Einsatz von IoT-Sensoren zur Digitalisierung und Produktivitätssteigerung in der Fertigung

Wie digitalisieren IoT-Sensoren die Fertigung?

Die digitale Transformation in der Fertigungsindustrie hat den Fokus verstärkt auf IoT-Sensoren gelenkt. Diese verbinden nun Maschinen, Menschen und Systeme mithilfe von Echtzeitdaten. Daher wird prognostiziert, dass es bis zum Jahr 2025 voraussichtlich​ 152 Millionen industrielle IoT-Geräte geben wird. Dies deutet auf eine extrem hohe Technologieakzeptanz in Fabriken weltweit hin.  

Additionally, the best part is that it can seamlessly integrate with manufacturing ERP systems to digitalize the manufacturing industry. Now, let's see how they achieve digitalization and ensure an interconnected environment.

Echtzeitüberwachung und Datenerfassung

In der Fertigung können die Live-Datenströme von Sensoren genutzt werden, um Anomalien zu erkennen, bevor sie auftreten. Auf diese Weise können sie vorausschauende Wartungsmaßnahmen ermöglichen. Dadurch können Hersteller Ausfallzeiten reduzieren, Geräteausfälle vermeiden und die Auslastung ihrer Anlagen maximieren.

Vorausschauende Wartung ​

Mithilfe der Echtzeit-Bilddatenverfolgung erkennen Sensoren Unregelmäßigkeiten und Defekte während der Produktion. In Kombination mit KI können IoT-Sensoren fehlerhafte Produkte automatisch aussortieren oder korrigieren. Dies hilft, Verschwendung zu vermeiden und eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten, ohne dass eine ständige Überwachung durch Menschen erforderlich ist. Dies ist insbesondere bei Hochgeschwindigkeits-Produktionslinien von Vorteil.  

Prozessautomatisierung ​

Hersteller verwenden RFID, Barcodes und GPS-fähige Sensoren, um einen Echtzeit-Überblick über ihre Rohstoffe, Werkzeuge und Fertigprodukte zu erhalten. Dies minimiert Bestandsabweichungen, Engpässe und Verzögerungen. Außerdem hilft es bei der Automatisierung des Nachfüllprozesses. Darüber hinaus wird eine bessere Koordination zwischen den Produktions- und Lagersystemen erreicht. Dadurch wird der gesamte Lieferstrom schnell gesättigt.  

Energieeffizienz

Intelligente Zähler und IoT-Sensoren in der Fertigungsindustrie können den Energieverbrauch von Maschinen und Abteilungen verfolgen. Hersteller können mithilfe der Sensoren Überbeanspruchung, Leckagen oder Ineffizienzen in Echtzeit erkennen. Sie können die Maschinen oder den Zeitplan so anpassen, dass sie optimal genutzt werden können. Die sauberen Maßnahmen senken nicht nur die Energiekosten, sondern tragen auch zur Nachhaltigkeit und zur Erreichung gesetzlicher Vorgaben bei.

Vorteile des Einsatzes von IoT-Sensoren in der Fertigung

IoT-Sensoren bieten Herstellern die Möglichkeit, ihre Abläufe zu automatisieren, zu optimieren und zu rationalisieren wie nie zuvor. Diese Kombination gewährleistet intelligente Abläufe und weniger menschliche Fehler. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Vorteile aufgeführt, die Hersteller durch die Integration von IoT-Sensoren in ihre Abläufe erzielen.

Gesteigerte Produktivität ​

Im Durchschnitt erleben Hersteller mindestens 25 ungeplante Ausfallzeiten pro Monat. Ausfallzeiten von Maschinen können die Produktivität eines Fertigungsunternehmens erheblich beeinträchtigen. Hier kommen IoT-Sensoren ins Spiel. Sie ermöglichen Echtzeitüberwachung und Automatisierung, wodurch manuelle Eingriffe und Zeitverluste auf ein Minimum reduziert werden. Sie garantieren maximale Effizienz der Maschinen und benachrichtigen deren Bediener, bevor Probleme auftreten.  

Kosteneinsparungen

IoT-Sensoren ermöglichen die Minimierung von Verschwendung, da sie Ineffizienzen und Verschleißstellen an Geräten erkennen und so kostspielige Ausfälle vermeiden. Außerdem senkt diese vorbeugende Wartung die Reparaturkosten. Tatsächlich erhöht sie die Auslastung der Ressourcen und senkt damit die Kosten für Versorgungsleistungen. Im Allgemeinen werden langfristig erhebliche Betriebskosten eingespart.  

Verbesserte Produktqualität

Einige IoT-Sensoren messen die Arbeitsumgebung, die Maschinenleistung und die Konsistenz des Materials im Produktionsprozess. In Kombination mit einem ERP-System für die Fertigung gewährleisten diese Daten einheitliche Qualitätsstandards für alle Chargen. Alle fehlerhaften Produkte können schnell gekennzeichnet werden, wodurch Rücksendungen minimiert werden. Dies führt zu einer höheren Kundenzufriedenheit und einem stärkeren Vertrauen in die Marke.

Datengestützte Entscheidungsfindung

Die IoT-Sensoren arbeiten kontinuierlich und liefern verwertbare Daten, die die Verfolgung von Trends, Engpässen und Ineffizienzen erleichtern. Manager können fundierte Entscheidungen auf der Grundlage von Echtzeit-Erkenntnissen treffen, anstatt sich auf Vermutungen zu verlassen. Dies führt zu einer schnelleren Problemlösung und einer ausgefeilteren langfristigen Planung.  

Skalierbarkeit

IoT-Sensornetzwerke sind bei der Expansion von Unternehmen auf neue Anlagen oder Produktionslinien skalierbar. Dank der Vorteile der Cloud können sie zentral überwacht und gesteuert werden. Diese Skalierbarkeit macht die Expansion mühelos und weniger radikal, ohne dass die aktuellen Systeme umstrukturiert werden müssen.

Praktische Anwendungen von IoT-Sensoren in der Fertigung

IoT-Sensoren verändern traditionelle Fertigungssysteme, indem sie diese intelligent und vernetzt machen. Ob es um die Automatisierung von Abläufen oder die Sicherheit der Mitarbeiter geht – diese Geräte werden bereits in Branchen mit quantifizierbaren Aspekten eingesetzt.

Intelligente Fabriken ​

IoT-Sensoren sind das Herzstück intelligenter Fabriken. Sie sind zur Beobachtungsquelle geworden, die eine Echtzeitkommunikation zwischen Maschinen, Systemen und Menschen ermöglicht. Sie ermöglichen eine unterbrechungsfreie Steuerung und Prozessoptimierung von Produktionsabläufen. So setzt beispielsweise das Elektronikwerk Amberg von Siemens mehr als 1.000 Sensoren für die Automatisierung der Produktion ein. Dadurch konnte eine Fehlerquote von nur 12 pro Million Einheiten erreicht werden. (Quelle)​

Asset Tracking

Hersteller können mit IoT-Sensoren Werkzeuge, Geräte und Bestände in Produktionslinien und Lagerräumen überwachen. Dies reduziert Verschwendung, verbessert die Auslastung der Geräte und erhöht die Transparenz der Betriebsabläufe. Boeing hat in seinen Produktionsstätten ein IoT-basiertes Asset-Tracking-System eingeführt. Es nutzt RFID-Tags und IoT-Sensoren, um Komponenten von Flugzeugmontagesystemen zu verfolgen, wodurch die Montageeffizienz um 25 % verbessert wurde.(Quelle)​

Qualitätskontrolle

Sensoren tragen zu einer hohen Produktqualität bei, da sie Anomalien, Fehlfunktionen oder Abweichungen in der Produktion erkennen. Sie stellen sicher, dass nur Teile mit den richtigen Spezifikationen den Prozess durchlaufen. Schneider Electric setzt beispielsweise auf intelligente Kameras und Sensoren auf IoT-Basis, um Fehler in Echtzeit zu erkennen. Dies verringert die Notwendigkeit manueller Inspektionen und erhöht die Produktqualität.(Quelle)​  

Arbeitssicherheit ​

Die IoT-Sensoren am Arbeitsplatz gewährleisten die Sicherheit der Arbeitnehmer. Dies geschieht durch die Überwachung von Umweltgefahren wie Gaslecks, Temperaturanstiegen oder gefährlichen Maschinenvorgängen. Einige Unternehmen setzen sogar tragbare Geräte ein, um die Gesundheit und den Aufenthaltsort der Arbeitnehmer zu überwachen und so Unfälle zu vermeiden. Ein solches Unternehmen ist North Star BlueScope Steel. Es hat IoT-fähige Helme und Armbänder eingeführt, um die Vitalfunktionen der Arbeitnehmer zu überwachen. Dies ermöglicht eine schnellere Reaktion in Notfällen.  (Quelle))  

Herausforderungen und Überlegungen zur Verwendung von IoT-Sensoren

IoT-Sensoren bieten zwar enorme Vorteile für die Fertigung, ihre Implementierung ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Daher sollten Unternehmen vor Beginn des Prozesses über die potenziellen Herausforderungen bei der Implementierung sowie die zu berücksichtigenden Aspekte informiert sein.  

Anfangsinvestition

Hohe Kosten für die Implementierung von Sensoren, Anschlüssen und Plattformen können das Budget belasten. Daher ist es besser, mit Pilotprojekten in Bereichen mit hoher Wirkung zu beginnen. Sie können ROI-orientierte Planung und staatliche/industrielle Fördermittel nutzen, um den Wert zu demonstrieren, und dann mit der Ausweitung der IoT-Nutzung beginnen.

Datensicherheit ​

IoT-Sensoren können mehr Einstiegspunkte schaffen, die Ihr Unternehmen und Ihre Kundendaten gefährden können. Daher ist die Installation mehrschichtiger Cyber-Abwehrmaßnahmen wie Verschlüsselung und Firewalls von entscheidender Bedeutung. Diese können Geräte regelmäßig authentifizieren. Führen Sie regelmäßige Audits durch und schulen Sie Ihre Mitarbeiter in den besten Cybersicherheitsmaßnahmen, um Schwachstellen zu minimieren.  

Integration mit Altsystemen ​

Die meisten Produktionsstätten verwenden weiterhin veraltete Maschinen und Software. Wenn Sie also das IoT in Ihr bestehendes Fertigungs-ERP integrieren, verbessert dies den gesamten Prozess. Verwenden Sie IoT-Gateways oder Nachrüstgeräte, um alte und neue Systeme miteinander zu verbinden. Arbeiten Sie mit Anbietern zusammen, die Hybridlösungen anbieten, und modernisieren Sie Ihre Systeme schrittweise, um Störungen zu minimieren.  

Qualifikationslücken

Ältere Mitarbeiter verfügen möglicherweise nicht über die technischen Fähigkeiten, die für den Betrieb und die Wartung von IoT-Lösungen erforderlich sind. Investieren Sie daher in Mitarbeiterschulungen, Weiterbildungen und die Zusammenarbeit mit Technologieanbietern. Sie können auch schneller vorankommen, indem Sie Digitalexperten einstellen oder interne IoT-Gruppen bilden.

Wie fängt man mit IoT-Sensoren in der Fertigung an?

Die Einführung von IoT-Sensoren in der Fertigung ist kein hektischer Prozess, wenn man weiß, wie man es richtig macht. Mit einem strategischen Ansatz können Sie den ROI maximieren und gleichzeitig Störungen minimieren. Lassen Sie uns also sehen, wie Sie den Prozess starten können.  

Identifizieren Sie wichtige Schwachstellen

Identifizieren Sie zunächst Prozesse, die ineffizient oder fehleranfällig sind. Wenn Sie sich auf diese Schwachstellen konzentrieren, können Sie sicher sein, dass Ihre IoT-Implementierung einen echten Einfluss auf Ihren Fertigungsprozess haben wird.

Wählen Sie die richtige IoT-Plattform  

Wählen Sie eine Plattform, die Echtzeit-Tracking, Analysen und Integrationsmöglichkeiten mit anderen vorhandenen Systemen bietet. Eine skalierbare und sichere Plattform macht Ihre Investition zukunftssicher.

Arbeiten Sie mit Experten zusammen ​

Lassen Sie sich von IoT-Beratern oder Technologieanbietern unterstützen, die mit der Fertigung vertraut sind. Ihre Führungskompetenz kann teure Fehler verhindern und zu einer erfolgreichen Implementierung beitragen.  

Fangen Sie klein an und skalieren Sie

Testen Sie das System zunächst in einer Abteilung oder an einer Maschine, um zu sehen, ob es funktioniert. Nutzen Sie die gewonnenen Erkenntnisse und erweitern Sie das System schrittweise auf die gesamte Anlage.  

Schulen Sie Ihr Team  

Schulen Sie Ihre Mitarbeiter in der Nutzung und Wartung der IoT-Sensoren. Mit einem gut informierten Team können Sie eine schnelle Einführung, Effizienz und langfristigen Erfolg sicherstellen.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass IoT-Sensoren den Fertigungsprozess verändern, indem sie Abläufe schneller, intelligenter und effizienter machen. Das bedeutet, dass Unternehmen Ausfallzeiten minimieren, die Qualität steigern und Echtzeit-Transparenz erreichen können. Mit Hilfe klar definierter Ziele, geeigneter Technologie und Schulungen wird der Übergang zu einer skalierbaren digitalen Transformation der Fertigung reibungslos verlaufen.