Fabrikautomation: Eine schrittweise Anleitung zur Digitalisierung Ihrer Fabrik

Aus menschlicher Sicht wird die Fabrikhalle zu einem zunehmend einsamen Ort.

Während früher die produktivsten Fabriken diejenigen waren, in denen es von Arbeitern wimmelte, werden heute viele von Robotern und anderen Maschinen beherrscht. Diese automatisierten Fabriken sind oft sich selbst überlassen, abgesehen von einigen wenigen Menschen, deren Aufgabe es ist, die Arbeit zu überwachen und einzugreifen, wenn etwas schief geht.

Dieser Beitrag befasst sich mit den verschiedenen Automatisierungsstufen in den heutigen Fabriken, den Vorteilen der Automatisierung und der Frage, wie man sie angehen sollte, um die effektivsten Ergebnisse zu erzielen.

Fabrikautomation ist eine Kategorie von digitale Transformation , in der technologiebasierte Prozesse innerhalb einer Produktionsstätte manuelle, menschenzentrierte Prozesse ersetzen.

In Szenarien, in denen Prozesse automatisiert werden, reduzieren Unternehmen entweder ihre Arbeitsressourcen oder teilen sie neu zu, um sich auf andere wertschöpfende Aktivitäten zu konzentrieren.

Die Automatisierung von Fabriken deckt ein breites Spektrum ab: von der Verbesserung eines einzelnen manuellen Prozesses entlang der Produktionslinie bis hin zu einer umfassenden Umstellung, bei der die menschliche Beteiligung fast vollständig entfällt. Die Schritte entlang des Automatisierungsspektrums sind:

1. Teilweise Prozessautomatisierung

Ein Element der Automatisierung wird in einen Fabrikprozess integriert, für den ein menschlicher Arbeiter zuständig ist. Einfache, sich wiederholende Aufgaben werden automatisiert, aber die Verantwortung für das Endergebnis - wie z.B. die Sicherstellung von Qualitätsstandards für das, was den Arbeitsplatz verlässt - liegt weiterhin in den Händen eines menschlichen Bedieners.

2. Einzelne Automaten

Maschinen, die für die Ausführung einer bestimmten, sich wiederholenden Aufgabe konzipiert sind, bringen den Automatisierungsprozess auf die nächste Stufe. Diese Aufgaben können robotergesteuerte Aktionen wie Schneiden, Schweißen, Verpacken oder sogar die Erkennung von Defekten mit Computervision umfassen.

3. Automatisierte Produktionslinien

Eine Kombination aus automatisierten Maschinen, die jeweils eine bestimmte Aufgabe ausführen und in der Regel durch ein Fördersystem miteinander verbunden sind, reduziert den Bedarf an menschlichem Engagement in der Fabrikhalle weiter. Mit einer automatisierten Produktionslinie verlagert sich die Rolle des Personals auf die Überwachung, Kontrolle und Wartung der Anlagen und nicht mehr auf die Durchführung des eigentlichen Produktionsprozesses.

4. Vollständig automatisiert/End-to-End-Automatisierung

Am äußersten Ende des Automatisierungsspektrums befindet sich die "Lights-Out"- oder "Dark Manufacturing"-Umgebung, in der eine vollautomatische Einrichtung die Produktion 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche ohne jeglichen menschlichen Eingriff oder Aufsicht ermöglicht.

Die Fabrikautomation bietet eine Reihe von Vorteilen. Je nach Zielsetzung werden Unternehmen unterschiedliche Prioritäten und Erwartungen haben, wenn sie sich auf den Weg der Automatisierung machen. Im Allgemeinen gehören zu den Vorteilen der Automatisierung jedoch folgende:

Verbesserte Produktivität

Ein Hauptziel jeder Automatisierung - von partiellen Prozessänderungen bis hin zur vollständigen Umstellung - ist oft die Verbesserung der Produktivität durch die Verringerung der Einschränkungen, die menschliche Arbeitskräfte einem Produktionsprozess auferlegen. Im Gegensatz zu Menschen können Maschinen kontinuierlich arbeiten, wodurch Unternehmen ihre Produktionskapazität erheblich steigern können.

Verbesserte Qualität und Konsistenz

Abgesehen von den Produktivitätsgewinnen bedeutet die Wiederholbarkeit von automatisierten Prozessen, dass sie oft Endprodukte von höherer Qualität und Konsistenz produzieren können als solche, die mit menschlicher Arbeitskraft hergestellt werden.

Reduzierter Abfall

Die Wiederholbarkeit kann auch eine bessere Planung ermöglichen, was wiederum zu Möglichkeiten der Abfallreduzierung führt.

Kosteneinsparung

Während die Automatisierung unweigerlich mit anfänglichen Investitionskosten verbunden ist, können die langfristigen Kosteneinsparungen durch die Kombination der oben genannten Vorteile ein überzeugender Grund für eine Fabrik sein, den Weg der Automatisierung zu gehen. Eine effektive Automatisierung ermöglicht nicht nur Einsparungen durch verbesserte Produktivität und Qualität und weniger Abfall, sondern sollte auch die Ausfallzeiten und die Kosten für die Schulung des Personals reduzieren und damit die Kosten weiter senken.

Sicherere Arbeitsbedingungen

Automatisierte Fabriken verringern die Gesundheits- und Sicherheitsrisiken für die Mitarbeiter, indem sie die Arbeiter den Gefahren in der Produktion entziehen. Dies ist eine glückliche Kombination aus einer sichereren Arbeitsumgebung und der Vermeidung von Unfallkosten.

Die Automatisierung von Prozessen kann zwar viele der oben genannten Vorteile mit sich bringen, aber eine vollständige und totale Automatisierung kann auch eine Art Irrweg sein. Ein bemerkenswerter Fall, in dem übermäßige Automatisierung zu abnehmenden Erträgen führte, war Teslas Produktion des Model 3 im Jahr 2018.

Nachdem Tesla seine ehrgeizigen Produktionsziele vorgestellt hatte, die weitgehend auf der Automatisierung der vertikal integrierten Produktion von Elektrofahrzeugen beruhten, sah sich Elon Musk erheblicher Kritik ausgesetzt, als das Unternehmen seine Produktionsziele nicht erreichen konnte.

Auf Nachfrage bestätigte Musk, dass ein Grund dafür, dass Tesla das angestrebte Produktionsvolumen nicht erreichen konnte, die übermäßige Automatisierung war. Er merkte an: "Wir hatten dieses verrückte, komplexe Netzwerk von Förderbändern... Und es hat nicht funktioniert, also haben wir das ganze Ding abgeschafft."

Der potenzielle Nutzen der Fabrikautomation ist zwar beträchtlich, aber auch der erforderliche Aufwand ist groß. Es ist daher wichtig, nicht mit der Automatisierung zu beginnen, ohne eine solide Strategie zu entwickeln, die die folgenden Elemente umfasst:

Verstehen Sie Ihre Ziele

Die Rentabilität eines Automatisierungsprojekts hängt davon ab, wie es in der gesamten Fabrik eingesetzt wird, wobei die Automatisierung einiger Systeme einen stärkeren, unmittelbareren ROI als andere erzeugt. Daher ist es wichtig, dass Sie zuerst feststellen, welche Prozesse in der Fabrikhalle automatisiert werden sollten. Wenn Sie das Spektrum der Automatisierung in Betracht ziehen, sollten Sie sich darüber im Klaren sein, welche kleinen Schritte, wie z.B. die Einführung einzelner automatisierter Maschinen, angesichts Ihrer spezifischen Bedürfnisse die beste ROI liefern werden.

Sicherstellen, dass alle Interessengruppen aufeinander abgestimmt sind

Sobald ein Automatisierungsplan erstellt wurde, ist es wichtig, dass die Beteiligten im gesamten Unternehmen für die Initiative gewonnen werden. Die Beweise, die für eine Automatisierungsstrategie sprechen, sollten allen Beteiligten klar sein: Ein Vorstand, der sich über die Kapitalkosten des Projekts Sorgen macht, wird überzeugt sein, wenn die nachgelagerten Produktivitätssteigerungen (und damit die Rentabilität) offensichtlich sind. Die Belegschaft ist vielleicht besorgt, dass die Automatisierung zum Verlust von Arbeitsplätzen führen wird, während eine wirksame Strategie tatsächlich zu verbesserten Gesundheits- und Sicherheitsergebnissen und zu Möglichkeiten für die Mitarbeiter führen kann, sich von arbeitsintensiven Tätigkeiten zu erfüllenderen Aufgaben zu qualifizieren, die sich auf die Beaufsichtigung der neuen automatisierten Prozesse konzentrieren.

Bewerten Sie Tools und Technologie

Nehmen Sie sich die Zeit, die verfügbaren Tools und Technologien vollständig zu bewerten, um die gewünschten Automatisierungsergebnisse zu erzielen. Es ist für Unternehmen leicht, den Weg zu dem, was sie erreichen wollen, übermäßig zu spezifizieren und zu kompliziert zu gestalten - und dabei viel mehr auszugeben als nötig ist. Um das richtige Gleichgewicht zu finden, muss man mit einem soliden Verständnis der bestehenden Fertigungssysteme beginnen.

Messen Sie die Auswirkungen auf die Produktivität

Um sicherzustellen, dass Automatisierungsinitiativen ihr Potenzial voll ausschöpfen, sollten Sie in Tools investieren, mit denen Sie die Auswirkungen der von Ihrem Unternehmen vorgenommenen Änderungen messen können. Um ein vollständiges Bild der ROI von Ihrer digitale Transformation zu erhalten, ist es wichtig, die Produktivitätssteigerung im Laufe der Zeit zu messen.

Die Automatisierung von Fabriken ist in allen Bereichen der Produktion unvermeidlich, da sie Vorteile in Bezug auf Produktivität und Qualität bietet. Aber wie jede Entwicklung muss auch diese geplant werden, um sie effektiv einzuführen.

Wenn Sie Ihre Optionen für die Automatisierung von Fabriken abwägen, sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass eine "übermäßige Automatisierung" letztendlich Ihre Produktivität beeinträchtigen kann, wie im Fall von Tesla und so vielen anderen Unternehmen, die sich bei ihren Initiativen auf digitale Transformation überhoben haben.

Bei Tulip befürworten wir einen Augmented Lean-Ansatz für die Digitalisierung, bei dem Unternehmen überlegen, wie sie ihre Mitarbeiter am besten einsetzen können und wie Technologie die Lücken bei Aufgaben wie der Datenerfassung und -aufzeichnung füllen kann. Dieser menschenzentrierte Ansatz ermöglicht eine nachhaltigere digitale Transformation sowie eine Kultur der kontinuierlicher Verbesserungsprozess.

Wenn Sie wissen möchten, wie Tulip Ihnen helfen kann, die nicht wertschöpfenden Aktivitäten in Ihrem Unternehmen zu automatisieren, wenden Sie sich noch heute an ein Mitglied unseres Teams!