Eine Zukunftsvision in der Produktion

Die Vision von Industrie 4.0 und insbesondere der Smart Factory besteht darin, die Digitalisierung auch in der Industrie und Fertigung zu etablieren und somit die Produktion zu erleichtern und zu optimieren. Durch die Kommunikation der Anlagen bzw. der sogenannten Social Machines mit den Zulieferer- und Kundensystemen, kann die Fabrik selbst entsprechende Anpassungen bei der Herstellung vornehmen. Auf diese Weise werden Engpässe vermieden und freie Ressourcen so effizient wie möglich genutzt.

Smart Factory heißt, dass die Fabrik selbst Entscheidungen trifft und sich organisieren kann. Um kommunizieren und optimale Entscheidungen treffen zu können, braucht es jedoch eine große Menge an Daten. Doch wie funktioniert die Kommunikation zwischen Produkt und Maschine? Jedes Produkt und jedes Bauteil bekommt dabei einen Chip eingebaut. Die Smart Products können dadurch mithilfe von Internet mit den Anlagen Informationen austauschen und mitteilen, bei welcher Produktionsstufe sie sind und wie sie weiterhin verarbeitet werden müssen.

Auch wenn die Smart Factory sich selbst organisiert und komplette Fertigungsprozesse automatisiert zur Verfügung stellt, spielt der Mensch weiterhin eine zentrale Rolle in diesem Netzwerk. Er muss zwar nicht mehr in den eigentlichen Fertigungsprozess eingreifen, hat aber Funktionen in der Kontrolle und Optimierung der Abläufe. Zudem leistet er das grundlegende Design der Smart Factory und stimmt Schnittstellen zu externen Systemen oder anderen smarten Fabriken ab. Wichtiges Arbeitsmittel für den Menschen in der Smart Factory ist die Technologie der virtuellen Realität. Sie gestattet ihm, ohne direkten physischen Kontakt zu den Anlagen virtuell auf alle Systeme einzuwirken.

Der Begriff Smart Factory lässt sich mit „intelligente Fabrik“ ins Deutsche übersetzen. Die Smart Factory steht im Mittelpunkt der Industrie 4.0 und bezeichnet eine Produktionsumgebung, die sich selbst organisiert. Zur Produktionsumgebung gehören die Fertigungsanlagen und die Logistiksysteme. Der Mensch muss in den eigentlichen Produktionsprozess nicht mehr eingreifen.
Um einer Smart Factory zu ermöglichen, dass ein Produkt gemäß seiner von ihm selbst zur Verfügung gestellten Fertigungsinformationen die Fertigungsschritte steuern kann und den kompletten Weg durch die Fertigungsanlage durchläuft, muss die Smart Factory folgende zentralen Merkmale besitzen.
Die verschiedenen Komponenten, die die Fertigungsleistungen in der Factory erbringen, sind intelligent miteinander zu vernetzen. Die Vernetzung lässt sich in eine externe und eine interne Vernetzung unterteilen. Während sich die externe Vernetzung um die Kommunikation mit anderen smarten Fabriken kümmert, integriert die interne Vernetzung sämtliche internen Komponenten des Produktionsprozesses.

Ein weiteres zentrales Merkmal der Smart Factory ist die individualisierte Produktion. Dank intelligenter Vernetzung der Fertigungsanlagen und deren Fähigkeit zur Selbstorganisation lassen sich die Produktionsabläufe individuell und flexibel modellieren. Es entsteht die Möglichkeit, Individualprodukte und Kleinserien mit intelligenter Automation in einem Kostenrahmen zu produzieren, der in konventionellen Fertigungsanlagen nur bei der Massenproduktion zu erreichen ist. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von der so genannten Mass Customization (kundenindividuelle Massenproduktion). Durch die Angabe der Ziele wie Menge, Abmessungen und Funktion eines Produkts findet die Produktionsumgebung selbstständig die optimalen Fertigungsschritte und Produktionsprozesse.

Die Fabrik der Industrie 4.0 basiert auf intelligenten Einheiten: Maschinen koordinieren selbstständig Fertigungsprozesse, Service-Roboter kooperieren in der Montage auf intelligente Weise mit Menschen, fahrerlose Transportfahrzeuge erledigen eigenständig Logistikaufträge. Industrie 4.0 bestimmt dabei die gesamte Lebensphase eines Produktes: Von der Idee über die Entwicklung, Fertigung, Nutzung und Wartung bis hin zum Recycling.