Digitalisierung und Automatisierung in der Fertigungsindustrie

Zu Beginn möchten wir die beiden zentralen Begriffe des heutigen Artikels – Digitalisierung und Automatisierung – definieren und erklären. Anschließend beleuchten wir die Unterschiede, die Vorteile aber auch die möglichen Risiken und Herausforderungen der Digitalisierung und Automatisierung in der Fertigung.

Was versteht man unter Digitalisierung?

Die Digitalisierung bezeichnet den Prozess, bei dem analoge Informationen, Daten und Prozesse in digitale Form umgewandelt werden, um sie mithilfe von modernen Informations- und Kommunikationstechnologien effizienter nutzen und verarbeiten zu können. Dazu gehört die Vernetzung von Maschinen, Anlagen und Systemen, die Sammlung und Verarbeitung von Daten (z.B. durch Sensoren), die Nutzung von Cloud-Technologien, künstlicher Intelligenz und vielem mehr.

Was versteht man unter Automatisierung?

Die Automatisierung hingegen ist ein spezifischerer Begriff und beschreibt den Einsatz von Technologien, Maschinen und Robotern, welche menschliche Arbeitskraft in verschiedenen Prozessen – insbesondere in der fertigenden Industrie – ersetzen oder ergänzen. Hier geht es vor allem um die automatisierte Durchführung von Fertigungsschritten, wie beispielsweise das Handling von Werkstücken, die Assemblierung von Bauteilen oder die Steuerung von Anlagen und Fertigungsprozessen.

Sowohl die Digitalisierung als auch die Automatisierung haben das Ziel, die Effizienz und Produktivität zu steigern, Kosten zu reduzieren, die Qualität der Produkte zu erhöhen und letztlich auch Wettbewerbsvorteile gegenüber Mitbewerbern am Markt zu erzielen. Dabei ist die Automatisierung ein wichtiger Bestandteil der Digitalisierung der fertigenden Industrie, aber nicht deren alleiniges Ziel.

Unterschied zwischen Digitalisierung und Automatisierung in der Fertigung

Der Unterschied liegt in den grundlegenden Konzepten, Zielen und Implementierungsstrategien beider Technologien. Während die Digitalisierung die Umwandlung analoger Prozesse und Informationen in digitale Formate beinhaltet sowie die Nutzung von digitalen Technologien zur Verbesserung von Produktivität, Effizienz und Qualität der Fertigung, liegt der Fokus der Automatisierung auf der Verringerung manueller Arbeit und der Einführung intelligenter Maschinen zur Durchführung von Aufgaben mit hoher Präzision und Geschwindigkeit. Die Automatisierung ist daher ein Teilaspekt der Digitalisierung, aber nicht ihr Synonym.

Vorteile der Digitalisierung

Eines der Hauptmerkmale der Digitalisierung ist die Möglichkeit, große Mengen an Daten zu sammeln und auszuwerten, was dazu beiträgt, bessere Entscheidungen zu treffen, ineffiziente Prozesse zu identifizieren und Verbesserungsmaßnahmen zu entwickeln. Dies kann sich wiederum positiv auf die Produktqualität, die Kundenzufriedenheit und letztendlich den wirtschaftlichen Erfolg des Unternehmens auswirken.

Die Digitalisierung bringt zahlreiche Vorteile für die fertigende Industrie mit sich, die sich sowohl auf die Effizienzsteigerung als auch auf die Kostensenkung auswirken können. Durch die Vernetzung von Maschinen und Anlagen, die Nutzung von smarten Sensoren und die Echtzeitüberwachung von Fertigungsprozessen können Unternehmen jeder Größe ihre Produktionsabläufe optimieren, den Energieverbrauch reduzieren und den Materialbedarf minimieren. Ein weiterer Vorteil der Digitalisierung im Fertigungsbereich liegt in der Flexibilisierung der Produktion. Durch den Einsatz von digitalen Technologien und Softwarelösungen können Unternehmen ihre Fertigungslinien schneller und einfacher an sich ändernde Marktanforderungen und Produktvariationen anpassen. So lassen sich beispielsweise Losgrößen flexibler gestalten oder individualisierte Produkte leichter in den Fertigungsprozess integrieren.

Außerdem ermöglicht die Digitalisierung eine engere Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Abteilungen, wie z.B. Produktentwicklung, Produktion, Logistik und Service. Dies führt zu einer effektiveren und nahtlosen Kommunikation entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Sie kann auch dazu beitragen, den Innovationsgrad im Unternehmen zu fördern und neue Geschäftsmodelle zu entwickeln, da sich durch digitale Technologien neue Möglichkeiten ergeben.

Vorteile der Automatisierung

Die Automatisierung hat in der fertigenden Industrie große Vorteile mit sich gebracht, die in vielerlei Hinsicht zu einer Steigerung der Produktionsleistung und Effizienz beitragen. Einer der offensichtlichsten Vorteile der automatisierten Fertigung ist die erhöhte Produktionsgeschwindigkeit. Durch den Einsatz von Robotik und automatisierten Maschinen können Fertigungsschritte schneller und präziser durchgeführt werden, wodurch die Produktionskapazität und der Durchsatz gesteigert werden. Darüber hinaus ermöglicht die Automatisierung eine bessere Planung und Kontrolle von Fertigungsprozessen sowie eine optimierte Ressourcennutzung. Dadurch können Sie als Unternehmen Ihre Produktionskosten senken und die Rentabilität Ihrer Investitionen erhöhen.

Die Automatisierung trägt auch zu einer verbesserten Produktqualität bei, da sie eine größere Präzision und Konsistenz bei der Herstellung von Bauteilen ermöglicht. Fehler, die bei manueller Fertigung auftreten können, werden minimiert und die Ausschussrate reduziert. Ein weiterer wichtiger Vorteil der Automatisierung ist die Flexibilität. Durch den Einsatz von Robotern und automatischen Handling-Systemen können Produktionsanlagen schnell an geänderte Produktionsanforderungen angepasst werden, was insbesondere bei der Herstellung von Kleinserien oder kundenindividuellen Produkten von großem Vorteil ist.

Die Automatisierung kann dazu beitragen, das Arbeitsumfeld für die Mitarbeiter in der Fertigung sicherer und angenehmer zu gestalten. Durch die Übernahme von monotonen, körperlich anstrengenden oder gefährlichen Tätigkeiten durch Roboter und Automatisierungssysteme, können Arbeitnehmer von diesen Belastungen entlastet werden und sich auf anspruchsvollere und kreative Aufgaben konzentrieren.

Technologien, die zur Automatisierung der Fertigungsschritte eingesetzt werden

(Robotik, Handling, Assemblierung usw.)

Um einen tieferen Einblick in die Technologien zu geben, die zur Automatisierung der Fertigungsschritte eingesetzt werden, wollen wir uns hier insbesondere auf Robotik, Handling und Assemblierung fokussieren. In der modernen Industrie sind Roboter nicht mehr wegzudenken. Sie kommen in zahlreichen automatisierten Fertigungsschritten zum Einsatz und übernehmen dabei vielfältige Aufgaben. Zum Beispiel werden Industrieroboter für Montage-, Schweiß-, Lackier- oder Verpackungsaufgaben verwendet, bei denen sie nicht nur die Effizienz steigern, sondern auch die Sicherheit der Mitarbeiter erhöhen, indem sie gefährliche oder repetitiven Tätigkeiten übernehmen. Dabei kommen intelligente Roboterarme zum Einsatz, die durch ihre Flexibilität und Präzision vielseitig einsetzbar sind und sich leicht an unterschiedliche Fertigungsszenarien anpassen lassen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Automatisierung ist das sogenannte Handling. Hierbei geht es um die effiziente Gestaltung von Materialflüssen und Logistikprozessen innerhalb der Produktionsstätte. Die eingesetzten Technologien reichen von Fördersystemen, wie beispielsweise Gurt- oder Rollenförderern, über fahrerlose Transportsysteme (FTS/AGV) bzw. autonom navigierende mobile Roboter (AMR) bis hin zu vollautomatisierten Hochregallagern. Diese Systeme sind oft miteinander vernetzt und werden durch intelligente Software gesteuert, um einen reibungslosen Materialfluss sowie eine optimale Koordination der einzelnen Fertigungsschritte zu gewährleisten.

Ein anderes Element ist die Assemblierung, also der Zusammenbau der einzelnen Komponenten zu einem fertigen Produkt. Moderne Montagelinien sind heutzutage häufig mit kollaborativen Robotern, sogenannten Cobots, ausgestattet.

Mögliche Risiken und Herausforderungen bei der Automatisierung

Trotz der zahlreichen Vorteile, die die Automatisierung in der fertigenden Industrie mit sich bringt, gibt es auch einige Risiken und Herausforderungen, die Unternehmen bei der Einführung von automatisierten Fertigungsschritten berücksichtigen müssen.

Essenziell ist die Sicherheit der Mitarbeiter, die in direktem Kontakt mit automatisierten Maschinen und Robotern stehen. Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine erfordert einen effektiven Schutz der Arbeitnehmer, um mögliche Unfälle oder Verletzungen zu vermeiden. Daher müssen Unternehmen in Sicherheitssysteme und Schulungen für ihre Belegschaft investieren, um ein sicheres Arbeitsumfeld zu gewährleisten.

Ein weiteres Risiko besteht in der Gefahr von Cyberangriffen, da automatisierte Systeme und Anlagen meist über digitale Netzwerke miteinander verbunden sind. Die fertigende Industrie ist zunehmend von der digitalen Infrastruktur abhängig, was sie anfällig für Hackerangriffe und Datendiebstahl macht. Hier ist es wichtig, dass Unternehmen proaktiv in den Schutz ihrer Daten und Systeme investieren und regelmäßige Sicherheitsupdates durchführen, um mögliche Schwachstellen zu schließen.

Die Automatisierung kann zudem zu Arbeitsplatzverlusten führen, insbesondere bei Tätigkeiten, die von Robotern und Maschinen effizienter und kostengünstiger erledigt werden können. Hier liegt die Herausforderung für Unternehmen darin, ihre Mitarbeiter für neue, technologiebasierte Aufgabenbereiche zu qualifizieren und ihre Rolle innerhalb des Produktionsprozesses neu zu definieren. Eine zukunftsorientierte Personalstrategie sollte die Umschulung und Weiterbildung der Mitarbeiter in den Bereichen Robotik, Handling und Assemblierung einbeziehen.

Zusammenfassung und Fazit

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass Digitalisierung und Automatisierung zwei eng miteinander verknüpfte Konzepte sind, die jedoch unterschiedliche Aspekte der fertigenden Industrie betreffen.

Während die Digitalisierung die Vernetzung von Systemen, Prozessen und Daten zur Optimierung der gesamten Wertschöpfungskette umfasst, bezieht sich die Automatisierung auf die Ausführung von automatisierten Fertigungsschritten mithilfe von Robotik, Handling und Assemblierung, um die Effizienz, Qualität und Wirtschaftlichkeit von Produktionsprozessen zu steigern.

Beide Ansätze bieten erhebliche Vorteile, wie zum Beispiel Kosteneinsparungen, verbesserte Prozesssicherheit, höhere Produktqualität und die Möglichkeit, auf die individuellen Bedürfnisse der Kunden einzugehen. Es ist jedoch wichtig, bei der Implementierung von Automatisierungslösungen mögliche Risiken und Herausforderungen, wie zum Beispiel den Verlust von Arbeitsplätzen, Datenschutz- und Sicherheitsanforderungen oder Investitionskosten, angemessen zu berücksichtigen und eine vorausschauende Planung durchzuführen.

Im Fazit kann festgehalten werden, dass die Kombination von Digitalisierung und Automatisierung in der fertigenden Industrie ein wesentlicher Schritt in Richtung Industrie 4.0 ist und Unternehmen, die sich frühzeitig auf diese Entwicklungen einstellen und innovative Technologien nutzen, zukünftig im Wettbewerb einen entscheidenden Vorteil haben werden.