In den letzten Jahrzehnten hielten digitale Technologien Einzug in unsere Werkshallen und Fabriken. Ihr Wert erwies sich als unschätzbar für die Zukunftsfähigkeit von Unternehmen. Um diese digitale Revolution und ihre Auswirkungen zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf die Entwicklung in dieser Zeit. Was ist digitale Fertigung, und wie hat sie sich im Lauf der Zeit verändert? Die Definition des Begriffs kann variieren, sie beinhaltet jedoch immer die Integration von Computern und Daten in den Fertigungsprozess.
Die unbegrenzten Möglichkeiten der digitalen Fertigung
Noch interessanter als die Frage "Was ist digitale Fertigung?" ist die Betrachtung dessen, was sie für Ihr Unternehmen leistet. In einer Fabrikumgebung bietet sie die Möglichkeit, mehr, schneller und wirtschaftlicher zu produzieren. Diese Ziele werden durch eine ganze Reihe verschiedener Praktiken und Strategien erreicht.
Massentaugliche Produktkonfiguration und -individualisierung
Digitale Fertigung dehnt die computergestützte Steuerung und Automatisierung auf kundenspezifische Versionen und Konfigurationen von Produkten aus, ohne dass eine völlig neue Fertigungslinie eingerichtet oder gar ein ganz neuer Prozess geschaffen werden muss.
Die Folgen dieser Vereinfachung sind tiefgreifend und bedeuten eine Verlagerung von der Massenproduktion hin zur Massenanpassung. Sie schafft die Möglichkeit, physische Produkte in immer kleineren Chargen herzustellen, um kundenspezifische Anforderungen für jeden Auftrag zu erfüllen. Entwürfe sind nicht mehr fixiert und statisch, sondern iterativ und flexibel. Ebenso können sie auf Basis von Kundenrückmeldungen angepasst werden.
Schlanke Produktion
Dank im Industrial Internet of Things (IIoT) vernetzter Maschinen können kontinuierlich sensorbasierte Echtzeit-Feeds von Leistungsdaten an leistungsstarke, intuitive Dashboards ausgegeben werden und die Grundlage für menschliche Analysen und Aktionen liefern.
Mithilfe von Fernüberwachungstechnologie können Techniker die Maschinenauslastung optimieren, Ausfälle vorhersehen und mit Hilfe vorbeugender Wartung vermeiden. Sobald diese Verbesserungen implementiert sind, können sie als Referenzpunkte für weitere Optimierungen dienen und neue Ebenen betrieblicher Verbesserungen erschließen. Maschinendaten können mit anderen Datensätzen wie ERP-, PLM-, Wetter- und Geodaten integriert werden, um jedes Detail der Produktion präzise abzustimmen – einschließlich der Art und Weise, wie jedes Element einer komplexen Lieferkette mit anderen interagiert.
Wie sich die digitale Fertigung entwickelt hat
Das verarbeitende Gewerbe befindet sich mitten in einer Ära des Wandels. Aber um zu verstehen, wie tiefgreifend dieser Wandel ist, müssen wir zunächst betrachten, wie weit wir bereits gekommen sind. Was 1949 mit der computergesteuerten numerischen Steuerung (CNC) begann, hat sich im Laufe der letzten Jahrzehnte weiterentwickelt.
Die fünfziger Jahre: CNC
Die CNC-Fertigung (Computer Numerical Control) wurde 1949 von John T. Parsons eingeführt. Er entwarf ein System, bei dem Werkzeugmaschinen geometrischen Anweisungen folgten, die über eine Lochkarte eingegeben wurden. Der Nachfolger von MIT Advanced CNC, einer universellen Programmiersprache, die auch heute noch verwendet wird, könnte die Verwendung von Numerical Code-Instruktionen automatisieren.
Die neunziger Jahre: CAD, CAM und PLM
In den neunziger Jahren waren Computer in der Lage, komplexe 3D-Konstruktionen mit Hilfe von CAD-Software (Computer Aided Design) zu rendern. Diese Entwürfe konnten sie dann mit Hilfe von Computer Aided Manufacturing (CAM) in CNC-Anweisungen übersetzen. Gleichzeitig reifte die PLM-Software (Product Lifecycle Management) heran, die es Fertigungsunternehmen ermöglichte, ihre Lieferkette digital zu verwalten. Durch den Einsatz von PLM wurde Chrysler bis Mitte des Jahrzehnts zum kostengünstigsten Automobilhersteller.
Die 2010er Jahre: IIoT und AR
Neue Technologien wie IIoT, Augmented Reality (AR), Robotik sowie das Sammeln und die Verwaltung großer Datenmengen ermöglichte die Digitalisierung des gesamten Fertigungsprozesses unter Nutzung von Rechenkapazitäten, die zu Zeiten von Parsons’ Lochkarten unvorstellbar war. Wir erleben bereits jetzt beispiellose Effizienzgewinne, drastisch verkürzte Vorlaufzeiten und die Entwicklung völlig neuer Geschäftsmodelle.
Fazit: Blick in die Zukunft
Letztlich ändert sich die Antwort auf die Frage "Was ist digitale Fertigung?" ständig, da Fertigungsunternehmen immer neue innovative Technologien einsetzen. Wo physische Produkte immer mehr miteinander verbunden werden, ergibt sich eine Fülle neue Möglichkeiten. Die Digitalisierung wird sich in allen Fertigungsunternehmen weiter durchsetzen, so dass jedes einzelne Element des Produktionsprozesses auf jeder Stufe der Lieferkette optimiert werden kann. Schnittstellen werden intuitiver werden, begünstigt durch die Verbreitung von AR und weitere Verbesserungen der Verarbeitungsleistung. Die Analyse großer Datenmengen ermöglicht tiefere Einblicke, was zu einer noch höheren Produktionseffizienz führt.
Die digitale Fertigung hat die Fabrikhalle bereits verändert. Angesichts des immer schnelleren technologischen Fortschritts werden diese Fertigungsbereiche in zehn Jahren kaum noch erkennbar sein. Finden Sie heraus, wie Sie digitale Fertigung auch für ältere Anlagen und Infrastrukturen implementieren können – und holen Sie mehr aus dem heraus, was Sie bereits haben.
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