Die Digitalisierung ist heute ein entscheidender Erfolgsfaktor in der Fertigungsindustrie. Durch den Einsatz digitaler Werkzeuge und Technologien können Hersteller Prozesse verschlanken, die Produktionseffizienz steigern und datenbasierte Entscheidungen treffen, die ihr Unternehmen voranbringen.
Unabhängig davon, in welcher Phase des Produktfertigungszyklus sich ein Unternehmen befindet, kann die Digitalisierung eine entscheidende Rolle spielen. Von der Beschleunigung der Produktentwicklung und des Markteintritts über die Optimierung der Produktserienfertigung bis hin zur Verlängerung der Produktlebensdauer bietet die Digitalisierung in der Fertigung zahlreiche Vorteile, die sich deutlich auf die Wirtschaftlichkeit und das Wachstum eines Unternehmens auswirken.
Begriffsdefinition der
Digitalisierung
Unter Digitalisierung versteht man die Integration digitaler Technologien in alltägliche Prozesse. Durch den gezielten Einsatz digitaler Werkzeuge können Hersteller ihre Arbeitsabläufe verbessern und damit grundlegend verändern, wie sie arbeiten und ihren Kunden Mehrwert bieten. Zentrale Bestandteile der Digitalisierung sind Datenerfassung, Datenanalyse und Automatisierung – alles Faktoren, die Produktionseffizienz und Entscheidungsfindung verbessern. Zu den wichtigen Werkzeugen und Technologien zählen digitale Zwillinge, Systemzwillinge, IoT‑Plattformen (Internet of Things), Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) sowie KI‑gestützte Analyseverfahren. Jede dieser Technologien kann Fertigungsunternehmen dabei helfen, Montage‑ und Testprozesse zu optimieren und zu skalieren.
Digitalisierung in den frühen Phasen der Produktentwicklung
In den frühen Phasen der Produktentwicklung und des Markteintritts kann die Digitalisierung eine entscheidende Rolle spielen. Während der Ideenfindung nutzen Hersteller digitale Werkzeuge wie CAD‑Software (Computer‑Aided Design) und fortgeschrittene Simulationen. Diese Technologien ermöglichen schnelles Prototypenerstellung und Experimentieren, sodass Entwicklungsteams rasch weiterentwickeln und gleichzeitig Entwicklungsaufwand und -kosten reduzieren können.
In der Konzeptnachweisphase (Proof of Concept) beschleunigen digitale Fertigungstechnologien den Produktlaunch durch virtuelle Tests und Validierungen und reduzieren den Bedarf an physischen Prototypen. So lässt sich die Zeit bis zur Markteinführung eines marktfähigen Produkts deutlich verkürzen. Beispielsweise ermöglicht die Virtuelle Inbetriebnahme, die realitätsnahe Simulation von Produktionslinien sodass das Zusammenspiel aller Komponenten bereits vor der physischen Implementierung der Anlage umfassend geprüft und abgesichert werden kann.
In der Phase der Musterfertigung unterstützen digitale Werkzeuge Teams bei der Erstellung qualitativ hochwertiger virtueller Muster. Fertigungs‑Start‑ups können diese Beispiele nutzen, um wichtige Finanzierungsmittel zu sichern und erste Kunden zu gewinnen. Indem sie eine digitale Darstellung des Produkts und der zugrunde liegenden Fertigungsprozesse bereitstellen, können Führungskräfte die Machbarkeit des Produkts demonstrieren und Vertrauen bei Stakeholdern aufbauen. Zudem erleichtert die Digitalisierung Echtzeit‑Feedback. Durch kontinuierliches Überwachung können Verantwortliche fundierte, datenbasierte Entscheidungen treffen und auf eine schnellere, erfolgreichere Produktion hinarbeiten.
Digitalisierung in den Wachstums- und Skalierungsphasen
In den Wachstums- und Skalierungsphasen spielen digitale Zwillinge und Systemzwillinge eine entscheidende Rolle, da sie die Erweiterung der Fertigungskapazitäten unterstützen. Diese fortschrittlichen Technologien ermöglichen es Hersteller, Ergebnisse vorherzusagen, Produktionsprozesse zu optimieren und Stillstandszeiten zu reduzieren.
Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Abbild eines physischen Betriebsmittels und erlaubt es Teams, Designs zu testen, zu analysieren und zu optimieren, bevor die endgültige Montagelinie ausgeliefert wird. Systemzwillinge hingegen simulieren komplette Produktionslinien und helfen Ingenieurteams, potenzielle Engpässe frühzeitig zu identifizieren und zu beheben, noch bevor sie in der realen Anlage auftreten. Dieser proaktive Ansatz befähigt Fertigungsteams, unterschiedlichste Betriebsszenarien zu simulieren und daraus wichtige Erkenntnisse zu gewinnen, die zu relevanteren Entscheidungen führen. Das kontinuierliche Feedback trägt zudem dazu bei, Störungen zu minimieren – sodass Hersteller die Produktion beschleunigen und ihre geplanten Durchsatzraten zuverlässig erreichen können.
Digitalisierung in der Reifephase
In der Reifephase helfen digitale Zwillinge und Systemzwillinge dabei, eine maximale Anlagenleistung aufrechtzuerhalten. So können Fertigungsverantwortliche den Produktlebenszyklus verlängern und die Produktleistung sogar weiter verbessern. Da diese Technologien eine kontinuierliche Überwachung und Echtzeit‑Analyse des gesamten Produktionssystems ermöglichen, lassen sich Probleme frühzeitig erkennen und beheben, bevor sie eskalieren und zu teuren Terminverzögerungen führen.
Digitale Zwillinge und Systemzwillinge unterstützen Teams zudem dabei, Produktvarianten schneller zu verbessern oder neu zu entwickeln und damit die Neuproduktentwicklung (New Product Development, NPD) zu beschleunigen. Mit ihren detaillierten Einblicken tragen Systemzwillinge dazu bei, die Produktkonsistenz sicherzustellen – selbst wenn das Fertigungsunternehmen wächst. Dieser ganzheitliche Ansatz sorgt dafür, dass die gesamte Produktionslinie reibungslos läuft, Stillstände minimiert werden und der Durchsatz maximiert wird.
Vorteile der Digitalisierung über den gesamten Produktfertigungszyklus
Die Digitalisierung bietet in jeder Phase des Produktfertigungszyklus erhebliche Vorteile – von der Optimierung von Abläufen und Prozesseffizienz über die Produktentwicklung bis hin zu strategischen Geschäftsentscheidungen. Ihre Bedeutung liegt insbesondere in der Fähigkeit, Prozesse zu optimieren, Kosten zu senken und die Qualität zu verbessern – und so den Erfolg in der Fertigung nachhaltig zu steigern.
Mit dem Fortschritt digitaler Technologien wird deren Einfluss auf die täglichen Betriebsprozesse weiter zunehmen. OEM‑Verantwortliche, die Innovation und Unternehmenswachstum vorantreiben möchten, müssen diese digitalen Fertigungswerkzeuge gezielt einsetzen, um in einem dynamischen Marktumfeld wettbewerbsfähig zu bleiben.
Jedes Projekt ist einzigartig. Wir möchten uns Ihre Herausforderungen anhören und Ihnen mitteilen, wie Sie Ihr Projekt durch Automatisierung rechtzeitig auf den Weg bringen können.
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.