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Smart Factory – Die Zukunft von und für Unternehmen
Dank innovativer Technologien und vernetzter Produktion bieten sich in den kommenden Jahren und Jahrzehnten enorme Chancen für Fertigungsunternehmen. Doch in etlichen kleinen und mittelständischen Unternehmen sieht die Realität derweil noch anders aus. Auch wenn sich Entscheidungsträger bereits theoretisch mit der Smart Factory und der vierten industriellen Revolution befassen, fallen die tatsächlichen Praxis-Maßnahmen noch zurückhaltend aus.
Doch alle Experten sind sich einig, dass die Digitalisierung voranschreiten und die Produktion radikal verändern wird. Wer auch in Zukunft wettbewerbsfähig bleiben möchte, muss handeln – und das am besten bald.
Smart Factory: Was ist das?
Der Begriff „Smart Factory“ entstammt der Forschung und gehört zur Hightech-Strategie der Bundesregierung. Dabei ist die intelligente Fabrik Teil des Zukunftsprojekts 4.0. Konkret soll die Smart Factory eine Produktionsumgebung sein, in der Fertigungsanlagen und Logistiksysteme selbstständig arbeiten, ohne dass menschliche Eingriffe (weitestgehend) notwendig sind.
Die technische Grundlage hierfür bilden wiederum cyber-physische Systeme, die mit Hilfe des Internet of Things kommunizieren. Was sich auf den ersten Blick nach Science-Fiction und ferner Zukunftsvision anhört, hält schon heute Einzug in viele Unternehmen. Dass Smart Factory die Zukunft ist, daran zweifelt kaum noch ein Experte.
Wie genau sieht die Fabrik der Zukunft aus?
Auch bezüglich der Ausgestaltung der Fabrik der Zukunft gibt es bereits klare Vorstellungen beziehungsweise Möglichkeiten, die sich derzeit am Markt durchsetzen. Die Grundlage hierfür bildet immer das bereits angesprochene IoT:
- IoT ist ein Netzwerk aus Geräten wie beispielsweise Maschinen oder auch Werkstücken.
- Die Netzwerk-Teilnehmer können automatisch Daten sammeln, diese über das Internet untereinander austauschen und situationsbedingt reagieren.
- Damit entfällt eine manuelle Steuerung von Prozessen weitestgehend.
Ein konkretes Anwendungsbeispiel ist eine Anlage, die defekte Bauteile bereits vor einem Stillstand erkennt. Oder Werkstücke, die sich automatisch eine freie Maschine für den nächsten Arbeitsschritt suchen. Beides ist bereits heute möglich und nur der Beginn von Smart Factory. In Zukunft sollen immer mehr Geräte mit kleinen, günstigen und stromsparenden Mikroprozessoren ausgestattet werden.
IoT bietet also vielfältige Möglichkeiten und wird in Zukunft die Produktionshallen beherrschen. Ein Teil der Wahrheit ist aber auch, dass Technik und Wirtschaftlichkeit nicht immer miteinander vereinbar sind. Nur weil etwas technisch umsetzbar ist, muss es nicht auch wirtschaftlich sein. Setzen Unternehmen neue Technologien um, muss sich das Management immer folgende Fragen stellen:
- Bringt uns IoT einen höheren Kundennutzen?
- Entstehen dank der Vernetzung weniger Fehler?
- Können wir die Lieferzeiten mit IoT verbessern?
- Wie teuer ist die Technologie und welche Kosten kann sie einsparen?
Somit ist die Umrüstung vom klassischen Fertigungsunternehmen zur Smart Factory nicht nur ein technologischer Prozess, sondern auch eine betriebswirtschaftliche (Mammut-)Aufgabe. Je früher diese angegangen wird, desto schneller können Unternehmen Wettbewerbsvorteile und wichtige Lerneffekte erzielen.
Auswirkungen der Digitalisierung und von Smart Factory auf den Mittelstand
In den Grundzügen dürfte bereits deutlich geworden sein, wie sich Smart Factory und Digitalisierung auf Unternehmen auch im Mittelstand auswirken. Es wird letztlich weniger Fertigungspersonal benötigt, dafür höhere Investitionen in neue Maschinen und mehr Personal, das sich mit der IT auskennt. Was das für einzelne Unternehmensbereiche heißt, zeigen die folgenden Abschnitte:
IT-Infrastruktur
In vielen Unternehmen passt die heutige IT-Infrastruktur noch nicht zum Internet der Dinge. Sie ist schlichtweg nicht ausreichend modern und leistungsstark, um die Anforderungen abzudecken. Für die vernetzte Produktion muss dementsprechend ein neuer Technologie-Stapel aufgebaut werden. Der beinhaltet vor allem Hardware wie Sensoren, Prozessoren oder Funk-Komponenten, aber auch Anwendungssoftware, Schnittstellen und Steuerungen.
Zudem müssen Netzwerkverbindungen geschaffen werden, damit Objekt und Internet überhaupt kommunizieren können. Auch die Menge an Daten muss in sogenannten Big-Data-Datenbanken gespeichert werden. Hinzu kommen wichtige Sicherheitstools, Clouds, Server und Anbindungen an externe Datenquellen beziehungsweise andere Unternehmenssysteme wie ERP.
Fertigung
Eine Smart Factory setzt auf vorausschauende Wartung, Roboter und 3-D-Drucker. So können Unternehmen enorme Vorteile erzielen:
- individualisierte Produkte lassen sich bis hin zur Losgröße 1 kostengünstig erstellen
- Stillstandzeiten werden durch die intelligente Vernetzung minimiert
- gleichzeitig können die Durchlaufzeiten stark verringert werden
Produktentwicklung
Bisher wurde die Entwicklung von Produkten vor allem von Ingenieuren angetrieben. In der Zukunft werden deutlich mehr Softwareentwickler an den Prozessen beteiligt sein, schon weil die Produktionsmittel IT-lastiger werden. Zudem erfordern digitale Geschäftsmodelle, dass nicht nur physisch über Produkte nachgedacht wird, sondern auch aus Softwaresicht. Gefragt sein werden insbesondere digitale Services, die den Kundennutzen spürbar erhöhen.
Logistik
Schon heute gehört es zum Standard, dass Warensendungen mittels RFID-Etiketten nachverfolgt werden. In Zukunft werden IoT-Anwendungen die Logistik aber noch deutlich stärker revolutionieren. So werden sich beispielsweise verstreute Lieferflotten zentral steuern lassen – und das auf Basis einer Vielzahl von Echtzeitdaten:
- Standort des Fahrzeugs
- Tank-Reichweite
- Inspektionspläne
- aktuelle Wetterbedingungen entlang der Strecke
- aktueller Verkehr entlang der Strecke
Selbst Drohnen sind kein Zukunftskonstrukt mehr, sondern bei Amazon, Google und DHL im Testbetrieb. Lagermitarbeiter können beispielsweise durch Datenbrillen bei der Kommissionierung entlastet werden.
Marketing & Vertrieb
Ja, auch Marketing und Vertrieb werden durch die smarte Fabrik grundlegend verändert. Dank der Daten aus den vernetzten Geräten können Unternehmen erkennen, wie ein Kunde das Produkt nutzt. Nutzen viele Kunden bestimmte Funktionen besonders häufig, können maßgeschneiderte Vertriebsangebote erstellt werden. Auch völlig neue Produkte oder Zusatzleistungen lassen sich auf Basis dieser Informationen entwickeln. Zudem wird deutlicher, wo der tatsächliche Wert des Nutzers für das Produkt liegt – was die Preisgestaltung wiederum einfacher macht.
Smart Factory und Big Data: Wie spielen diese Begriffe zusammen?
Smart Factory und Big Data sind untrennbar miteinander verbunden. Denn das Datenaufkommen wird durch das IoT stark steigen und viel komplexer. Für Unternehmen heißt das im Umkehrschluss, dass sie möglichst das volle Potenzial dieser Daten ausschöpfen müssen, um wichtige Wettbewerbsvorteile zu generieren. Gleichzeitig müssen sensible Informationen über Kunden, Mitarbeiter und Produkte geschützt werden.
Für Erhebung, Verwaltung, Analyse und Schutz dieser „Big Data“ wird es daher in Zukunft zentrale Abteilungen geben, die sich nur hierum kümmern. Den Mitarbeitern steht ein Chief Data Officer (CDO) vor, der direkt an den Geschäftsführer berichtet.
