INDUSTRIELLE AUTOMATISIERUNG

Industrielle Automatisierung: Bessere Ergebnisse durch bessere Daten

Die moderne industrielle Automatisierung ermöglicht fortschrittlichen Fertigungsunternehmen bessere Ergebnisse, sicherere Arbeitsbedingungen und einen stetigen Datenfluss als Grundlage für optimale Geschäftsentscheidungen.

Nachbildung einer Fabrikhalle mit Kartons, die über ein Fördersystem geleitet werden.
Robotik und Sensoren in der Werkshalle erfassen bei jedem Arbeitsschritt Echtzeitdaten. Bild mit freundlicher Genehmigung von Barry-Wehmiller Design Group, Inc.

Was ist industrielle Automatisierung?

Die industrielle Automatisierung nutzt Informationstechnologien und Steuerungssysteme wie Robotik und Sensoren für die Ausführung industrieller Aufgaben, die früher von menschlichen Arbeitern durchgeführt wurden. Das verarbeitende Gewerbe (Englisch), wie die Automobil- und die Elektronikindustrie, die Pharmaindustrie und die Lebensmittel- und Getränkeindustrie setzen häufig auf industrielle Automatisierung, um die Qualität, die Produktivität und die Arbeitssicherheit zu verbessern.

In einem Automobilwerk: Autokarosserien auf der Produktionslinie
Die moderne industrielle Automatisierung stützt sich auf Daten, um die Qualität, die Produktivität und die Sicherheit zu verbessern

Einsatz unterschiedlicher Arten der industriellen Automatisierung

Mit der Inbetriebnahme einer Fertigungsstraße für das Model T im Jahr 1913 führte die Ford Motor Company die industrielle Automatisierung in die Fertigung ein. Die moderne industrielle Automatisierung nahm ihren Anfang jedoch mit der Integration speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS) durch General Motors im Jahr 1968. SPS können mehrere Maschinen mit programmierten Anweisungen überwachen und steuern. Mit der Anwendung dieser Technologie leistete GM in der Automobilherstellung Pionierarbeit.

 

Ziel dieser frühen industriellen Automatisierung war die Steigerung der Produktivität im 24-Stunden-Betrieb und die Senkung der Personalkosten. Die moderne industrielle Automatisierung hat die allgemeinen Prioritäten seither erweitert. Heute geht es auch um Qualitätsverbesserungen und um eine möglichst flexible (Englisch) und datengestützte Fertigung. Diese Evolution der Möglichkeiten der industriellen Automatisierung vollzog sich in mehreren Phasen, von der einfachen Automatisierung bis hin zu den fortschrittlichsten Technologien von Industrie 4.0 und darüber hinaus.

 

  • Feste Automatisierung: Feste Automatisierungssysteme funktionieren den ganzen Tag über in einem festgelegten Arbeitsablauf der Massenproduktion. Produktionsänderungen sind teuer und zeitaufwendig. Feste industrielle Automatisierung ist in der Lebensmittelindustrie und in der Massenfertigung weit verbreitet.
  • Programmierbare Automatisierung: In Verbindung mit der Serienfertigung basiert die programmierbare Automatisierung auf elektronischen Steuerungen, die spezifische Maschinenkonfigurationen und Betriebsabläufe ändern können. Die Änderungen sind allerdings recht zeitaufwändig.
  • Flexible Automatisierung: Die flexible Automatisierung umfasst verschiedene Klassen von CNC-Maschinen. Sie eignet sich für die Serienfertigung ebenso wie für die bedarfsgesteuerte Erzeugung wechselnder Produktvarianten. Die flexible industrielle Automatisierung lässt sich dank präziser Steuerungen individueller zuschneiden. Änderungen lassen sich schnell und mit kürzeren Betriebsunterbrechungen durchführen.
  • Integrierte Automatisierung: Die integrierte Automatisierung ist das umfassendste und am stärksten vernetzte System für die industrielle Automatisierung. Dieses System umfasst ein Netzwerk aus integrierten Maschinen, Produktionslinien und anderen computergesteuerten Anlagen, die alle von einem zentralen Kontrollsystem gesteuert werden. Dieses System erfasst bei jedem Schritt Daten von den mit dem Industriellen Internet der Dinge (IIoT) (Englisch) verbundenen Überwachungsgeräten. Auf der Grundlage von Datenanalysen in der Cloud können automatisierte Entscheidungen über die Produktion, das Lieferkettenmanagement und das Personalmanagement getroffen werden. Diese Überwachungsgeräte ermöglichen eine leicht zugängliche Lösung zur Modernisierung und Ergänzung der oben genannten Arten von industrieller Automatisierung auf der Grundlage von datengestützten Ergebnissen.

Vorteile der industriellen Automatisierung

Die industrielle Automatisierung ist mit einer hohen Anfangsinvestition verbunden. Diese kann sich aber mit der Zeit bezahlt machen. Hinzu kommen zahlreiche weitere Vorteile.

Höhere Produktivität

Mit der industriellen Automatisierung rückt die Vision einer Fabrik ohne Betriebsunterbrechungen in den Bereich des Möglichen. Die Echtzeitdatenanalysen der automatisierten Systeme können dank vorausschauender Wartung und einer regelbasierten Bestandsverwaltung zur Reduzierung von Produktionsengpässen und Betriebsunterbrechungen beitragen.

 

Qualitätskontrolle

Die automatisierte Fertigung ist in hohem Maße konsistent und wiederholbar. Dadurch können Qualitätsvalidierungen automatisiert werden, mit denen Abweichungen frühzeitig erkannt, Ausschuss reduziert und Nachbearbeitungen vermieden werden.

 

Arbeitssicherheit

Die industrielle Automatisierung (z. B. die Robotik) kann dem Personal gefährliche und schmutzbehaftete Arbeiten abnehmen. So sinkt die Verletzungsgefahr durch monotone Belastungen und Unfälle. Zugleich werden die Mitarbeiter entlastet und haben dadurch mehr Zeit für komplexere Aufgaben.

 

Wertvolle Daten zu Ihren Diensten

Überwachungsgeräte erfassen in einem industriellen Automatisierungssystem bei jedem Schritt Echtzeitdaten in einer zentralen Cloud-Software. Durch Analysen dieser Daten können potenzielle Verbesserung in der Lieferkette aufgedeckt, neue Umsatzmöglichkeiten identifiziert und fundierte Entscheidungen getroffen werden.

 

Flexible Konfigurationsänderungen

Robotik und andere automatisierte Maschinen ermöglichen mehr Flexibilität, da sich Änderungen in der Montagelinie rasch programmieren lassen.

 

Langfristige Einsparungen

Die Anfangsinvestition in die industrielle Automatisierung macht sich mit der Zeit bezahlt, denn das System kann effektiv rund um die Uhr laufen und erfordert nur minimale menschliche Aufsicht. Zudem sind die Wartungskosten für moderne automatisierte Fertigungssysteme relativ gering.

 

Autodesk-Software für Fabriken

Inventor

Professionelle Software für Produktentwicklung und mechanische Konstruktion in 3D, Simulation, Visualisierung und Dokumentation

Produktinformationen
Autodesk Fusion

Cloudbasierte Produktentwicklungsplattform für CAD, CAM, CAE und Leiterplatten in 3D.

Produktinformationen
Navisworks

Navisworks Manage, Navisworks Simulate und der Navisworks Freedom 3D-Viewer für 5D-Analyse, Entwurfssimulation und Projektüberprüfung

Produktdetails

Kunden, die auf industrielle Automatisierung setzen

Viessmann-Wärmepumpe, die außen an ein Haus angeschlossen ist

Viessmann

Intelligentere und umweltfreundlichere Wärmetechnologie-Produktion

Wärmepumpen boomen auf dem deutschen Markt. Um die Nachfrage zu bedienen, hat Viessmann eine Smart Factory mit einem hohen Automatisierungsgrad gebaut und dadurch die Produktion gesteigert und die Logistik verbessert.

Bericht lesen (Englisch)

Bild mit freundlicher Genehmigung von Viessmann

Innenansicht des Porsche-Werks als Beispiel für industrielle Automatisierung.

Porsche

Digitale Planung hilft beim Aufbau einer klimaneutralen Fabrik

Für seinen ersten vollelektrischen Sportwagen setzte Porsche auf die digitale Fabrikplanung in Autodesk Navisworks. Mit dieser Technologie baute das Unternehmen ein hochmodernes, klimaneutrales Werk. Maximale Flexibilität der Produktion wird dort nicht nur durch industrielle Automatisierung, sondern auch durch fahrerlose Transportsysteme erreicht.

 

Bericht lesen (Englisch)

Bild mit freundlicher Genehmigung der Dr. Ing. h. c. F. Porsche AG

Bauen von vorgefertigten Einheiten in einem riesigen Werk.

BLOX

Konstruktion, Fertigung und Bau unter einem Dach

BLOX wendet die industrielle Automatisierung im Bauwesen an. Dank der Automatisierung der Fertigung außerhalb der Baustelle baut das Unternehmen in seinem Werk in Alabama Krankenhauskomponenten für die Montage auf der Baustelle.

Bericht lesen

Ressourcen zu industrieller Automatisierung

Lesen Sie, wie die automatisierten Prozesse und die Vernetzung von Daten in der digitalen Fabrik die Zukunft der Fertigung bestimmen werden, da sie die schnellere Markteinführung von Produkten, vorausschauende Wartung, Nachverfolgung von Ressourcen und effizientere Betriebsabläufe ermöglichen.

 

Erfahren Sie mehr über hochgradig digitalisierte und vernetzte Smart Factorys, warum ihre automatisierten Systeme und Entscheidungsprozesse wesentlich für die moderne Fertigung sind und mit welcher Software Ihre Arbeit intelligenter statt mühsamer wird.

 

In dieser detaillierten Infografik wird erläutert, warum eine gelungene Transformation in eine Smart Factory (Englisch) mit Überzeugungsarbeit in der Führungsetage beginnt: Diese muss zuerst begreifen, dass die Automatisierung monotoner Prozesse zu weniger Fehlern und damit zu weniger Verletzungen führt, Ausschuss reduziert und die Ressourcenauslastung und die Produktqualität optimiert.

 

Die Videoreihe Intelligentere Werkstatt bietet interessante Erkenntnisse, wie Mikrofabriken für die industrielle Automatisierung umgerüstet und von dieser profitieren können: durch die Überwachung von Maschinen, Robotik und vernetzte digitale Arbeitsabläufe in kleinem Umfang.

Forscher trainieren Robotiksysteme (Englisch) mit maschinellem Lernen auf der Basis von CAD-Daten, um eine flexiblere, automatisierte Montage zu ermöglichen, die leichter an Produktänderungen angepasst werden kann.

Eine Umfrage von Autodesk bei Fachkräften im Maschinen- und Anlagenbau zeigt, wie über die Cloud vernetzte Software systemweite Effizienzverbesserungen in den Lieferanten- und Mitarbeiternetzwerken bewirken kann, und bietet viele weitere interessante Einblicke.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur industriellen Automatisierung

Was ist ein Beispiel für industrielle Automatisierung?

Ein Beispiel für industrielle Automatisierung könnte ein fahrerloses Fahrzeug sein, das Produkte und Materialien in einem Lager oder Werk transportiert. Die Bergbauindustrie verwendet autonome oder halbautonome LKWs, Züge, Bohrer und andere Maschinen, um die Sicherheit und Effizienz zu erhöhen.

 

In den Bereichen Produktmontage, Schweißen, Lackieren und in der Kommissionierung für die Montagelinie werden in großem Umfang Industrieroboter eingesetzt. Um die betrieblichen Prozesse flexibler zu machen, automatisieren Computer Numerical Control (CNC)-Maschinen Techniken wie Schneiden, Bohren, Fräsen und Drehen für die Fertigung.

 

Ein anderes Beispiel ist ein Prozesssteuerungssystem, das physikalische und chemische Parameter wie Temperatur, Fließgeschwindigkeit und Druck für Prozesse in Fabriken, Kraftwerken und Raffinerien automatisiert.

Welche Arten von industrieller Automatisierung gibt es?

Es gibt drei Arten von Automatisierung: industrielle, feste und flexible Automatisierung.

 

Die industrielle Automatisierung hat sich von statischen Montagelinien zu flexiblen, intelligenten integrierten Systemen weiterentwickelt.

 

Die feste Automatisierung ist eine Art der industriellen Automatisierung, die bei der Massenproduktion eingesetzt wird. Bei der festen Automatisierung sind Produktionsänderungen teuer und zeitaufwendig. Die programmierbare Automatisierung funktioniert am besten in der Serienfertigung. Sie basiert auf elektronischen Steuerungen, die bestimmte Abläufe ändern können; der Aufwand ist jedoch erheblich.

 

Die flexible Automatisierung, z. B. CNC-Maschinen, wird in der Serienfertigung und der kundenspezifischen Fertigung angewendet, bei der das Produkt variiert. Sie zeichnet sich durch präzise Steuerungen aus und kann die Produktion ohne nennenswerte Unterbrechungen anpassen. Die integrierte Automatisierung ist die modernste und am höchsten entwickelte Form der industriellen Automatisierung. Bei diesem Modell überwacht und steuert ein zentrales Steuersystem eine gesamte vernetzte Fabrik anhand von IIoT (Englisch)-Geräten und Cloud-Datenanalysen.

Warum wird Industrieautomatisierung verwendet?

Die moderne Fertigung leidet unter dem Fachkräftemangel. Qualifizierte Fachkräfte sind rar. Mit der industriellen Automatisierung können weniger Arbeitskräfte mehr leisten, und qualifizierte Fachkräfte können sich verstärkt auf komplexere Aufgaben konzentrieren.

 

Die industrielle Automatisierung kann Unternehmen Vorteile bringen: höhere Produktivität, bessere Qualitätskontrolle, verbesserte Arbeitssicherheit, leichtere Konfigurationsänderungen, niedrigere Betriebskosten und eine Fülle an Einblicken aus einem stetigen Fluss erfasster Daten.

Hat die industrielle Automatisierung auch Nachteile?

Zu den Nachteilen der industriellen Automatisierung zählen die hohen Anfangsinvestitionen und der Zeitaufwand für die Einrichtung.

 

Nicht jede Aufgabe oder jeder Prozess eignet sich für die Automatisierung. Die Automatisierung von Maschinen ist ideal für die Massenproduktion mit wiederkehrenden, gleichförmigen Arbeitsgängen. Die Automatisierung ist möglicherweise nicht die beste Wahl, wenn mit Produkten von unregelmäßiger oder uneinheitlicher Form gearbeitet wird oder wenn die Produktionsläufe klein sind und einen hohen Konfigurationsaufwand erfordern.

 

Die Automatisierung kann zwar die Arbeitssicherheit in den Werkshallen verbessern und dem Fachkräftemangel zum Teil begegnen, doch sie kann auch Arbeitsplätze vernichten – ein weiterer unvermeidlicher Nachteil.