Ist Ihr Unternehmen bereit für Industrie 4.0?

Industrie 4.0 ist die Integration von künstlicher Intelligenz (KI), Maschinen, Daten und Kommunikation in ein umfassendes System. Dadurch entsteht ein effizienteres, automatisiertes und intelligentes industrielles Ökosystem, das Lieferanten, Händler, Partner und Anwender miteinander verbindet. Industrie 4.0 verspricht enorme Entwicklungen im Edge-to-Cloud-Computing, leistungsstarke Analysen und flexible Systeme, die sich leicht anpassen lassen.

Wie sieht Industrie 4.0 aus?

Industrie 4.0 und der Trend zur Automatisierung zeigt sich unter anderem in der Technologie:

  • Internet of Things (IoT)
  • The Industrial Internet of Things (IIoT)
  • Cyber-physical systems (CPS)
  • Intelligente Fertigung
  • Intelligente Fabriken
  • Kognitive Datenverarbeitung
  • Cloud computing
  • Künstliche Intelligenz (KI)

Entscheidend für Industrie 4.0 ist die Integration von Sensoren, die in jeder Phase des Fertigungsprozesses eingesetzt werden, um die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M) zu unterstützen. Durch die Integration von Sensoren können einfache, gewöhnliche Geräte zu intelligenten Geräten mit erweiterten Fähigkeiten werden, die eine Echtzeit-Kommunikation ohne menschliches Eingreifen ermöglichen. Industrielle Steuerungssysteme werden an Komplexität zunehmen und weiter verbreitet werden, um eine verbesserte Flexibilität, Genauigkeit und Präzision in der Prozesssteuerung zu ermöglichen.

In der Fertigung besteht jede Produktionslinie aus einer Reihe von Maschinen mit mehreren Sensoren, die Daten in ein zentrales Steuerungssystem oder in die Cloud einspeisen. Da die Systeme Probleme erkennen, entsprechend reagieren und eine Warnung an den Benutzer senden, liegt die Herausforderung darin, diese Daten sinnvoll zu nutzen. In dem Maße, in dem die Maschinen intelligenter werden, wird auch ihre Reaktion immer intelligenter, indem sie das Problem erkennen und es möglicherweise ohne Eingreifen des Benutzers beheben. Einige intelligente Systeme bringen bereits viele dieser Vorteile mit sich.

Es wird erwartet, dass Industrie 4.0 bis 2025 einen wirtschaftlichen Wert von fast 1 Billion Dollar generieren wird. Durch Industrie 4.0 werden die großen Hersteller rationeller, effizienter und agiler und werden einen verbesserten Produktionsausstoß und höhere Umsätze verzeichnen. Um das wahre Potenzial dieser Revolution zu erschließen, müssen sich jedoch alle Unternehmen entlang der Lieferkette anpassen und eine digitale Denkweise einführen

Tom Kelly, Executive Director & CEO Automation Alley

4 Lösungen führender Marken, die Ihnen Industrie 4.0 näher bringen

1. Aufbau eines digitalen Unternehmens mit Siemens

Durch die Integration und Digitalisierung von Geschäftsprozessen sind Hersteller in der Lage, ihre Produktionsanlagen und Produkte während der Nutzung zu analysieren, um dann Erkenntnisse zur Optimierung der Wertschöpfungskette zurückgeben. Die Digitalisierung ermöglicht es Unternehmen, die Herausforderungen der Industrie zu meistern, indem sie die Flexibilität und Effizienz erhöht, die Qualität der Produkte verbessert und die Zeit bis zur Markteinführung verkürzt.

Siemens bietet einen ganzheitlichen Ansatz, um Unternehmen dabei zu unterstützen, das Potenzial von Industrie 4.0 zu nutzen und ihre Geschäftsprozesse branchenunabhängig zu digitalisieren. Dieser Ansatz bietet End-to-End-Lösungen sowohl für diskrete Industrien als auch für Prozessindustrien durch Automatisierung und industrielle Software, industrielle Kommunikation, industrielle Sicherheit und industrielle Dienstleistungen.

Mit Siemens können Fertigungsunternehmen vom virtuellen Modell eines Produkts oder eines Produktionsplans in Form des Digitalen Zwillings profitieren, der es den Nutzern ermöglicht, das Verhalten vorherzusagen, die Leistung zu optimieren und Erkenntnisse umzusetzen. Durch die Verwendung des Konzepts des Digitalen Zwillings können Unternehmen die Anzahl der benötigten Prototypen reduzieren, die Produktleistung genau vorhersagen und sicherstellen, dass die Produkte die Kundenerwartungen konsistent erfüllen.

2. Integration der “NEAR”-Fertigung und Effizienzsteigerung mit Omron

OOmron schlägt eine Möglichkeit vor, die Produktivität zu steigern und auf die sich ändernden Marktanforderungen zu reagieren: die Schaffung einer “NEAR”-Fertigung.

Eine “NEAR”-Fertigung stellt sich wie folgt dar:

Networked (Vernetzt) – Eine vernetzte Fabrik ermöglicht eine bessere Verbindung zwischen den Maschinen in einer Fertigungslinie. Dies verbessert Kontrolle und Effizienz und ermöglicht es den Herstellern, Daten ferngesteuert zu verwalten und zu kontrollieren.

Effective (Effektiv) – Effektive Fertigungen sind solche mit einer hohen Gesamtanlageneffizienz (Overall Equipment Efficiency, OEE). Die Automobilindustrie hat oft eine hohe OEE von 80+%, doch viele Produktionslinien in anderen Sektoren haben Mühe, 50% OEE zu überschreiten. Intelligente, vernetzte Systeme können potenzielle Probleme identifizieren und erkennen, so dass die Produktionslinien effektiver laufen können und jegliche Wartung geplant werden kann.

Agile (Agil) – Da sich die Produktionsbedürfnisse schnell ändern, benötigen die Hersteller agile Lösungen, um den sich ändernden Marktanforderungen gerecht zu werden. Systeme müssen daher in der Lage sein, die Produktion schnell an diese Veränderungen anzupassen.

Responsibility (Verantwortungsbewusst) – Die Hersteller tragen in zunehmendem Maße Verantwortung sowohl für die Umwelt in Bezug auf die verwendeten Rohstoffe als auch vertraglich in Bezug auf die Lieferung des richtigen Produkts, pünktlich und in der richtigen Menge.

3. IIoT-Intelligenz und intelligente Konnektivität in Fabriken zusammenführen mit Moxa

Die intelligente Fabrik von Moxa bietet eine einfach zu implementierende Architektur, die den Datenfluss von den Geräten zur Fabrik erleichtert und eine einfache und sichere Datenerfassung und -analyse ermöglicht.

  • Nicht angeschlossene Geräte anschließen

Wo ältere Feldgeräte nicht an das Hauptnetzwerk angeschlossen sind, müssen Administratoren oft manuelle Wartungsarbeiten durchführen oder mögliche Upgrades der Ausrüstung in Betracht ziehen. Da dies zeitaufwändig, kostspielig und ineffizient ist, ist eine umfassende Lösung erforderlich, die aus Remote-E/As, industriellen Ethernet-Switches und drahtlosen Geräten besteht, um eine nahtlose Konnektivität ohne Kostenaufwand zu gewährleisten.

Moxa bietet eine solche Lösung mit der E/A-Serie ioLogik an, die sicherstellt, dass alle Geräte mit dem Netzwerk verbunden und effektiv überwacht werden können. E/A-Techniker sind in der Lage, den Status von nicht seriellen Altgeräten aus der Ferne zu überwachen, indem sie verschiedene Kommunikationsschnittstellen und verschiedene E/A-Eingänge verwenden, um Echtzeit-Maschinendaten bereitzustellen.

Sobald alle Geräte an das Netzwerk angeschlossen sind, ermöglicht Moxa den Benutzern, die Konnektivität in der Fabrik auf zwei Arten zu verbessern:

  1. Moxa Turbo Roaming-Technologie– ermöglicht ununterbrochene drahtlose Verbindungen, da die Handover-Zeiten, die die Konnektivität beeinträchtigen, dank MIMO-Antennen stark reduziert werden.
  2. AeroMag technology– erstellt einfache, sichere und fehlerfreie drahtlose Konfigurationen zur Optimierung der drahtlosen Leistung.
  • IIoT-Untelligenz

Es ist notwendig, eine zuverlässige Verbindung zwischen der operativen Technologie (OT) und der Informationstechnologie (IT) zu gewährleisten, um die operative Effizienz zu optimieren und die Gewinne zu maximieren. Moxa bietet umfassende industrielle Edge-to-Cloud-Konnektivitätslösungen, die die OT- und die IT-Welt im Rahmen des Industrial Internet of Things (IIoT) zusammenführen.

Moxa stellt auch sicher, dass die Implementierung Ihrer Lösungen so einfach wie möglich ist, damit Techniker und Ingenieure diese Technologie mit minimaler Unterbrechung einsetzen können. Moxa verfügt über eine Web-GUI, einen Schritt-für-Schritt-Assistenten und Massenkonfigurations-Tools, damit die Benutzer nicht jedes Gerät einzeln konfigurieren müssen. Darüber hinaus können die IIoT-Edge-Gateways von Moxa zur Erweiterung ihrer IT-Infrastruktur und zur Ermöglichung von OT-Datenkonnektivität mit Cloud-Diensten führender Marken wie Microsoft, AWS und Alibaba integriert werden.

Um mehr darüber zu erfahren, wie das IIoT Ihr Unternehmen mit Moxa verändern kann, sehen Sie sich das folgende Video an:

4. Mit Eaton Maschinen und Systeme für das IoT vorbereiten

Industrie 4.0 bietet Systemingenieuren kleiner und mittlerer Unternehmen eine großartige Gelegenheit, ihren Maschinenpark für das IoT zu verbessern. Bei der Entwicklung neuer Maschinen werden diese von Anfang an zunehmend mit Ethernet-basierten Feldbussystemen ausgestattet. Dies ermöglicht die effektive Verwaltung riesiger Datenmengen und bereitet moderne Maschinen und Systeme auf das IoT vor.

Eaton hat den OPC Unified Architecture Standard (UA) integriert, um die Kommunikation zwischen Maschinen und der Cloud über einzelne Maschinenkomponenten zu ermöglichen. Auf diese Weise können sowohl bestehende als auch neue Designs IoT-fähig gemacht und auf kostengünstige Weise in intelligente Fabriken integriert werden. Mit dem OPC-UA wird eine einfache Kommunikation zwischen den Maschinen ermöglicht:

  • mehrere Maschinen (M2M)
  • Maschinen und Werksleiter (M2Factory)
  • Maschinen und die Cloud (M2Cloud)

Die Ethernet-Kommunikation ist immer noch sehr heterogen, und die Zusammenlegung verschiedener Maschinen verschiedener Hersteller führt in der Regel zu erheblichen Integrationskosten. OPC-UA etabliert sich jedoch mittlerweile als sicherer und zuverlässiger Datenaustauschstandard für die hersteller- und plattformunabhängige industrielle Kommunikation.

Chris Pack, Field Product Manager bei Eaton UK.

Zu den Hindernissen bei der Vorbereitung von Maschinen und Systemen für das IoT gehören die Kosten für intelligente Maschinen sowie Sicherheitsbedenken aufgrund komplexerer Systeme und riesiger Datenmengen. Eaton überwindet diese Bedenken, indem es Unternehmen ermutigt, Komponenten zu verwenden, die Teilprozesse unabhängig steuern, so dass bestehende Maschinen für Industrie 4.0 aktualisiert und verbessert werden können. Was die Sicherheit betrifft, so schafft Eatons intelligentes Verkabelungs- und Kommunikationssystem vollständig geschlossene, manipulationssichere Konfigurationen, so dass die Sicherheit der Komponenten bis zur Cloud durchgängig gewährleistet ist.

Industrie 4.0 und die technologischen Fortschritte, die es verspricht, sind enorm. Zwar sind Sensoren, die Cloud und KI-Algorithmen allesamt unverzichtbar, doch nur wenn sie kombiniert werden, lassen sich Lösungen für die Praxis realisieren. Industrie 4.0 ist die Zukunft, und durch die Übernahme der Konzepte, Systeme und Maschinen, die von diesen führenden Marken befürwortet werden, können Unternehmen in das “Internet of Things – IoT” integriert und darauf vorbereitet werden, alles zu nutzen, was Industrie 4.0 zu bieten hat.

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