Un ingénieur industriel analysant des données sur un tableau de bord numérique, surveillant les performances des machines via des capteurs IoT et l’intelligence artificielle.

Alle Ressourcen, um Ihren Industrie 4.0 Übergang zu beschleunigen.

Industrie 4.0: Was ist das?

Die Industrie 4.0 bezeichnet die digitale Transformation des Industriesektors. Sie basiert auf der Integration fortschrittlicher Technologien wie der Automatisierung, der künstlichen Intelligenz, dem Internet der Dinge (IoT) und Cloud-Computing, um die Produktion und das Ressourcenmanagement zu optimieren.

Ursprung und Entwicklung

Die Industrie 4.0 ist die letzte Stufe einer Reihe von industriellen Revolutionen, die die Geschichte der Produktion geprägt haben:

  • Erste industrielle Revolution (Ende des 18. Jahrhunderts): Einführung der Dampfmaschine und Mechanisierung der Produktionsprozesse.
  • Zweite industrielle Revolution (Ende des 19. Jahrhunderts – Anfang des 20. Jahrhunderts): Entwicklung der Elektrizität und Massenproduktion durch Fließbandfertigung.
  • Dritte industrielle Revolution (1970-2000) : Automatisierung und Informatisierung der Produktionssysteme mit dem Aufkommen der ersten Roboter und Software für das industrielle Management.
  • Vierte industrielle Revolution (Industrie 4.0, seit den 2010er Jahren): Fortschrittliche Digitalisierung, Vernetzung der Maschinen und Nutzung von Daten in Echtzeit zur Verbesserung der Produktivität und Flexibilität der Prozesse.
Illustration des quatre révolutions industrielles : de la machine à vapeur (Industrie 1.0) à l’automatisation et la digitalisation (Industrie 4.0), mettant en avant l’évolution des technologies et des modes de production.

Konkrete Anwendungen der Industrie 4.0

Die Industrie 4.0 revolutioniert die Produktionsweisen durch eine fortschrittliche Interkonnektivität und Automatisierung der Systeme sowie eine optimierte Nutzung der Daten. Sie basiert auf mehreren konkreten Anwendungen, die das industrielle Management transformieren und es ermöglichen, die Produktivität, die Qualität und die Flexibilität der Prozesse zu verbessern.

Illustration des technologies de l’Industrie 4.0, incluant l’IoT industriel, l’intelligence artificielle, le cloud computing, la cybersécurité et l’automatisation des processus de production.

Intelligente Fabriken und Systemvernetzung

Die Industrie 4.0 basiert auf der Vernetzung von Maschinen, Sensoren und Software, um intelligente industrielle Ökosysteme zu bilden. Diese Konnektivität ermöglicht die Optimierung der Koordination der Abläufe, die Automatisierung des Flussmanagements und die Reduzierung von Produktionsverlusten.

Die IoT-Sensoren (Internet der Dinge) spielen eine Schlüsselrolle in dieser Transformation. Sie sind in die Geräte integriert, um Parameter wie Temperatur, Druck, Feuchtigkeit oder Energieverbrauch zu überwachen. Diese Daten werden dann an SCADA-Systeme (Supervisory Control and Data Acquisition) und andere Management- und Datenanalyse-Systeme übertragen. Diese Systeme ermöglichen es, Ausfälle, die die Abläufe betreffen, in Echtzeit zu steuern, anzupassen und vorherzusagen. Zum Beispiel sorgen in der Lebensmittelindustrie Temperatursensoren dafür, dass die Kühlketten eingehalten werden, indem sie die Kühlungsniveaus automatisch an die Lastschwankungen anpassen.

Cloud-Computing und zentrale Datenverwaltung

Einer der Säulen der Industrie 4.0 ist die Fähigkeit, industrielle Daten in Echtzeit zu sammeln, zu speichern und zu analysieren. Dazu können Unternehmen auf Cloud-Computing-Lösungen zurückgreifen, die es ermöglichen, alle Informationen auf entfernten Servern zu zentralisieren, die jederzeit zugänglich sind.

Die Cloud bietet mehrere wesentliche Vorteile: Sie erleichtert den Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Produktionsstandorten, senkt die Kosten für die IT-Infrastruktur und ermöglicht den Zugang zu den neuesten Innovationen im Bereich der Datenverarbeitung. Plattformen wie Microsoft Azure, Amazon Web Services (AWS) oder Google Cloud bieten Lösungen, die auf die Industrie zugeschnitten sind, einschließlich KI-Tools, leistungsstarker Datenbanken und fortschrittlicher Rechenkapazitäten.

Allerdings ist die Cloud nicht die einzige Option zur Speicherung und Verwaltung von Industriedaten. Einige Unternehmen ziehen es vor, ihre Informationen intern zu halten, indem sie lokale Server oder sichere private Netzwerke nutzen. Diese internen Infrastrukturen bieten eine bessere Kontrolle über die Daten, eine schnellere Zugriffszeit und einen erhöhten Schutz vor Risiken, die mit einer externen Internetverbindung verbunden sind. Eine Alternative ist die hybride Cloud, die die Vorteile von Cloud-Lösungen und lokalen Servern kombiniert und es ermöglicht, kritische Daten zu sichern, während man von der Flexibilität der Cloud für analytische Bedürfnisse profitiert.

Cybersicherheit: Infrastrukturen und Daten schützen

Die Industrie 4.0 setzt industrielle Netzwerke potenziellen Cyberangriffen aus, die Produktionsausfälle oder den Diebstahl sensibler Daten verursachen können. Je mehr Systeme verbunden sind, desto höher sind die Risiken.

Die Cloud stellt nicht unbedingt ein höheres Risiko dar. Anbieter wie Microsoft, Amazon und Google bieten hohe Sicherheitsniveaus durch Verschlüsselung, fortschrittliche Firewalls und regelmäßige Updates. Im Gegensatz dazu müssen Unternehmen, die lokale Server verwenden, die Sicherheit selbst verwalten: Netzwerksegmentierung, Zugangskontrolle und kontinuierliche Überwachung.

Um die Daten zu sichern, ist ein ganzheitlicher Ansatz erforderlich, der die verstärkte Authentifizierung, die Segmentierung kritischer Systeme, die regelmäßige Aktualisierung der Software und die proaktive Erkennung von Eindringlingen umfasst, um schnell auf Bedrohungen reagieren zu können.

Digitalisierung und papierlos: Optimierung des Datenmanagements

Die Digitalisierung der Prozesse verringert die Abhängigkeit von Papier und beschleunigt den Informationsfluss. Die Fertigungsaufträge, die Arbeitsanweisungen und die Qualitätskontrollen sind nun über ERP, MES und SaaS-Anwendungen zugänglich, was eine Echtzeitverfolgung und eine bessere Rückverfolgbarkeit gewährleistet.

Die Betreiber konsultieren direkt ihre Anweisungen und erfassen die Qualitätskontrollen über digitale Schnittstellen, wodurch Fehler reduziert und die Effizienz verbessert wird. Die Manager haben einen aktuellen Überblick über die Produktion, was die Entscheidungsfindung und die Optimierung der Abläufe erleichtert.

Die Digitalisierung trägt auch zur Verbesserung der Arbeitsorganisation bei, indem Methoden wie PDCA, 5S, Kaizen, 5P und QRQC integriert werden, über Anwendungen, die die Nachverfolgung von Korrekturmaßnahmen, die Analyse von Grundursachen, das Management interner Audits und die kontinuierliche Verbesserung in Echtzeit ermöglichen. Diese Werkzeuge erleichtern die Standardisierung von Prozessen, die Meldung von Problemen und die Einbindung der Teams in die Optimierung der industriellen Leistungen.

Flexible Prozesse und maßgeschneiderte Produktion

Die Industrie 4.0 fördert eine flexiblere Produktion, die auf die spezifischen Anforderungen der Kunden zugeschnitten ist. Dank fortschrittlicher Technologien wie 3D-Druck und additiver Fertigung können Unternehmen maßgeschneiderte Teile produzieren, ohne auf massive Lagerbestände zurückgreifen zu müssen.

Im medizinischen Sektor stellen einige Unternehmen maßgeschneiderte Implantate für jeden Patienten mit Hilfe von 3D-Druck her, wodurch die Entwurfszeit verkürzt und die Verträglichkeit von Prothesen verbessert wird. Dieser Ansatz ermöglicht eine bessere Reaktionsfähigkeit auf Marktveränderungen und eine Kostenoptimierung in der Produktion.

Simulation und Optimierung von Prozessen durch Augmented Reality und Virtual Reality

Die Industrie 4.0 ermöglicht es auch, Produktionsprozesse durch Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) zu experimentieren und zu optimieren. Diese Technologien werden für die Schulung der Bediener, die Simulation der Produktionsabläufe und die Optimierung der Arbeitsplätze vor deren tatsächlicher Implementierung eingesetzt.

Die Lösungen von digitalen Zwillingen (Digital Twin) bieten die Möglichkeit, virtuelle Kopien von Fabriken und Maschinen zu erstellen, die es Ingenieuren ermöglichen, Probleme vorherzusehen und die Organisation der Produktionslinien vor deren Einsatz zu verbessern.

In der Luftfahrtindustrie verwenden Wartungstechniker Augmented-Reality-Brillen, um die Anweisungen in Echtzeit zu visualisieren, während sie ihre Reparaturen durchführen, wodurch Fehler reduziert und die Geschwindigkeit der Eingriffe erhöht wird.

Leistungsüberwachung und Optimierung der KPIs (TRS, OEE usw.)

Die Industrie 4.0 ermöglicht eine präzise Verfolgung der Leistungen dank wichtiger Indikatoren wie dem Gesamtanlageneffektivität (TRS/OEE), der die Effizienz der Anlagen unter Berücksichtigung von Stillständen, Verlangsamungen und Produktionsfehlern misst.

Unternehmen können fortschrittliche Analysetools nutzen, um diese Daten zu sammeln, zu verarbeiten und zu interpretieren. Zum Beispiel kann eine Pharmafabrik ihre Maschinen mit einem Power BI-Dashboard verbinden, das die OEE-Berechnung in Echtzeit anzeigt und Leistungsabweichungen hervorhebt. Dieser Ansatz ermöglicht es den Verantwortlichen, fundierte Entscheidungen zu treffen, um die Effizienz zu verbessern und Verluste zu reduzieren.

Tableau de bord de l'OEE montrant un taux de 85% et des performances des équipes sur différentes périodes.

Prädiktive Wartung: Pannen antizipieren, bevor sie auftreten

Dank künstlicher Intelligenz und vernetzter Sensoren ist es nun möglich, Ausfälle vorherzusehen, bevor sie die Produktion beeinträchtigen. Die vorausschauende Wartung basiert auf der Echtzeitanalyse der von den Maschinen ausgesendeten Signale, um die ersten Anzeichen von Fehlfunktionen zu erkennen.

Die Systeme des maschinellen Lernens und der prädiktiven Analyse ermöglichen es, Trends zu identifizieren und Warnungen zu senden, wenn Anomalien erkannt werden. Zum Beispiel kann ein Zementproduktionswerk Vibrationssensoren verwenden, um den Zustand seiner Mühlen zu überwachen und eine gezielte Wartung zu planen, bevor ein Ausfall auftritt, wodurch unerwartete Stillstände vermieden werden.

Evolution und Trends: Auf dem Weg zur Industrie 5.0?

Industrie 5.0, die den Menschen wieder ins Zentrum der Abläufe rückt und Aspekte der Nachhaltigkeit sowie der fortschrittlichen Personalisierung integriert, geht über Automatisierung und Konnektivität hinaus. Ihr Ziel ist es, die Produktion und Logistik agiler, autonomer und intelligenter zu gestalten, während der Einsatz von Ressourcen optimiert wird.

Die Mensch-Maschine-Zusammenarbeit wird durch generative KI fortschrittlicher, die die Betreiber unterstützt, indem sie sich wiederholende und mühsame Aufgaben automatisiert. Dies verbessert die Produktivität, reduziert die Ermüdung und ermöglicht es den Arbeitnehmern, sich auf wertschöpfendere Aufgaben zu konzentrieren.

Die Industrie 5.0 integriert insbesondere die Dimension der Nachhaltigkeit, mit der Nutzung erneuerbarer Energien, der Reduzierung von Abfällen und der Optimierung der Lebenszyklen von Produkten durch die Kreislaufwirtschaft.

Comparaison détaillée entre l'Industrie 4.0 et l'Industrie 5.0, montrant les technologies clés de l'Industrie 4.0 comme l'IoT, l'automatisation, les systèmes cyber-physiques et l'intelligence artificielle. L'image met en avant l'écosystème 4.0 centré sur

👉 Um weiter zu gehen, konsultieren Sie unseren vollständigen Artikel über Industrie 5.0.

Wie kann man die Industrie 4.0 ohne massive Investitionen integrieren?

Die Industrie 4.0 wird oft mit hohen Investitionen in Automatisierung und neue Technologien in Verbindung gebracht. Doch es ist möglich, seine Fabrik schrittweise zu digitalisieren, ohne das Budget zu sprengen. Indem Unternehmen auf zugängliche und skalierbare Lösungen setzen, können sie ihre Produktion optimieren und ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern, ohne übermäßige finanzielle Verpflichtungen einzugehen.

Vor der Investition die bestehenden Werkzeuge nutzen

Bevor neue Geräte angeschafft werden, ist es wichtig, das Bestehende zu optimieren. Viele Unternehmen verfügen bereits über verwertbare Daten aus ihren Maschinen, ERP oder Excel-Dateien, analysieren diese jedoch nicht effektiv.

Die Verwendung von Microsoft Power BI oder preiswerten, einsatzbereiten Büro-Tools ermöglicht es beispielsweise, diese Daten zu strukturieren und zu visualisieren, ohne teure industrielle Software zu benötigen.

Eine schrittweise Umstellung auf die Cloud vornehmen

Die Cloud ermöglicht den Zugriff auf Daten in Echtzeit und erleichtert die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Abteilungen ohne teure Infrastruktur. Eine vollständige Migration in die Cloud kann jedoch komplex und kostspielig sein.

Ein hybrider Ansatz ist vorzuziehen: Sensible Daten auf lokalen Servern zu speichern und gleichzeitig Plattformen wie Microsoft Azure, AWS oder Google Cloud für Analyse und Archivierung zu nutzen. Diese Lösung gewährleistet ein Gleichgewicht zwischen Sicherheit, Kosten und Skalierbarkeit.

Sensoren und IoT-Plattform integrieren

Die Lösungen (IoT) bieten zugängliche Lösungen, um Geräte zu verbinden, ohne die gesamte Infrastruktur neu zu gestalten. Günstige Sensoren können installiert werden, um die Temperatur, den Energieverbrauch oder die Vibrationen von Maschinen zu messen und so die Wartung und das Ressourcenmanagement zu optimieren.

Mit Prototypen experimentieren, bevor man massiv investiert.

Bevor man eine gesamte Fabrik digitalisiert, ist es sicherer, mit einem Prototyp oder einem Pilotprojekt zu beginnen. Dieser Ansatz ermöglicht es, eine Lösung in einem begrenzten Umfang (Produktionslinie, Werkstatt, spezifische Ausrüstung) zu testen und ihre Auswirkungen vor einer globalen Einführung zu bewerten.

Zum Beispiel kann ein Unternehmen damit beginnen, die Produktionsüberwachung einer einzigen Linie mit vernetzten Dashboards zu digitalisieren, bevor es die Initiative auf das gesamte Werk ausweitet.

Teams ohne hohe Kosten schulen

Die digitale Transformation basiert nicht nur auf Technologie, sondern auch auf der Weiterbildung der Teams. Um zu hohe Schulungskosten zu vermeiden, können Unternehmen auf kostenlose MOOCs zurückgreifen, wie sie von Microsoft, Coursera oder OpenClassrooms angeboten werden, oder interne Schulungen organisieren, die auf die spezifischen Bedürfnisse ihrer Teams zugeschnitten sind.

Sie können damit beginnen, eine auf den digitalen Wandel ausgerichtete Schulungspolitik zu definieren, die sich auf Schlüsselkompetenzen konzentriert, wie z. B.: Die Erstellung von Formularen und die Automatisierung von bereichsübergreifenden Workflows mit Low-Code-Tools von Microsoft wie Power Apps oder Power Automate, die interne Prozesse optimieren. Die Nutzung von Daten wird durch BI-Lösungen (Business Intelligence) wie Power BI zugänglicher, die die Visualisierung und Analyse der industriellen Leistung erleichtern.

Dashboard d'analyse de production avec courbe OEE, durée par cause et par type de panne, et statistiques de machines en anglais et en français.

Jede Software hat ihre eigenen Funktionen, aber es ist ihre Integration, die es ermöglicht, die Digitalisierung voll auszuschöpfen. Die Verbindung zwischen ERP, MES, GMAO oder GPAO verbessert das Management der Operationen und automatisiert den Austausch von Informationen. Durch die Kombination dieser Werkzeuge wird es möglich, die Daten zu zentralisieren und fortschrittliche Berichte zu erstellen, wodurch die Entscheidungsfindung und die industrielle Leistung optimiert werden.

Die Produktionsüberwachung schrittweise automatisieren

Automatisierung bedeutet nicht unbedingt, Maschinen durch Roboter zu ersetzen. Ein erster Schritt besteht darin, die Produktionsüberwachung zu digitalisieren, indem Papierformulare durch einfache und zugängliche digitale Lösungen ersetzt werden.

Die SaaS-Anwendungen, die 4.0-Software aus Open Source und die Microsoft-Tools ermöglichen die Automatisierung der Dateneingabe und des Workflow-Managements, wodurch die Echtzeit-Sichtbarkeit ohne Hardware-Investitionen verbessert wird. Dieser Ansatz optimiert das Produktionsmanagement und die Leistungsanalyse (OEE/TRS), was die Identifizierung von Verbesserungsmöglichkeiten und die Optimierung industrieller Prozesse erleichtert.

Ressourcen mit Industrieanlagen derselben Gruppe mutualisieren

Die gemeinsame Nutzung von Ressourcen zwischen verschiedenen Standorten einer Industriegruppe ermöglicht es, die Investitionen zu begrenzen und gleichzeitig die Nutzung der Infrastrukturen zu optimieren. Durch die Einführung von kollaborativen Plattformen können diese Standorte Geräte, Daten und IT-Ressourcen gemeinsam nutzen, wodurch die Kosten gesenkt und die betriebliche Effizienz verbessert werden.

Zum Beispiel kann eine Industriegruppe in eine gemeinsame Cloud-Plattform investieren, um die Speicherung und Analyse von Daten zu zentralisieren, wodurch vermieden wird, dass jeder Standort diese Ausgaben allein trägt. Dieser Ansatz fördert auch eine bessere Koordination zwischen den Standorten, eine Standardisierung der Prozesse und eine genauere Überwachung der Leistungen auf Gruppenebene.

Führen Sie ein Audit Ihrer digitalen Transformation durch

Bevor Sie Digitalisierungsinitiativen starten, ist es wichtig, den aktuellen Stand der Konnektivität und Automatisierung Ihres Unternehmens zu bewerten. Ein Audit zur digitalen Transformation ermöglicht es, die Stärken und Verbesserungspotenziale zu identifizieren, um die Investitionen besser zu priorisieren.

Ein Industrie 4.0-Score, der auf Kriterien wie der Interkonnektivität von Maschinen, der Nutzung von Daten und der Automatisierung von Workflows basiert, hilft Ihnen, Ihre digitale Reife zu messen. Ein kostenloses Online-Audit auf DigitalFactory.Store kann Ihnen eine schnelle Analyse und konkrete Empfehlungen bieten, um Ihre Bemühungen auf die Bereiche mit hohem Return on Investment zu konzentrieren.

Tableau de bord d'un audit industriel sous excel - présentation de l'audit qui couvre 5 thématiques tel que la maintenance, la performance opérationnelle et énergétique

Wenn Sie einen detaillierteren Ansatz wünschen, kann ein spezialisierter Berater Sie dabei unterstützen, einen maßgeschneiderten Fahrplan zu erstellen, der auf Ihre Ziele und Ihr Budget abgestimmt ist. Dies ermöglicht es, eine schrittweise und effektive Strategie zu verfolgen, indem die Lösungen priorisiert werden, die auf Ihren Sektor und Ihre betrieblichen Anforderungen zugeschnitten sind.

Zurück zum Blog

Hinterlasse einen Kommentar

Bitte beachte, dass Kommentare vor der Veröffentlichung freigegeben werden müssen.

17966