Folgen Sie meiner imaginären Tour durch eine Smart Factory, um in Kürze zu erfahren, was alles zu diesem Thema gehört.
Zuerst ein paar Worte darüber, was eine Smart Factory überhaupt ist. Eine Smart Factory ist keine Fabrik, welche etwas Kluges herstellt. Es ist eine kluge Fabrik, welche sich aus mehreren Komponenten zusammensetzt. Zum einen natürlich aus den produzierenden Elementen wie die Maschinen, Rohstoffe, und den wertschöpfenden Tätigkeiten. Hinzu kommen die Elemente, welche den Maschinen die Aufträge erteilen.
Das waren früher die Menschen: Produktionsplaner, Operatoren, und Materialspringer. Die sind nicht weg. Aber die Smart Factory hat schon gelernt, wie man einige der Tätigkeiten von den Menschen übernehmen kann.
Ein Feinplanungssystem verwaltet die Aufträge und kontrolliert den Materialfluss. Dieses System muss ja irgendwie wissen, welche Aufträge gerade wo anstehen! Woher diese Informationen kommen? Natürlich von den Maschinen.
Maschinendatenerfassung
An den Maschinen sind Computer oder zumindest Schnittstellen verbaut. Meist nehmen Sensoren unterschiedlicher Art die Echtzeitdaten auf. Zu Echtzeitdaten gehören Umdrehungsgeschwindigkeiten, Materialtoleranzen, Temperaturen, Geräusche, Feuchtigkeit, Lichtverhältnisse und so weiter. Diese Daten werden wurden früher von den Maschinen-Operatoren händisch überprüft und vielleicht sogar in ein papierenes Schichtbuch übertragen.
Schon wurden viele dieser langweiligen wiederkehrenden und zeitraubenden Tätigkeiten auf Computer übertragen. Das menschliche Auge wird schliesslich einmal müde und kann nicht den ganzen Tag Schweissnähte überprüfen. Ein Computer hingegen schon. Und das sogar und widrigen Bedingungen! Stellen Sie sich einmal vor, wie unangenehm die Arbeit in einer Produktionshalle sein könnte. Zwischen Laser-schneidern, Schleifmaschinen, grossen Robotern, und Schweissgeräten. da überlässt man die Kontrolle lieber den (digitalen) Profis.
Apropos digital: Woher weiss der Kontrollcomputer überhaupt, wie das fertige teil aussehen soll? Auch dafür gibts eine Komponente. Sie nennt sich Digital Twin.
Digital Twin
Ein Digital Twin ist ein möglichst der Realität entsprechendes Modell einer Maschine, einem Bauteil, eines Prozesses oder gar der ganzen Produktionshallen. Er ergibt sich aus der Summe aller vorhandenen Attributen, Informationen, Daten und Plänen der Einzelnen teile. Von einem Bauteil gesprochen wären das zum Beispiel Explosionszeichnungen, Toleranzen, Materialeigenschaften bis zu Simulationsdaten von Fluiden wie Luft oder Wasser um das fertige Bauteil herum.
Man stelle sich mal vor: Welche Reederei würde denn heutzutage ein Kreuzfahrtschiff bauen, um erst am Schluss festzustellen, dass ein runder Rumpf vielleicht besser gewesen wäre, als ein eckiger? Wenn heutzutage bereits Videospiele sehr realistische Simulationen berechnen können – wieso das Ganze nicht für die Fabrik nutzen?!
Internet of Things
Aber zurück zu den Maschinen und deren Computern. Da wird IoT eingesetzt. Das steht für Internet of Things und dieses Internet of Things kann man sich wie eine Art Social Media für Geräte statt Menschen vorstellen. Die Computer können miteinander reden (Daten austauschen), Aktivitäten liken (auf Inputs reagieren), erhalten Youtube-Rewinds (Messdaten-Aufzeichnungen) und so weiter. Wie beim Menschen braucht das auch bei den Maschinen Hirn Leistung.
Deswegen können heutzutage bei zwanzig-jährigen Maschinen nicht einfach nur Netzwerkschnittstellen nachgerüstet werden. Sie nehmen immer komplexere Aufgaben wahr und müssen deshalb laufend modernisiert werden. Kostet zwar mehr, dafür erhält man aber auch mehr Leistung zurück.
Netzwerkaspekte
Dass dies einen ganzen Rattenschwanz von weiteren Anpassungen im Netzwerkbereich, vom Edge (Maschinencomputer) über den Fog (Netzwerk innerhalb der Hauswand der Fabrik) bis zur Cloud (wo die Daten aggregiert und aufbereitet werden) mit sich ziehen ist natürlich klar…
Wenn Smart Factory aber so einfach, und die Technologie schon immer da gewesen wäre, hätte man es vermutlich bereits bei den ersten grossen Spinnereien so gemacht…
