Advanced Manufacturing – Lösungen, die die Branche umgestalten

Das Advanced Manufacturing gestaltet die Herstellungsbranche völlig um. Allerdings gibt es bereits jetzt Lösungen, die selbst kleinen Fertigungsunternehmen helfen können, mit den sich rapide wandelnden Geschäftsbedingungen Schritt halten zu können.

Was ist Advanced Manufacturing?

Das Advanced Manufacturing ist der Einsatz neuer, innovativer Technologien und Prozesse, um die Produktionseffizienz zu verbessern und wettbewerbsfähiger zu werden.

Während sich die traditionelle Produktion auf fest zugeordnete Produktionslinien und branchenspezifische Varianten erprobter Techniken verlässt, nutzt das Advanced Manufacturing IT, Automatisierung, Sensornetzwerke, Materialwissenschaft und mehr, um eine datengetriebene, intelligente, ökonomischere und umweltfreundlicherer Produktion zu erreichen.

Laut Deloitte sind heutzutage 83% aller Hersteller davon überzeugt, dass die Produktion bis 2025 durch diese Initiativen umgewandelt wird.

Mit entsprechenden Richtlinien und in den höchsten Regierungsebenen eingerichteten Taskforces, sowohl in den Vereinigten Staaten als auch in der Europäischen Union, ist das Advanced Manufacturing längst nicht mehr nur ein Schlagwort, das von jedem mit einem vagen Verständnis über dieses Thema in den Mund genommen wird.

Advanced Manufacturing Lösungen

Es gibt verschiedene Kategorien an Lösungen, die unter den Oberbegriff des Advanced Manufacturings fallen.

Wenngleich einige von ihnen wahrlich hochmodern sind, gibt es andererseits auch jene, die bereits seit Jahrzehnten zu finden sind. Letztere entwickelten sich jedoch nur langsam zum Mainstream, da sie über Jahre hinweg weiterentwickelt wurden und erst vor kurzem für kleine Unternehmen erschwinglich geworden sind.

Fertigungsdaten-Management

Viele Unternehmen nutzen bereits digitale Lösungen, um ihren Fertigungsbetrieb zu optimieren, indem sie Planungs- und Steuerungsprozesse planen, Daten analysieren und sammeln und die Kommunikation verbessern.

Diese Lösungen mag es zwar bereits seit vielen Jahrzehnten auf dem Markt geben, doch für kleinere Marktteilnehmer waren sie lange nicht verfügbar.

Software der digitalen Revolution

ERP, MRP, CRM, SCM, WMS, MES und sogar Excel – all diese Softwarelösungen haben ihre Wurzeln in der digitalen Revolution, die während der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts begann.

Wenngleich es sie bereits eine lange Zeit gibt, waren sie für die meisten Fertigungsunternehmen wegen hoher Lizenz- und Einführungskosten oft nicht erschwinglich.

Sie wurden ebenfalls dafür entwickelt, von bestimmten Abteilungen eingesetzt zu werden (CRM von Verkäufern, WMS von Bestandsmanagern, Buchhaltungssoftware von Finanzabteilungen usw.), wodurch ihre Funktionen auf nur diesen einen Bereich eingeschränkt waren.

Selbst wenn diese Ein-Abteilungs-Softwares weiterentwickelt wurden, um Funktionen für andere Teile des Fertigungsbetriebs zu umfassen, wie etwa die Produktionsplanung oder das Instandhaltungsmanagement, blieben sie im Grunde genommen sehr unausgewogen.

Moderne Fertigungssoftware

Im letzten Jahrzehnt fand jedoch ein massiver Wandel zu preiswerter, leicht zu verwendender Software statt, die alle verschiedenen Funktionen der bisherigen Einzelprogramme in sich vereint und Herstellern damit eine Alles-in-Einem-Lösung bietet.

MRP-Systeme oder Fertigungs-ERPs sind Softwares, die als zugrundeliegende Infrastruktur eines Fertigungsunternehmens dienen.

Abgesehen davon, dass ein modernes MRP-System es Herstellern möglich macht, ihre Produktionsprozesse und Materialbedarfe zu planen, kann es außerdem jeden Aspekt eines Fertigungsbetriebs verwalten – von Vertrieb bis Beschaffung, von Finanzen bis Wartung und so weiter.

Weiterhin sammelt ein MRP-System gewaltige Datenmengen von allen Abteilungen und hilft, diese in Einblicke zu übersetzen.

Cloud-basierte MRP-Software lässt sich per Fernzugriff verwenden und hat dadurch die Fähigkeit, alle Abteilungen jederzeit miteinander zu verbinden, egal wie weit sie auch auseinanderliegen mögen. So findet der Datenaustausch augenblicklich statt und viele Prozesse werden automatisiert.

Studie belegt die Vorteile von Fertigungs-MRPs

Tatsächlich lieferte eine im November 2018 von der Beratungsfirma Mint Jutras durchgeführte  ERP-Einführungsstudie mit 315 Fertigungsunternehmen und Verteilern die folgenden Ergebnisse:

• 40% der befragten Unternehmen vermeldeten geringere IT-Kosten
• 38% vermeldeten verringerte Bestandsniveaus
• 35% vermeldeten verringerte Zykluszeiten
• 32% vermeldeten verringerten Personalbedarf für manuelle Dateneintragungen.
• 31% vermeldeten erhöhte Produktionskapazität, ohne zusätzliches Personal oder Kapital zu benötigen
• 22% vermeldeten Umsatzsteigerungen, ohne zusätzliches Personal oder Kapital zu benötigen
• 51% vermeldeten verbesserte Datenverfügbarkeit
• 40% vermeldeten verbesserte Bestandsgenauigkeit
• 34% vermeldeten verbesserte interne Zusammenarbeiten und Interaktionen
• 28% vermeldeten verbesserte OTIF-Lieferungen
• 23% vermeldeten verbesserte externe Zusammenarbeiten und Interaktionen
• 23% vermeldeten verbesserte Produktqualität
• 21% vermeldeten erhöhtes Vertrauen in ihre Daten
• 19% vermeldeten gesteigerte Kundenzufriedenheit
• 17% vermeldeten verbessertes Mitarbeiterengagement

Das ist eine lange Liste an Vorteilen.

Die Tatsache, dass all diese Verbesserungen von einer großen Bandbreite der befragten Unternehmen erreicht wurde, bezeugt weiterhin, dass bei richtiger Einführung eines MRP-Systems all diese Vorteile erreicht werden können.

Nur eines der 315 befragten Unternehmen erachtete seine Einführung als Fehlschlag.

Advanced Analytics

Mit den Datenmanagement-Fähigkeiten eines MRP-Systems können Sie große Datenmengen sammeln, die Sie mit der Software wiederum umwandeln können, um wertvolle geschäftliche Einblicke zu erhalten.

Muster zu finden und Daten zu übersetzen hilft Ihnen nicht nur, Probleme im Produktionsprozess aufzudecken oder Überbestände Ihrer Rohstoffe zu vermeiden.

Sie erhalten außerdem entscheidende Statistiken über Ihre geschäftliche Performance, wodurch Sie fundiertere Prognosen aufstellen und im ganzen Unternehmen bessere Entscheidungen treffen können – von Kundenverhaltenstrends bis hin zur Gesamtanlageneffektivität.

Genau hierauf bewegen sich moderne MRP-Systeme langsam zu – sie werden Datenkraftwerke, die Daten jedoch nicht nur sammeln und grundlegend verarbeiten, sondern auch komplexe Analysen durchführen, die geschäftliche Ergebnisse vorhersagen und einzuleitende Schritte nahelegen.

Lesen Sie außerdem: Was sind Nachfrageprognosen und was kann MRP-Software mit ihnen tun?

Künstliche Intelligenz und Maschinenlernen

Künstliche Intelligenz und Maschinenlernen zählen wohl zu den transformativeren Konzepten unserer modernen Zeit und werden mittlerweile in beachtlichem Umfang in der Fertigung eingesetzt.

Wenngleich KI kein wirklich neues Technologiefeld ist, haben aktuelle Entwicklungen wie Cloud-Computing, Big Data und Maschinenlernen den Weg freigemacht, dass KI in immer größerem Umfang eingesetzt wird.

Bei der richtigen Infrastruktur, die Datensammlungen aus verschiedenen Abteilungen eines Fertigungsunternehmens in massivem Umfang ermöglicht, könnte KI eingesetzt werden, um in Echtzeit datengetriebene Entscheidungen zu treffen.

Daten könnten beispielsweise von der Fertigungslinie eintreffen, welche die KI anschließend kalkuliert und Zykluszeiten mit verschiedenen Variablen vorhersagt, was wiederum präzisere Planungen und Steuerung ermöglicht.

Mithilfe von Sensoren lässt sich KI einsetzen, um Unregelmäßigkeiten bei der Qualität der Produkte oder dem Zustand der Fertigungsmaschinen zu finden.

Bei der Beschaffung kann KI hochgenaue Nachfrageprognosen abgeben und vorausschauend bestellen, während Verkaufsteams von ihren analytischen Fähigkeiten profitieren könnten, um Geschäftsgelegenheiten zu bewerten.

Das ist jedoch nur die Spitze des Eisbergs.

Accenture schätzt, dass KI das Potenzial hat, den Gewinn in der Branche im Vergleich zur prognostizierten Baseline 2035 um satte 39% zu erhöhen.

Industrielles IdD, Robotik und Automatisierung

Das industrielle Internet der Dinge umfasst vernetzte Sensoren, Produktionsausrüstung und andere Geräte, die in der Fertigung eingesetzt werden.

IdD-Lösungen können für Fernüberwachungen und -betrieb eingesetzt werden, sprich Maschinen zu führen und im Auge zu behalten, allerdings auch für Maschineninteraktionen, wodurch autonome Maschinen selbst einen Workflow erstellen und Unfälle verhindern können.

Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine ist bereits auf intimer Ebene möglich, beispielsweise können IdD-unterstützte Handschuhe und Exoskelette Arbeitern zusätzliche Sicherheit und Kraft bieten.

Neben der Unterstützung im eigentlichen Produktionsprozess ist das IdD auch eine wertvolle Datenquelle, mit der Sie Ihre Produktionsprozesse effizienter und sicherer machen können.

Bis 2019 haben sich die jährlichen Verkäufe von Industrierobotern verdreifacht, im Vergleich zu den zehn Jahren zuvor.

Da wir immer noch am Anfang des Zeitalters der smarten Fabriken stehen, wird die Wichtigkeit des IdD und der Automatisierung in den nächsten Jahren zweifellos noch exponentiell steigern.

Virtual Manufacturing

Virtual Manufacturing nutzt erweiterte oder virtuelle Realität, um Produktionsprozesse und Produkte zu modellieren, zu simulieren und zu optimieren.

Durch den Einsatz von Integrated Computational Materials Engineering (ICME) können Produktingenieure ein virtuelles Produktmodell erstellen und dessen Performance unter verschiedenen Bedingungen kalkulieren, bevor sie die tatsächliche Produktion beginnen.

Virtual Manufacturing lässt Ingenieure außerdem Simulationen von Fertigungsprozessen erstellen, was sich als enorm wertvoll erweisen kann, um Ineffizienzen auszumerzen und einen optimierten Produktionsprozess aufzustellen.

Weiterhin kann erweiterte Realität bei der Untersuchung der Prozesse helfen sowie bei der Wartung der Produktionsausrüstung.

Fazit

Erweiterte Realität ist keineswegs ein Trend oder ein Schlagwort, das in fünf Jahren keiner mehr kennen wird; es ist auch kein Oberbegriff für innovative Lösungen.

Vielmehr ist es ein Phänomen, das erst in naher Zukunft rapide wachsen wird und das Zeitalter der smarten Fabriken einläuten wird, die schließlich sämtliche Technologien des Advanced Manufacturing nutzen, von denen jede die andere ergänzt und perfektioniert.

Weil Sie KI nicht nutzen können, ohne die Fähigkeit zu haben, gewaltige Datenmengen zu sammeln.

Sie können die vollen Vorteile der Robotik und der Automatisierung nicht nutzen, wenn Sie kein KI-System haben, das die Roboter führt.

Der erste Schritt, den Fertigungsunternehmen gehen sollten, wäre damit zu beginnen, eine Infrastruktur für ihre Advanced Manufacturing Initiative zu schaffen.

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