Die 5 Dimensionen der digitalen Fabrik 

Inhaltsverzeichnis

1. Was ist eine digitale Fabrik? 
2. Was ist notwendig für die Umsetzung einer digitalen Fabrik? 
3. Dimensionen für eine effiziente und flexible Produktion 
4. Unternehmenszukunft gestalten  

Seitdem die Begriffe Industrie 4.0 und digitale Fabrik aufgekommen sind, ist klar geworden, dass die Digitalisierung der Fertigung komplexer ist als zunächst angenommen. Aber was genau ist die Definition der digitalen Fabrik? Und welche Maßnahmen sind erforderlich, um dieses Ziel zu erreichen? Wir sehen uns diese Aspekte im folgenden Artikel etwas näher an. 

Was ist eine digitale Fabrik? 

Einfach erklärt ist eine digitale Fabrik ein dynamisches System aus digitalen Modellen, Methoden und Werkzeugen. Diese bilden die Grundlage für die Planung, Einführung und den Betrieb einer digitalen Fabrik und können Informationen austauschen, um Abläufe besser zu organisieren. Es ist im Grunde genommen eine moderne Art der Herstellung. Technologien, wie Internet of Things (IoT) sowie Industrial Internet of Things (IIoT) und Digital Twin, spielen  eine wichtige Rolle und stellen sicher, dass schneller, genauer und effizienter produziert wird. Allerdings geht dieses Konzept über die Echtzeit-Erfassung und -Analyse von Produktionsdaten hinaus. Es bezieht sich auf vollständige Geschäftsprozesse sowie die Planung und Verwaltung von Produktionsabläufen und kann nur erreicht werden, wenn alle Daten zu Ressourcen, Maschinen, Anlagen und Prozessen in einer virtuellen Darstellung zusammengeführt werden. 

Weiter verknüpft die virtuelle Fabrik den Produktionsbereich mit der Verwaltung und dem Management. Sie umfasst Produktion und Lieferkette, Fabrikbetrieb und virtuelle Planung, basiert auf Daten und passt sich den Anforderungen sowie neuen Technologien an. Der Weg zur digitalen Fabrik erfordert ein System mit einem gemeinsamen Datenspeicher, das schrittweise erweitert und angepasst werden kann.  

Was ist notwendig für die Umsetzung einer digitalen Fabrik? 

Zuerst einmal müssen die Herausforderungen zur Umsetzung erforscht werden. Ganz klar, die Herausforderungen sind verschiedener Natur - darunter technologischer und organisatorischer. Es ist auch wichtig zu verstehen, dass diese in jedem Unternehmen sie variieren können. Einige Branchen haben im letzten Jahrzehnt erhebliche Fortschritte gemacht – die Automobilindustrie ist eine davon. Jetzt gilt es nicht stehen zu bleiben. Denn hier ist ein Stillstand sehr schnell einem Rückschritt gleichzusetzen.  

Die Umsetzung einer digitalen Fabrik erfordert eine sorgfältige Planung, Investitionen und die Zusammenarbeit verschiedener Bereiche und Abteilungen in einem Unternehmen. Hier sind einige Schlüsselfaktoren, die für die erfolgreiche Umsetzung einer digitalen Fabrik notwendig sind: 

• Klar definierte Ziele: Es ist wichtig, klare Ziele und eine Vision für die digitale Fabrik zu haben. Die Unternehmensführung muss verstehen, welche Vorteile die Digitalisierung bringen soll. Sei es Produktivitätssteigerung, Verbesserung der Qualität, Kostenreduzierung oder eine erhöhte Flexibilität in der Produktion.
• Technologie und Infrastruktur: Die richtige Auswahl und Implementierung von Technologien sind entscheidend. Dazu gehören Sensoren und IoT-Geräte zur Datenerfassung, industrielle Kommunikationsprotokolle für die Vernetzung, Datenanalysetools, KI-Plattformen und Simulationssysteme. Es ist auch wichtig, eine zuverlässige und sichere IT-Infrastruktur zu haben. Dies ist besonders für die 5 Dimensionen, die gleich im Anschluss erläutert werden, von enormer Bedeutung.
• Datenmanagement und Analyse: Eine digitale Fabrik generiert große Mengen an Daten. Es ist wichtig, einen soliden Plan für das Datenmanagement zu haben, einschließlich der Speicherung, des Transfers und der Analyse der Daten. Datenanalyse-Tools und KI-gestützte Algorithmen sind entscheidend, um wertvolle Erkenntnisse aus den Daten zu gewinnen.
• Kultureller Wandel: Die Einführung digitalisierter Prozesse erfordert oft einen kulturellen Wandel im Unternehmen. Die Mitarbeiter müssen offen für Veränderungen sein und die Vorteile der Digitalisierung erkennen. Die Unternehmenskultur sollte Innovation, Flexibilität und die Bereitschaft zur kontinuierlichen Verbesserung fördern.
• Mitarbeiter und Kompetenzen: Die Umsetzung einer digitalen Fabrik erfordert wie erwähnt die Bereitschaft der Mitarbeiter – aber auch Mitarbeiter mit den richtigen Fähigkeiten und Kompetenzen. Dies kann bedeuten, dass bestehende Mitarbeiter geschult und weitergebildet werden müssen, um mit den neuen Technologien und Prozessen umgehen zu können. Es kann auch notwendig sein, neue Fachkräfte einzustellen, die über spezifisches Wissen in den Bereichen Datenanalyse, Künstliche Intelligenz (KI), Automatisierung und Robotik verfügen.
• Partnerschaften und Zusammenarbeit: Es kann sinnvoll sein, strategische Partnerschaften mit Technologieanbietern und/oder Beratungsunternehmen einzugehen. Die Zusammenarbeit mit Experten kann wertvolle Unterstützung bieten und den Prozess der Implementation beschleunigen. Innerhalb der Organisation gelingt ein sogenanntes digitales Ökosystem vor allem durch eine digital vernetzte Lieferkette sowie der Anbindung an Vertrieb und Service.  Sicherheit und Datenschutz: Mit der Digitalisierung werden auch Fragen der Sicherheit und des Datenschutzes immer wichtiger. Wichtig ist, geeignete Sicherheitsmaßnahmen zu implementieren, um die digitale Fabrik vor Cyberangriffen und Datenlecks zu schützen. 

Außerdem gibt es (wie der Titel des Artikels bereits verriet) 5 Dimensionen, die zusammenarbeiten müssen, um eine hochgradig effiziente und flexible Produktion zu ermöglichen: Vernetzung, Daten, Simulation, Transparenz und Autonomie. Mit dieser Kombination kann eine digitale Fabrik den sich ständig ändernden Anforderungen des Marktes gerecht werden und sich leichter anpassen.  

5 Dimensionen für eine effiziente und flexible Produktion 

Um erfolgreich das Konzept digitale Fabrik einzuleiten ist eine übergreifende Digitalisierungsstrategie erforderlich – ein integriertes Konzept statt nur Einzellösungen! Und um dieses integrierte Konzept erfolgreich zu machen, sind laut Studien und Erfahrungsberichten fünf Dimensionen entscheidend. Als Hauptquelle nutze ich in diesem Artikel die Studien von Roland Berger und Gartner.  

Vernetzung: Die digitale Fabrik nutzt eine nahtlose Vernetzung und Integration von Maschinen, Anlagen, Mitarbeitern und Systemen, um einen effizienten Informationsfluss zu ermöglichen. Durch die Konnektivität können Daten in Echtzeit ausgetauscht und analysiert werden, was zu schnelleren Entscheidungen und verbesserten Abläufen führt. 

Daten: Eine digitale Fabrik sammelt und analysiert große Mengen von Daten aus verschiedenen Quellen. Dazu gehören Produktionsdaten, Sensordaten, Wartungsinformationen und mehr. Diese Daten dienen als Grundlage für datenbasierte Entscheidungen und ermöglichen es, Prozesse zu optimieren und Engpässe zu identifizieren. 

Simulation: Durch Simulationstechnologien können Prozesse und Produktionssysteme virtuell modelliert und getestet werden, bevor sie in der realen Welt implementiert werden. Dies ermöglicht es, verschiedene Szenarien zu durchdenken, mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen und effiziente Lösungen zu entwickeln.  

Transparenz: Die digitale Fabrik strebt nach vollständiger Transparenz. Dies gilt für alle Aspekte der Produktion und Logistik. Entscheidungsträger haben somit jederzeit einen klaren Überblick über den Zustand der Produktion, den Lagerbestand, die Qualität und andere relevante Parameter und sind in der Lage schneller fundierte Entscheidungen zu treffen. 

Autonomie: Autonomie bezieht sich darauf, dass bestimmte Prozesse und Maschinen in der digitalen Fabrik autonom agieren können. Auf Basis von Algorithmen und künstlicher Intelligenz (KI) treffen sie selbstständig Entscheidungen. Dies kann die Effizienz steigern und menschliche Mitarbeiter von repetitiven Aufgaben entlasten. 

Unternehmenszukunft gestalten  

Die digitale Fabrik kann die Art und Weise, wie produziert wird, revolutionieren. Das Konzept integriert modernste Technologien, um den gesamten Produktionsprozess zu optimieren. Dazu gehören fortschrittliche Automatisierungssysteme, Roboter und autonome Maschinen. Eine entscheidende Komponente ist die Nutzung von Internet of Things (IoT)-Geräten und Sensoren, die über die Fabrik verteilt Echtzeitdaten zu Maschinenleistung, Temperatur, Feuchtigkeit und andere Parameter sammeln. Und mithilfe eines Digital Twins können verschiedene Produktionsabläufe virtuell getestet werden, bevor sie implementiert werden. Das reduziert Risiken und hilft, Ressourcen effizienter einzusetzen. 

Die Umsetzung einer digitalen Fabrik ist ein komplexer Prozess, der eine ganzheitliche Betrachtung und die Beteiligung verschiedener Parteien erfordert. Dazu gehören interne Unternehmensabteilungen sowie strategische Partnerschaften. Wenn die digitale Fabrik gut geplant und umgesetzt wird, kann sie erhebliche Vorteile bringen und das Unternehmen für die Zukunft stärken. Die Einbindung von Management und Mitarbeitern eines Unternehmens im Aufbau und in der Umsetzung der digitalen Fabrik ist von besonderer Bedeutung. Die Etablierung eines digitalen Mindsets und die Akzeptanz für agile Arbeitsprozesse sind hier ausschlaggebend. Richtig umgesetzt und implementiert ermöglichen "intelligente" Maschinen, Automatisierungslösungen sowie Virtual oder Augmented Reality auf dem digitalen Shopfloor eine gesteigerte Effizienz, Präzision, Qualität und Flexibilität in der Produktion. Und das führt letztendlich zu einer verbesserten Wettbewerbsfähigkeit und einer sicheren Unternehmenszukunft.