigern.
Diese Technologie nutzt das Internet of Things (IoT), künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML), um Abläufe zu vereinfachen.
Die Digitalisierung optimiert Fertigungslinien, indem IoT‑Geräte und Sensoren Echtzeitdaten sammeln, die anschließend mit KI/ML‑Algorithmen analysiert werden. Dieser datengesteuerte Ansatz hilft Bedienern, Engpässe zu identifizieren, Wartungsbedarf vorherzusagen und die Gesamtleistung zu verbessern.
Darüber hinaus schafft Digitalisierung eine ansprechendere und sichere Lernumgebung für Mitarbeitende: Simulationen von Fertigungslinien ermöglichen es Teams, wichtige Prozesse gefahrlos zu üben und zu verstehen.
Simulation
Simulation in der Fertigung umfasst die Erstellung eines virtuellen Modells eines Produktionsprozesses oder -systems. Dieses Modell testet und analysiert verschiedene Szenarien, z. B. Änderungen im Produktionsplan, Maschinenkonfigurationen oder Prozessparameter.
Teams können komplette Linien digitalisieren, bevor sie physisch aufgebaut werden. Durch das Simulieren solcher Szenarien können Hersteller Ergebnisse vorhersagen, potenzielle Probleme erkennen und Prozesse optimieren – lange bevor sie in der realen Umgebung umgesetzt werden. Dies reduziert das Risiko teurer Fehler und steigert die Effizienz.
Virtuelle Inbetriebnahme
Virtuelle Inbetriebnahme nutzt digitale Modelle, um die Leistung neuer Maschinen oder Systeme zu testen und zu validieren, bevor sie physisch installiert werden. Ein virtuelles Abbild der Linie simuliert Abläufe und stellt sicher, dass neue Geräte nahtlos in bestehende Systeme integriert werden.
Virtuelle Inbetriebnahme hilft Teams, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und zu lösen – was Ausfallzeiten reduziert und eine reibungslose Installation ermöglicht.
Systemzwillinge
Systemzwillinge sind fortschrittliche digitale Abbilder kompletter Fertigungssysteme. Sie bilden physische Eigenschaften und Verhaltensweisen von Maschinen, Robotern, Software und weiteren Komponenten eines Produktionssystems umfassend ab.
System Twins ermöglichen zudem Fernüberwachung und Ferndiagnose, sodass Experten Probleme identifizieren und teilweise lösen können, ohne vor Ort zu sein.
Digital Shadow
Digital Shadows nutzen digitale Abbilder (Systemzwillinge) kompletter Fertigungssysteme – einschließlich aller Maschinen, Geräte und Prozesse. IoT‑Geräte und Sensoren verbinden diese virtuellen Modelle mit ihren physischen Gegenstücken und ermöglichen Echtzeit-Datenaustausch.
Digital Shadows unterstützen Hersteller bei der Überwachung, Analyse und Optimierung der gesamten Produktionslinie, der Vorhersage von Wartungsbedarf und der Simulation von Änderungen zur Effizienzsteigerung.
Vorbeugende Wartung
Die vorbeugende Wartung nutzt digitale Technologien wie IoT, KI und ML, um Geräteausfälle vorherzusagen und zu verhindern. Durch kontinuierliche Überwachung des Maschinenzustands und Echtzeitanalyse der Daten können Smart-Maintenance-Systeme potenzielle Probleme früh erkennen, bevor sie zu teuren Stillständen führen.
Dieser proaktive Ansatz reduziert Ausfallzeiten, verlängert die Lebensdauer der Anlagen und verbessert die betriebliche Effizienz.
Fortschrittliches Mitarbeitenden-Training
Virtual‑Reality‑Training (VR) nutzt immersive Simulationen, um Mitarbeitenden ein realistisches und interaktives Lernerlebnis zu bieten.
VR‑Training ermöglicht das Üben komplexer Aufgaben, das Verstehen von Produktionsabläufen und den Erwerb praktischer Fähigkeiten in einer sicheren, kontrollierten Umgebung.
VR‑Training verbessert die Wissensaufnahme, reduziert Schulungskosten und ermöglicht das Trainieren von Szenarien, die sonst gefährlich oder schwer nachzustellen wären.
Vorteile der Digitalisierungstechnologie
Digitalisierung ist ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Industrieprozesse und bietet zahlreiche Vorteile:
- Effizienz und Produktivität: Durch Integration von IoT‑Geräten und Sensoren werden Daten kontinuierlich erfasst. KI‑ und ML‑Algorithmen analysieren diese Informationen, identifizieren Engpässe und optimieren Arbeitsabläufe.
- Kostenreduzierung: Digitalisierung hilft, Ausgaben zu senken. Echtzeitdaten ermöglichen besseres Ressourcenmanagement, reduzieren Verschwendung und verbessern Energieeffizienz. Vorbeugende Wartung verhindert zudem teure Geräteausfälle und verlängert die Lebensdauer von Anlagen.
- Verbesserte Qualität: Digitalisierung ermöglicht präzise, zuverlässige Daten für Qualitätsüberwachung und Bewertung. Moderne Algorithmen erkennen Abweichungen sofort und ermöglichen schnelle Korrekturen. Das reduziert Fehler, steigert die Konsistenz der Produktqualität und erhöht Kundenzufriedenheit.
Herausforderungen und Überlegungen
Bei der Einführung von Digitalisierung sollten Führungskräfte mehrere Aspekte beachten:
- Integration in bestehende Systeme:
Ältere Systeme wurden häufig nicht für die Kommunikation mit moderner digitaler Technologie entwickelt. Die Integration kann komplex sein und Middleware, APIs oder maßgeschneiderte Schnittstellen sowie in manchen Fällen Hardware‑/Software‑Upgrades erfordern. - Qualifikationsanforderungen:
Digitale Technologien erfordern Fachkompetenz in IoT, KI/ML und Datenanalyse. Experten müssen digitale Systeme entwickeln, implementieren, pflegen und aus den gesammelten Daten die richtigen Schlussfolgerungen ziehen können. - Datensicherheit und Datenschutz:
Mit wachsendem Datenvolumen steigt das Risiko von Cyberangriffen. Umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen – Verschlüsselung, Zugriffskontrollen, regelmäßige Audits – sind entscheidend, um sensible Unternehmensdaten zu schützen.
Digitalisierung kann Branchen transformieren, indem sie physische Prozesse digital abbildet und Echtzeit‑Datennutzung ermöglicht.
Technologien wie IoT, KI und ML treiben Problemlösungsprozesse voran und optimieren Abläufe.
Digitalisierung stärkt die Wettbewerbsfähigkeit und schafft Effizienz, Qualität und fundierte Entscheidungsgrundlagen – von digitalen Zwillingen über vorausschauende Wartung bis hin zu besserer Prozesssteuerung.
Unternehmen, die Digitalisierung aktiv einsetzen, erschließen neue Chancen für Wachstum und Innovation.
Jedes Projekt ist einzigartig. Teilen Sie uns Ihre Herausforderungen mit – wir zeigen Ihnen, wie Automatisierung Ihr Projekt termingerecht voranbringen kann.
Roland Echter
General Manager - Digital
ATS Industrial Automation
Roland Echter hat Unternehmen in zahlreichen Branchen dabei unterstützt, die Produktion mit digitalen Lösungen zu automatisieren und zu optimieren. In Zusammenarbeit mit Kunden konfiguriert er Dienstleistungen und Systeme unter Verwendung von Strategien mit digitalen Werkzeugen, um die Produktion aufzubauen, zu skalieren und die betriebliche Effizienz zu steigern.