Industrie 4.0 | Die L-mobile Smart Factory Lösungen

Industrie 4.0 bezeichnet die umfassende Digitalisierung in der Industrie. Mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologie werden Maschinen und Produktionsprozesse intelligent vernetzt. Das Ziel von Industrie 4.0 ist eine Produktionsumgebung, die sich im Idealfall ohne menschlichen Eingriff selbst organisiert. Dieses skizzierte Industrie 4.0 Szenario wird häufig als Smart Factory oder auch als digitale Fabrik bezeichnet. Die Kernkomponenten der Smart Factory sind cyber-physische Systeme (CPS), welche für die Kommunikation zwischen realen und virtuellen Komponenten verantwortlich sind. Sie bilden die Schnittstelle zwischen der Hardware und der eingesetzten Technologien in der Smart Factory und fungieren im Sinne von Industrie 4.0 der intelligenten Vernetzung von Maschinen und Produkten.

Aber was genau verbirgt sich hinter dem Begriff Industrie 4.0 und welche Bereiche werden innerhalb der digitalen Transformation vereint?

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Industrie 4.0 Die vierte industrielle Revolution sorgt für digitale Transformation in Produktions- und Arbeitswelt

Das 21. Jahrhundert ist geprägt von der vierten industriellen Revolution – kurz Industrie 4.0. Der digitale Wandel betrifft aber nicht nur die industrielle Entwicklung weiterer Technologien, wie Augmented Reality, IIoT, RFID, UWB, BLE oder Cloud. Industrie 4.0 und die damit einhergehende digitale Transformation beschreibt gleichfalls die geänderte Produktions- und Arbeitswelt.

Neben der zunehmenden Vernetzung und Schaffung neuer Kommunikationsformen für eine verbesserte globale Arbeitsweise, werden in der 4. Industriellen Revolution selbst Werkzeuge, Hilfsmittel und Verpackungen durch Barcodes ans Internet angeschlossen. Das Ziel der digitalen Transformation ist es, bestehende Prozesse zu erleichtern und schneller und präziser auf die Bedürfnisse des Absatzmarktes eingehen zu können. Wer nun denkt, dass sich der Einsatz von Industrie 4.0 nur auf die Automatisierung von Produktionsprozessen beschränkt, der liegt falsch. Der digitale Wandel betrifft gleichfalls Technologiebereiche zur Konnektivität und Kommunikation, der Interaktion zwischen Mensch und Maschine, wie auch der Analyse von Daten und der künstlichen Intelligenz. Somit steigen im Zuge des digitalen Wandels auch die Ansprüche an hoch qualifiziertem Personal. Mit der Digitalisierung entstehen neue Geschäftsbereiche und –Modelle. Routineaufgaben werden künftig von Maschinen übernommen, der Mensch übernimmt das Planen, Organisieren und Ausdenken.

Die erzeugten intelligenten Wertschöpfungsketten und Produktlebenszyklen reichen von der Entwicklung, über die Lagerlogistik, Montage, und Produktauslieferung bis hin zur Instandhaltung. Durch den ununterbrochenen Datenaustausch zwischen Mensch und Maschine werden kontinuierlich Daten gesammelt. Die Analyse verhilft Unternehmen wiederum dabei eventuelle Schwachstellen innerhalb der einzelnen Prozesse aufzudecken, um so im Umkehrschluss die bestehenden Automatisierungskonzepte noch präziser anzupassen. Doch wozu benötigen wir immer neue Automatisierungskonzepte? – Für uns, die Verbraucher. Als Konsumenten fordern wir zunehmend nach Einzelteilen und immer seltener Massenware.

Industrie 4.0 und die Automatisierung von Produktionsprozessen

Wie kann die Smart Factory umgesetzt werden?

Um dem Wunsch nach einer Individualfertigung nachkommen zu können, benötigt es intelligente Automatisierungskonzepte, welche die digitale Fabrik dazu befähigt, bei jedem Bauteil selbst zu entscheiden, welchen Weg es nimmt und von welcher Maschine es bearbeitet werden muss. So sind beispielsweise Vorreiter innerhalb des produzierenden Gewerbes schon heute in der Lage, durch die Automatisierung von Produktionsprozessen, bei Bedarf bezahlbare Individualprodukte und Kleinserien so kostengünstig zu produzieren, wie sonst nur in der Massenproduktion. Darüber hinaus kann mit einer Smart Factory die Mass Customization, also die kundenindividuelle Massenproduktion durch die Angabe der Ziele wie Menge, Abmessungen und Funktion eines Produkts realisiert werden. Die intelligente Produktion findet hier selbstständig die optimalen Fertigungsschritte und Produktionsprozesse und meldet die abgeschlossenen Arbeitsschritte automatisch zurück.

Um eine intelligente und vernetzte Produktion realisieren zu können, muss zunächst jedes Produkt und jedes Bauteil mit Sensor-, Prozessor- und Funktechnik ausgestattet werden, um einen kontinuierlichen Datenaustausch im Sinne der Smart Factory sicherzustellen. Durch den Einsatz von AutoID-Technologien, wie beispielsweise RFID, BLE oder UWB, werden die so gekennzeichneten Teile zu sogenannten Smart Products, welche die für die Fertigung benötigten Informationen selbst mit der Smart Factory teilen. Anhand dieser Informationen kann in einer Industrie 4.0 Umgebung eine Automatisierung der Produktionsprozesse bis zum gewünschten Endprodukt erfolgen.

Digital, automatisiert und transparent – viele Unternehmen möchten Ihre Fertigungsprozesse dahingehend optimieren, um in einer modernen und zukunftssicheren Fertigung im Rahmen der Industrie 4.0 produzieren zu können. Doch wie gelingt die digitale Transformation hin zur smart factory? Wie Sie mit der richtigen Strategie und Technologien die Digitalisierung der Produktion vorantreiben haben wir für Sie in 4 Schritten hin zur Fabrik der Zukunft in unserem kostenlosen Whitepaper zusammengefasst.

Digitale Transformation

In 4 Schritten zur Fabrik der Zukunft

Whitepaper: Digitale Transformation - In 4 Schritten zur Fabrik der Zukunft

Weitere Vorteile einer Smart Factory

schlanke und optimierte Prozesse

geringere Produktionskosten

kürzere Produktionszeiten

Produktion von Individualprodukten zu Preisen von Massenprodukten

Steigerung der Produktivität

niedrigere Lagerhaltungskosten

geringerer Personalaufwand in der Produktion

transparente Lieferkette

höhere Flexibilität in der Produktion

verbrauchsgesteuerte Versorgung der Produktion

gesteigerte Liefertreue

agile Reaktion des Produktionsprozesses auf Schwankungen im Marktbedarf

Modulares MES von L-mobile für eine gläserne Industrie 4.0 Produktion

L-mobile erleichtert Ihnen mit dem modularen MES die Planung, Abstimmung und Analyse Ihrer Abläufe in der Produktion und führt Sie so zu optimierten Prozessen für eine vernetzte Produktion. Unsere digitalen Lösungen für die gläserne Produktion schaffen eine unternehmensübergreifende Vernetzung, bei der alle Prozesse der Wertschöpfungskette – intern sowie extern – eingeschlossen sind und somit eine einheitliche und durchgängige Datenbasis geschaffen wird. Auf dem Weg zur Smart Factory unterstützen wir Sie mit neuesten Auto-ID-Technologien, um Ihre intelligente Produktion komplett zu automatisieren. Auf diese Weise steuern sich die Produkte und Aufträge „von selbst“ von Bearbeitungsschritt zu Bearbeitungsschritt durch die Fertigung und die Logistik. Damit möchten wir Sie und Ihr Unternehmen bestmöglich unterstützen und Fehlerquellen sowie Verschwendung eliminieren.

Aufgrund der offenen Gestaltung aller namhaften ERP-Systeme, ist die Integration unsere Industrie 4.0 Lösungen in Ihr vorhandenes ERP-System eine Leichtigkeit und in kürzester Zeit realisierbar. Ferner sind unsere MES Lösungen in der Lage, sich in die ERP-Systeme bidirektional zu integrieren. Sie können die MES-Systeme aber auch als Software as a Service (SaaS) nutzen oder Sie betreiben sie in Ihrem eigenen Rechenzentrum (Basis VM-Ware). Die Informationen zu Material, Arbeitsgängen und Werkzeuge inklusive Liefertermin Ihrer digitalen Fabrik stehen Ihnen und Ihren Mitarbeiter jederzeit auf den mobilen Geräten in Echtzeit zur Verfügung. Durch unsere modularen MES-Systeme wird Smart Factory zur Realität, denn wir lassen nicht nur unsere eigenen Lösungen miteinander kommunizieren, sondern sind auch in der Lage Ihre bestehenden Systeme miteinander zu vernetzen.

Supply Chain 4.0: Die digitale Logistik ist die Basis für Industrie 4.0

Papierlose Prozess- und Auftragsabwicklung durch den Einsatz digitaler Lagerverwaltungssysteme (LVS) sorgen für mehr Transparenz in der Supply Chain. Nur durch die Automatisierung und Optimierung des Materialflusses und des Ressourceneinsatzes kann die erforderliche Grundlage für Industrie 4.0 geschaffen werden. Wer nun aber glaubt, dass Logistik 4.0 ein einmaliger Entstehungsprozess ist, der täuscht sich. Immer neue und innovativere Industrie 4.0 Technologien sorgen dafür, dass die Digital Supply Chain noch einfacher und sicherer gestaltet werden kann. Digitalisierung und Automation innerhalb der Logistik 4.0 muss somit stets in der Lage sein, auf neue Anforderungen reagieren zu können. Die kontinuierliche Überwachung der Logistik und die daraus abgeleiteten Prognosen für die digitale Logistik sind der Schlüssel für Intralogistik 4.0.

Industrie 4.0 verbindet die Smart Factory mit der Lagerlogistik. Damit keine Stillstände in der vernetzten Produktion entstehen, darf die Lieferkette zwischen Lager und der digitalen Fabrik nicht unterbrochen werden. In der Supply Chain 4.0 unterstützen sogenannte LVS die Lageristen bei der Arbeit und sorgen unter anderem durch zeit- und wegeoptimierte Kommissionierverfahren, wie zum Beispiel Pick-by-Light, oder ein intelligentes Nachschubmanagement, wie e-kanban, für einen reibungslosen Warenfluss.

Intralogistik 4.0 wird durch die mobile Datenerfassung mit einem Barcodescanner in Kombination mit einem Lagerverwaltungssystem realisiert. Die kontinuierliche Rückmeldung der Informationen zu einzelnen Logistikprozessen innerhalb der Digital Supply Chain verhelfen Entscheider, präzise Vorhersagen zu Materialverfügbarkeit und Lieferfähigkeit treffen zu können. Unternehmen die bereits Logistik 4.0 im Einsatz haben, können sich deutliche Wettbewerbsvorteile schaffen. Gesenkte Lieferkosten, schnellere Lieferwege und maximale Lieferqualität bei weniger Ausfällen, Verzögerungen oder Reklamationen – Das sind die Vorteile einer digitalen Logistik.

Service Management 4.0: Predictive Maintenance und Fernwartung für eine sichere Instandhaltung

Defekte Maschinen sorgen für Stillstände in der Produktion. Im Störfall ist schnelle Hilfe gefragt. Wo früher Servicetechniker für jeden Servicefall einen Vor-Ort-Termin beim Kunden vereinbaren mussten, überwindet der technische Service 4.0 die räumliche Distanz und kann via Fernwartung viele Probleme schnell und kostengünstig dank moderner Industrie 4.0 Technologie beheben.

Neben der Fernwartung zählt auch die Instandhaltung der Anlagen und Maschinen eine zentrale Rolle im Industrie-Service 4.0. Jedes Unternehmen ist dazu verpflichtet, sichere Arbeitsmittel zur Verfügung zu stellen. Somit ist es von großer Bedeutung die vorgeschriebenen Prüffristen einzuhalten und die eingesetzten Maschinen und Anlagen rechtzeitig zu warten.

Um die Instandhaltung und die Servicetechnikereinsätze so effizient wie möglich zu gestalten, ermöglicht der Technische Service 4.0 durch die digitale Auftragserfassung, das automatische Erkennen der Anlagen vor Ort und die Schritt-für-Schritt-Anweisung innerhalb des Prüfprozesses für eine einfache und sichere Auftragsabwicklung. Im Anschluss eines jeden Servicetechnikereinsatzes wird der dazugehörige Prüfbericht automatisch erstellt und dem Kunden digital zur Verfügung gestellt. So wird stets eine transparente und lückenlose Prüfhistorie sichergestellt. Der Service 4.0 in der Instandhaltung geht sogar so weit, dass nach jeder abgeschlossenen Prüfung automatisch die nächste anstehende Prüfung bereits ermittelt und parallel der hierfür benötigte Prüfbericht generiert wird. Die sogenannte Predictive Maintenance, also die vorausschauende Wartung macht es einfach, die Instandhaltung zu organisieren und die notwendigen Pflichttermine zur Prüfung der Maschinen und Anlagen einzuhalten.

Service Management 4.0 in der Intralogistik

Service 4.0 spielt auch in der Logistik eine wichtige Rolle: Smart Services, oder auch Smart Products, beschreiben intelligente Dienstleistungen, um dem Kunden einen Mehrwert, wie auch eine Arbeitserleichterung zu verschaffen. Die Grundlage von Smart Services sind vernetzte Softwarelösungen, wie beispielsweise digitale Lagerverwaltungssysteme, kurz LVS, die wiederum in die einzelnen Serviceprozesse eingebettet sind.
Ein Beispiel für Smart Products im Service 4.0 der Intralogistik ist die Rückverfolgung. Durch die Kennzeichnung von Produkten und Hilfsmittel, wie Ladungsträgern, KLT’s und anderen Behältern mithilfe von Ortungssensorik oder RFID-Technologie, kann jedes gekennzeichnete Objekt innerhalb der Digital Supply Chain in Echtzeit lokalisiert werden. Somit ermöglichen Smart Services gleichfalls eine maximale Transparenz über die gesamte Lieferkette und unterstützen die Logistik 4.0 nicht nur bei der Echtzeit-Rückverfolgung der Warenbewegungen, sondern erhöht gleichfalls die Wettbewerbs- und Organisationsfähigkeit.

Reporting 4.0 ermöglicht die strukturierte und unternehmensübergreifende Kennzahlenanalyse

Wo gehobelt wird, da fallen Späne. Übertragen auf das Reporting 4.0 bedeutet dies so viel wie, wo digitalisiert wird, fallen auch Daten an. Die zunehmende Digitalisierung innerhalb von Industrie 4.0 ist auch bei der Management Ebene angekommen und treibt die Weiterentwicklung der Unternehmenssteuerung 4.0 voran. Um alle erhobenen Daten der verschiedenen Unternehmensbereiche zu sammeln und analysieren zu können, bedarf es intelligenter Auswertungstools, die Industrie 4.0 im Management unterstützen.

Damit anhand der Datenanalyse Handlungsempfehlungen und Prozessoptimierungen abgeleitet werden können, müssen die gesammelten Informationen zunächst transparent gebündelt und visualisiert werden. Hierzu bedient sich die Unternehmenssteuerung intelligenter Reporting Tools, welche in der Lage sind, sämtliche Daten in Echtzeit auszuwerten. Das Reporting 4.0 nutzt dabei verschiedene Visualisierungsformen, um die Prozessdarstellung zielgerichtet zu gestalten. Ist ein solches prozess- und ggf. unternehmensübergreifendes Kennzahlen-Reporting erstellt, kann die Unternehmenssteuerung anhand der Datenanalyse erkennen, ob bestehende Prozesse und Strukturen neu überdacht und eventuell neue Kompetenzen und Fähigkeiten aufgebaut werden müssen. Reporting 4.0 liefert an dieser Stelle die Grundlage für vollkommen neue Geschäftsmodelle und Services.

Reporting 4.0 – Produktion

Reporting 4.0 – Lagerlogistik

Reporting 4.0 – Service

IoT, Cloud bis hin zu Augmented-Reality –Industrie 4.0 Technologien sind die wichtigsten Arbeitsmittel für den Menschen

Mit Industrie 4.0 verändert sich nicht nur die Arbeitsumgebung, sondern auch die Art und Weise, wie die Menschen arbeiten. Innovative Unternehmen setzen schon heute auf mobile Lösungen, wodurch die Mitarbeiter sowohl untereinander, als auch mit Maschinen vernetzt sind. Neben dem Einsatz von RFID und verschiedenen Ortungstechnologien, wie UWB (Ultra Wideband) und BLE (Bluetooth Low Energy) zur Objektverfolgung, sorgen innovative Kommissionierverfahren wie Pick-by-Light für eine Reduzierung der logistischen Aufwände.
Augmented Reality bzw. Virtual Reality sind Industrie 4.0 Technologien der virtuellen Realität, die es Ihnen gestattet, ohne direkten physischen Kontakt zu den Anlagen virtuell auf alle Systeme einzuwirken. Bereits heute wird Augmented Reality in Form von Datenbrillen, auch Smart Glasses genannt, in der Lagerlogistik oder im Kundenaußendienst angewendet.

Das Internet of Things bildet die logische Erweiterung der virtuellen Welt. Diese Technologie 4.0 verbindet das Internet mit realen Objekten und ermöglicht die drahtlose Kommunikation zwischen Produkten und Anlagen. Sämtliche Gegenstände, die mit Sensoren ausgestattet sind, können so ihren physischen Zustand als Information in die Cloud fließen lassen. In der Cloud angekommen sorgen IoT oder auch IIoT Technologien dafür, dass physische und virtuelle Gegenstände miteinander vernetzt werden und so durch Informations- und Kommunikationstechniken in Echtzeit zusammenarbeiten können.

Die vierte industrielle Revolution stellt noch viele weitere Industrie 4.0 Technologien zur Erhebung von Echtzeitdaten und zur Digitalisierung von Geschäftsprozessen bereit. Ob wir heute bereits am Ender der technologischen Möglichkeiten angelangt sind oder ob uns ein neuer Wandel in die Zukunft begleiten wird, bleibt abzuwarten. Fest steht: Eine Smart Factory ist heute eine solide Basis für eine wettbewerbsfähige Produktionsumgebung. Neben den Klassikern wie Künstliche Intelligenz (KI) oder das bereits erwähnte (Industrial) Internet of Things (IIoT) gibt es zahlreiche weitere moderne Technologien, die in einer digitalisierten Produktion, aber auch in einer digitalisierten Lagerlogistik zum Einsatz komme können, um so u. a. Produktionskosten zu minimieren oder die Produktivität und Transparenz der Prozesse zu steigern.

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Pascal Löchner
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