Smart Factory

Supply Chain Management in der Fabrik von morgen

| Autor / Redakteur: Ralf Bernhard / Benedikt Hofmann

Auch die Supply Chain befindet sich im Wandel und wird in Zukunft noch digitaler und vernetzter.
Auch die Supply Chain befindet sich im Wandel und wird in Zukunft noch digitaler und vernetzter. (Bild: vege - Fotolia)

Industrie 4.0 beschreibt die nächste große industrielle Revolution: die Digitalisierung und intelligente Vernetzung von Produktion und Wertschöpfungsketten. Daraus entsteht, so die Vision, die sich selbst organisierende Smart Factory. Gerade für das Supply Chain Management der Zukunft gilt es hier einige Herausforderungen zu meistern.

Die Wirtschaft steht vor der nächsten großen industriellen Revolution und in ihrem Zentrum das Internet der Dinge. Dabei ist es nicht nur die Grundlage für die intelligente Fabrik von morgen, sondern vernetzt auch alltägliche Gegenstände und Lebenssituationen: Das selbstfahrende Auto oder der Kühlschrank, der Alarm schlägt, sobald sich ein bestimmtes Lebensmittel dem Ende neigt, sind nur zwei Beispiele dafür, wie das Internet der Dinge die reale Welt auf eine virtuelle Ebene hebt. Vernetzt und mobil werden so aus alltäglichen Gegenständen Smart Devices. Zukunftsweisende Szenarien aus dem Alltag wie diese funktionieren in ganz ähnlicher Weise auch in der industriellen Fertigung. Industrie 4.0 verändert das Supply Chain Management (SCM) von Unternehmen in erheblichem Maße, denn es bietet völlig neuartige Möglichkeiten für eine Zusammenarbeit über die Unternehmensgrenze hinaus. Aus den einzelnen Komponenten einer Supply Chain werden Smart Devices und Services, die über einen ortsunabhängigen Onlinezugang verfügen und so in Echtzeit über eine Server-Infrastruktur Informationen zur Analyse liefern. Hieraus ergeben sich Handlungsanweisungen, die in einer Smart Factory automatisiert umgesetzt werden und menschliches Eingreifen weitgehend reduzieren.

Die kommunizierende Maschine

Möglich machen das RFID-Chips, Strich- oder QR-Codes, mit denen physische Objekte versehen und im virtuellen Raum identifiziert werden. Die Informationen gelangen über Sensoren in die Cloud, werden dort analysiert und münden anschließend in Handlungsempfehlungen. Auf diese Weise ist die Smart Factory in der Lage, ein breites Spektrum kundenspezifischer Produkte auf Basis der Losgröße 1 ohne permanente Rüstvorgänge herzustellen. All diese Prozesse verlaufen nahezu autark.

Im SCM entsteht eine virtuelle Abbildung der gesamten Lieferkette, was zum Vorteil hat, dass die Fabrik zu jeder Zeit die Lagerbestände, sämtliche Warenströme sowie den Stand der Fertigung kennt – vorausgesetzt, dass auch externe Dienstleister wie Zulieferer oder Speditionen eingebunden sind. Nur so können Stillstände und Missstände aufgrund von Verzögerungen in der Supply Chain eliminiert werden. Die Smart Factory, deren Mittelpunkt eine adaptive Logistik bildet, sorgt für selbststeuernde und planende Produktionsprozesse, die wiederum in das SCM integriert sein müssen.

Wie die intelligente Fabrik der Zukunft im Detail funktioniert, lässt sich in folgendem Szenario skizzieren: Nachdem Elektronik und IT zur Automatisierung der Produktion geführt haben, folgt nun die Vernetzung durch die Kommunikation von Maschinen, Menschen und Produkten. Durch eine frühzeitige Verschmelzung realer und virtueller Planung können die Produktionsprozesse optimiert werden.

In der Cloud verknüpft

Über die Konfiguration eines Produkts führt der Kunde Fertigungsinformationen in digitaler Form zu. Hieraus ergeben sich die an der Produktion beteiligten Komponenten und Arbeitsschritte, die ihre Daten erfassen, speichern und an eine zentrale Stelle weiterleiten. Sämtliche Daten werden in der Cloud erfasst und über Datenbanksysteme wie beispielsweise SAP HANA S/4 miteinander verknüpft und analysiert. Auf diese Weise wird der gesamte Fertigungsprozess aufgenommen und optimiert. Durch die stetige Datenerfassung ist die Smart Factory in der Lage, bereits während der Produktion den Endzustand des Produkts vorherzusagen und gegebenenfalls in den Produktionsprozess einzugreifen, wenn die Daten von den im Vorfeld festgelegten Mustern abweichen. RFID- und NFC-Technologien, die QR-Codes ablesen, überprüfen die Produktionsprozesse und die Produktqualität und machen definierte Messpunkte im Fertigungsprozess zur Qualitätskontrolle überflüssig. Die Technologie ermöglicht es sogar, dass die komplette Überprüfung wegfällt, da die Smart Factory im Idealfall keine großen Qualitätsschwankungen zulässt. Voraussetzung dafür ist, dass die Maschinen allzeit fehlerlos laufen, womit ein Wandel von einer reaktiven hin zu einer vorausschauenden Instandhaltung einhergeht. Unternehmen machen sich dafür die Maschinendaten zunutze. Eine Auswertung dieser ermöglicht es, Maschinenfehler zuverlässig zu prognostizieren, voraus sich zwei wesentliche Vorteile ergeben: Zum einen erhöht sich die Verfügbarkeit der eingesetzten Produktionsanlagen und zum anderen reduzieren sich durch Wartungsarbeiten verursachte Stillstandzeiten. Außerdem verringern sich die Kosten für die Vorhaltung von Ersatzteilen.

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