Industrie 4.0, die vierte industrielle Revolution, bezieht sich auf die Automatisierung und den Datenaustausch in Fertigungstechnologien. Sie integriert moderne Technologien wie das Internet der Dinge (IoT), künstliche Intelligenz (KI), Big Data, Cloud Computing und cyber-physische Systeme, um intelligente Fabriken zu schaffen. Miteinander verbundene Maschinen kommunizieren und treffen dezentrale Entscheidungen, um die Effizienz zu verbessern, Ausschuss und Verschwendung zu reduzieren und die Produktivität durch Echtzeitdaten und erweiterte Analysen zu steigern.
Das Fundament für Industrie 4.0 besteht im Aufbau eines digitalen Fertigungsökosystems, das die Flexibilität verbessert, Marktanforderungen erfüllt und Innovationen im Produktionsprozess fördert. Diese Integration physischer und digitaler Technologien ermöglicht eine höhere Präzision und die Individualisierung von Produkten. Darüber hinaus fördert sie die Nachhaltigkeit durch Optimierung der Ressourcennutzung und die Senkung des Energieverbrauchs und richtet die Fertigung an Umweltzielen aus.
Die digitale Transformation in der Fertigung hilft Fertigungsunternehmen, ihre Abläufe zu optimieren, die Produktqualität zu verbessern und Ausfallzeiten zu reduzieren. Sie ermöglicht Echtzeitüberwachung und vorausschauende Wartung, sodass Unternehmen schneller auf Marktanforderungen reagieren, Kosten senken und sich einen Wettbewerbsvorteil sichern können.
Die digitale Transformation ermöglicht auch eine nahtlose Zusammenarbeit und den Austausch von Daten zwischen Abteilungen und Lieferketten, um die Entscheidungsfindung zu verbessern und Prozesse zu optimieren. Letztendlich fördert die digitale Transformation optimale betriebliche Prozesse, damit Fertigungsunternehmen in einer zunehmend digitalen und vernetzten Umgebung erfolgreich sein können.
Die digitale Transformation in der Fertigung, oft auch als Industrie 4.0 bezeichnet, umfasst die Anwendung von Technologien wie künstlicher Intelligenz, Automatisierung und Robotik, additive Technologie und Mensch-Maschine-Interaktion.
Durch die Vernetzung von Menschen, Prozessen und Daten können Fertigungsunternehmen die Entscheidungsfindung verbessern, die Produktivität und Innovation steigern und gleichzeitig die Qualitätskontrolle und eine angemessene Produktvalidierung sicherstellen.
Die digitale Transformation in der Fertigung kann den Durchsatz steigern, indem sie Prozesse optimiert, Arbeitsabläufe verbessert und Technologien wie Automatisierung und KI für eine bessere Koordination und eine schnellere Produktion einsetzt.
Fortschrittliche Analysen und Echtzeitüberwachung helfen bei der schnellen Erkennung und Behebung von Problemen, was zu einer besseren Produktqualität und weniger Ausfallzeiten führt.
Die digitale Transformation in der Fertigung fördert Innovationen und führt so zu neuen Produkten, Dienstleistungen und Geschäftsmodellen. Technologien wie das Internet der Dinge unterstützen Fertigungsunternehmen bei der Entwicklung vernetzter Produkte und der Bereitstellung von Mehrwertdiensten, wodurch neue Einnahmequellen entstehen.
Hier sind einige Top-Trends der digitalen Transformation in der Fertigung, die das Engagement der Branche für Innovation, Effizienz und Nachhaltigkeit im Umfeld der digitalen Transformation widerspiegeln.
Angesichts des harten Wettbewerbs planen Fertigungsunternehmen, ihre Investitionen in Software deutlich zu erhöhen, insbesondere in Bereiche wie Business Intelligence und Analysen.
Der Einsatz von digitalen Zwillingen (Englisch), also virtuellen Modellen physischer Systeme, wird signifikant zunehmen. Diese digitalen Simulationen ermöglichen eine Überwachung und Optimierung in Echtzeit und damit die Steigerung der Gesamteffizienz und Reduzierung von Ausfallzeiten.
Ein wichtiger Trend ist die Umwandlung traditioneller Fertigungseinrichtungen in intelligente Fabriken (Englisch). Durch die Integration von Technologien wie des Internets der Dinge und KI werden Prozesse und Arbeitsabläufe auf der Grundlage von Echtzeitdaten automatisiert.
Es wird erwartet, dass die Blockchain-Technologie die Herausforderungen der Lieferkette bewältigen wird, indem sie mehr Transparenz, Sicherheit und Rückverfolgbarkeit bietet.
Die Cloud-fähige digitale Transformation in der Fertigung bezieht sich auf den Prozess, bei dem Cloud-Computing-Technologie genutzt wird, um die Art und Weise zu verändern, wie Hersteller arbeiten und ihren Kunden einen Mehrwert bieten.
Autodesk Fusion erleichtert die Cloud-fähige digitale Transformation durch Vernetzen von Daten, Menschen und Prozessen. Fertigungsunternehmen erhalten Zugriff auf die Tools, die sie benötigen, um ihren Kunden, Mitarbeitern und Projektbeteiligten einen Mehrwert zu bieten, indem sie Silos aufbrechen und Unternehmen bei der intelligenteren Zusammenarbeit unterstützen.
Autodesk Fusion spielt eine wichtige Rolle bei der digitalen Transformation in der Fertigung, indem es Fertigungsunternehmen dabei unterstützt, ihre Prozesse zu optimieren, Innovationen schneller umzusetzen und in der sich rasant weiterentwickelnden Fertigungslandschaft wettbewerbsfähig zu bleiben.
Mit integrierten Werkzeugen gelangen Sie effizienter vom Konzept zur Produktion. Gewährleisten Sie jederzeit Zugriff auf die neuesten Entwürfe, reduzieren Sie Fehler und sorgen Sie während des gesamten Projekt-Lebenszyklus für eine einheitliche Vision.
Von detaillierten modellbasierten Definitionen bis hin zu Versionskontrolle, Materialspezifikationen und vielem mehr: In Fusion stehen Daten an erster Stelle. Durch die Integration dieser Daten in greifbare Prozesse wie Blechfertigung, 3D-Druck und maschinelle Bearbeitung wird das Produktdesign auf höchstes professionelles Niveau gebracht.
Fusion integriert nachhaltige Entwurfsverfahren, sodass Ingenieure fundierte Entscheidungen treffen können, die die Umweltauswirkungen ihrer Konstruktionen berücksichtigen.
Durch die Integration von Informationen oder Prozessen von unseren Partnern wie Haas Automation, Cadence, Ansys und Send Cut Send profitieren Anwender von einem ganzheitlichen Ansatz für die Produktentwicklung, der effizientere Arbeitsabläufe ermöglicht und Innovationen fördert.
Cloudbasierte Produktentwicklungsplattform für CAD, CAM, CAE und Leiterplatten in 3D.
Verwalten Sie die Produktion, reduzieren Sie Ausfallzeiten und minimieren Sie Ausschuss von jedem Gerät aus.
PLM in der Cloud für optimierte Arbeitsabläufe und verbesserte Zusammenarbeit zwischen Teams, Partnern und Zulieferern
Verbesserung von Entwurfs-, Fabrik- und Außendienstprozessen durch digitale Technologien, um die Effizienz zu steigern und Kosten zu senken
Produktinnovation und verbesserte Bereitstellung von Dienstleistungen durch den Einsatz digitaler Tools für schnellere Iterationen, bessere Qualität und vorausschauende Wartung
Identifizierung und Verfolgung von Wachstum durch höhere Fabrikeffizienz, neue Servicemodelle und besseres Management der Produktkomplexität
Einsatz von Technologie zur Schaffung herausragender Kundenerlebnisse und zur Förderung einer Kultur der Zusammenarbeit, die neue Technologien und Prozesse für eine erfolgreiche digitale Transformation einbezieht
– Alexander Zetterer, Geschäftsführer, ZETTERER Präzision GmbH
– Steve Milanoski, Leiter der Abteilung Advanced Manufacturing, Romar Engineering
– Pedro Costa, Produktmanager, Termobrasa
Mit der Einführung von Computern in den 1950er-Jahren begann die digitale Transformation in der Fertigungsindustrie. In den 1960er-Jahren wurden CNC-Maschinen eingeführt, die eine automatische Steuerung der Bearbeitungswerkzeuge ermöglichten.
In den 1970er-Jahren waren speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) auf dem Vormarsch, die die Automatisierung von Fertigungsprozessen ermöglichten. CAD und CAM kamen auf den Markt, und in Produktionsstraßen wurde vermehrt auf Robotertechnik gesetzt.
Das Konzept von CIM entstand, und es wurden ERP-Systeme entwickelt, um Fertigungsprozesse zu integrieren. Mit der Nutzung des Internets begann auch die Vernetzung von Fertigungsprozessen. In den 2000er-Jahren kamen das Internet der Dinge, Big-Data-Analysen und Cloud Computing hinzu.
Industrie 4.0 war geprägt von der Integration von cyber-physischen Systemen, dem Internet der Dinge, Cloud Computing und Cognitive Computing. Industrie 4.0 hat zur Entstehung intelligenter Fabriken geführt, in denen Maschinen und Systeme in Echtzeit miteinander und mit Menschen kommunizieren und kooperieren. Die additive Fertigung (3D-Druck) hat sich immer mehr durchgesetzt und ermöglicht eine schnelle Prototyperstellung und kundenspezifische Produktion. Darüber hinaus werden Erweiterte Realität (AR) und Virtuelle Realität (VR) jetzt für Schulungen, Wartungen und Konstruktionsvisualisierungen eingesetzt.
Die digitale Transformation in der Fertigung wird sich weiter entwickeln, angetrieben durch den technologischen Fortschritt und die Nachfrage nach mehr Effizienz, Flexibilität und Nachhaltigkeit. Fortschritte bei künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) werden die Fertigungsprozesse weiter optimieren. Die Einführung der 5G-Technologie wird die Konnektivität verbessern und fortschrittliche Anwendungen im Rahmen des Internets der Dinge ermöglichen. Eine nachhaltige Fertigung wird zunehmend wichtiger, wobei digitale Technologien helfen, Abfall und Energieverbrauch zu reduzieren. Digitale Zwillinge ermöglichen eine verbesserte Simulation, Analyse und Optimierung von Prozessen.
Viele Hersteller verlassen sich auf veraltete Systeme, die nicht mit den modernen digitalen Technologien kompatibel sind. Der Umstieg auf neue, vernetzte Plattformen ist oft komplex und teuer. Um eine nahtlose Integration bei gleichzeitiger Wahrung der Betriebskontinuität zu erreichen, sind sorgfältige Planung, erhebliche Investitionen und gelegentlich eine vollständige Überholung der Infrastruktur erforderlich.
Die Einführung digitaler Technologien erfordert Fachkräfte, die mit Datenanalysen, dem Internet der Dinge, KI und Cybersicherheit vertraut sind. Fertigungsunternehmen stehen häufig vor einem Fachkräftemangel, da es ihren derzeitigen Mitarbeitern möglicherweise an diesen digitalen Kompetenzen mangelt. Investitionen in Weiterbildungsprogramme und die Gewinnung neuer Talente mit den nötigen Fähigkeiten sind unerlässlich, können aber auch herausfordernd und zeitaufwändig sein.
Da Fertigungsunternehmen zunehmend auf digitale Technologien setzen, werden sie anfälliger für Cyberbedrohungen. Der Schutz sensibler Daten, des geistigen Eigentums und kritischer Infrastrukturen vor Cyberangriffen ist ein wichtiges Anliegen. Die Implementierung robuster Cybersicherheitsmaßnahmen, die kontinuierliche Überwachung von möglichen Bedrohungen und die Gewährleistung der Compliance mit Sicherheitsstandards können komplex und ressourcenintensiv sein.
Erfahren Sie mehr über die digitale Transformation im Kontext der Fertigung, einschließlich aktueller Trends und Möglichkeiten zur Überwindung von Hindernissen.
Fusion ist nicht einfach nur ein weiteres Tool, sondern der Grundstein für die digitale Transformation und für eine effiziente Produktentwicklung in Unternehmen, unabhängig von deren Erfahrung. Erfahren Sie, warum Fusion die einzige Lösung für die digitale Transformation in der Fertigung ist, die Sie brauchen.
Erfahren Sie, wie cloudbasierte Tools für die digitale Transformation wie Autodesk Fusion den Weg zur Digitalisierung im Fertigungsbereich weisen.
Die digitale Transformation in der Lieferkette bezieht sich auf die Implementierung digitaler Tools, Technologien und Strategien zur Steigerung der Effizienz und zur Optimierung des gesamten Ökosystems der Lieferkette. Es geht darum, eine Vision dafür zu entwickeln, wie digitale Anwendungen den Service, die Kosten, die Agilität und den Lagerbestand verbessern können, und um die konsequente Implementierung von Prozess- und Organisationsänderungen, die diese Technologien zur Steigerung der betrieblichen Exzellenz nutzen.
Die digitale Transformation des Internets der Dinge bezieht sich auf die Verwendung von vernetzten Geräten, die Daten aus der physischen Welt erfassen und in nützliche Informationen umwandeln. Dies führt zu einer verbesserten betrieblichen Effizienz und neuen Möglichkeiten für geschäftliche Innovationen. Die digitale Transformation des Internets der Dinge ist die Integration von IoT-Technologien in Geschäftsmodelle und Strategien, was zu verbesserter Leistung, erhöhter Produktivität und kundenorientierten Innovationen führt. So wird die Art und Weise, wie Unternehmen arbeiten, transformiert.
Die digitale Transformation ist für die Fertigungsindustrie aus verschiedenen Gründen von entscheidender Bedeutung:
Die cloudbasierte digitale Transformation verbessert den Datenzugriff und die Zusammenarbeit, erleichtert den Informationsaustausch in Echtzeit, beseitigt Datensilos und verbessert die Analysefunktionen in allen Bereichen des Unternehmens. Dadurch verringert sich der Bedarf an umfangreicher Infrastrukturwartung, und IT-Teams können sich auf Innovationen konzentrieren. Die Cloud-Technologie verbessert auch das Kundenerlebnis, indem sie fortschrittliche Technologien wie Chatbots, Augmented Reality, Internet der Dinge und maschinelles Lernen ermöglicht.
Die digitale Transformation in der Fertigung verschafft Fertigungsunternehmen einen Wettbewerbsvorteil, indem sie die Betriebsabläufe von Grund auf erneuert und so die Effizienz und Effektivität steigert. Sie verbessert das Kundenerlebnis erheblich, indem sie die Erwartungen moderner Verbraucher an nahtlose, schnelle und digitale Interaktionen erfüllt. Durch die Digitalisierung können Unternehmen Daten effektiver erfassen und analysieren und die datengestützte Entscheidungsfindung für effektivere Strategien und verbesserte Geschäftsergebnisse erleichtern. Die digitale Transformation ermöglicht eine schnelle Reaktion auf Marktveränderungen oder Kundenwünsche und stärkt so die Widerstandsfähigkeit. Die digitale Transformation fördert auch die Innovationskraft, indem sie Unternehmen dazu motiviert, ihre Prozesse, Produkte und Dienstleistungen zu überdenken und so neue Wachstumschancen zu erschließen.
Hier sind fünf Beispiele für die Digitalisierung in der Fertigung:
1. Vorausschauende Wartung: Fertigungsunternehmen nutzen IoT-Sensoren und Algorithmen für maschinelles Lernen, um den Zustand von Anlagen in Echtzeit zu überwachen. Dies ermöglicht es ihnen, potenzielle Ausfälle vorherzusagen, Wartungsarbeiten proaktiv zu planen und ungeplante Ausfallzeiten zu minimieren, wodurch die betriebliche Effizienz gesteigert wird und Kosten gesenkt werden.
2. Intelligente Fabriken: Intelligente Fabriken nutzen vernetzte Systeme, Robotik und Automatisierung, um Produktionsprozesse zu optimieren. Das Elektronikwerk von Siemens in Amberg beispielsweise nutzt das Internet der Dinge, KI und Robotik, um eine hochgradig automatisierte und effiziente Fertigungsumgebung zu schaffen, was zu kürzeren Durchlaufzeiten und höherer Produktqualität führt.
3. Additive Fertigung (3D-Druck): Die additive Fertigung ermöglicht eine schnelle Prototyperstellung und eine kundenspezifische Produktion. Unternehmen wie General Electric (GE) nutzen den 3D-Druck zur Herstellung komplexer Flugzeugtriebwerkskomponenten. Er ermöglicht schnellere Entwurfsiterationen, weniger Materialverschwendung und die Herstellung komplexer Bauteile, was mit herkömmlichen Methoden nicht möglich wäre.
4. Digitale Zwillinge: Digitale Zwillinge sind virtuelle Nachbildungen physischer Systeme, mit denen Hersteller Prozesse simulieren, analysieren und optimieren können. Rolls-Royce beispielsweise nutzt digitale Zwillinge, um die Leistung seiner Triebwerke zu überwachen und zu optimieren, und um Wartungspläne, Kraftstoffeffizienz und die Lebensdauer der Triebwerke zu verbessern.
5. Transparenz der Lieferkette: Die Digitalisierung verbessert die Transparenz und Integration der Lieferkette. Tesla beispielsweise verwendet eine digitale Plattform für die Verwaltung der Lieferkette, was die Verfolgung von Bauteilen und Materialien in Echtzeit ermöglicht, die Bestandsverwaltung verbessert und die pünktliche Lieferung von Komponenten sicherstellt. Diese Integration hilft Tesla, schnell auf Nachfrageänderungen zu reagieren und Produktionsprozesse zu optimieren.
Diese Beispiele verdeutlichen, wie die Digitalisierung die Effizienz, Qualität und Innovationskraft in der Fertigungsbranche erheblich verbessern kann.
Die digitale Transformation in der Fertigung umfasst die Integration digitaler Technologien in alle Aspekte des Fertigungsprozesses, wodurch sich die Art und Weise, wie Produkte entwickelt, produziert und geliefert werden, grundlegend verändert. Sie umfasst die Einführung fortschrittlicher Technologien, darunter das Internet der Dinge, KI, maschinelles Lernen, Robotik, Cloud Computing, Big-Data-Analysen und digitale Zwillinge zur Steigerung von Effizienz, Produktivität und Innovation. Zu den wichtigsten Aspekten zählen Prozessoptimierung durch Automatisierung, Datenerfassung und -analysen in Echtzeit für eine bessere Entscheidungsfindung sowie die Realisierung von intelligenten Fabriken, in denen Maschinen und Systeme nahtlos miteinander kommunizieren. Dazu gehören auch die Beschleunigung von Produktinnovationen, die Verbesserung der Integration der Lieferkette für eine bessere Koordination und Bestandsverwaltung sowie die Verbesserung des Kundenerlebnisses durch personalisierte Produkte und Dienstleistungen. Darüber hinaus fördert die digitale Transformation die Nachhaltigkeit durch die Reduzierung von Abfällen und die Optimierung des Energieverbrauchs. Diese Transformation ist für Fertigungsunternehmen von entscheidender Bedeutung, um in einer zunehmend digitalen und vernetzten Welt wettbewerbsfähig und agil zu bleiben und auf Marktveränderungen reagieren zu können.
Die fünf wichtigsten Lösungen für die digitale Transformation in der Fertigung sind:
1. Industrielles Internet der Dinge: Das industrielle Internet der Dinge umfasst die Vernetzung von Maschinen, Geräten und Sensoren innerhalb der Fertigungsumgebung, um Echtzeitdaten zu erfassen und zu analysieren. Diese Konnektivität steigert die betriebliche Effizienz, ermöglicht eine vorausschauende Wartung und verbessert die Entscheidungsfindung, indem sie wertvolle Einblicke in den Produktionsprozess liefert.
2. Robotik und Automatisierung: Der Einsatz moderner Robotik- und Automatisierungstechnologien optimiert Fertigungsprozesse, erhöht die Präzision und senkt die Personalkosten. Kollaborative Roboter (Cobots) können mit Menschen zusammenarbeiten und so die Produktivität und Sicherheit in der Fabrikhalle erhöhen.
3. Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML): KI und maschinelle Lernalgorithmen analysieren große Datenmengen, um Produktionspläne zu optimieren, die Qualitätskontrolle zu verbessern und eine vorausschauende Wartung zu ermöglichen. Diese Technologien helfen Herstellern, Muster und Trends zu erkennen, was zu einer fundierten Entscheidungsfindung und höherer Effizienz führt.
4. Technologie für digitale Zwillinge: Digitale Zwillinge sind virtuelle Nachbildungen physischer Systeme, mit denen Hersteller Prozesse simulieren, analysieren und optimieren können. Durch die Erstellung digitaler Zwillinge von Anlagen, Produktionslinien oder ganzen Fabriken können Fertigungsunternehmen Szenarien testen, Ergebnisse vorhersagen und datengestützte Verbesserungen vornehmen, ohne den tatsächlichen Betrieb unterbrechen zu müssen.
5. Cloud Computing und Big-Data-Analysen: Cloud Computing bietet eine skalierbare Speicher- und Rechenleistung, mit der Hersteller große Datenmengen verwalten und analysieren können. Big-Data-Analysewerkzeuge helfen dabei, Erkenntnisse aus diesen Daten zu gewinnen, Prozesse zu optimieren, das Lieferketten-Management zu verbessern und die betriebliche Effizienz insgesamt zu steigern.
