Wie nachhaltig ist die Smart Factory?

Fortschreitender Klimawandel, Wettbewerbsdruck, politische Instabilität – Wirtschaft und Industrie stehen heutzutage zunehmend unter Druck. Wer als produzierendes Unternehmen in diesen Krisenzeiten überleben will, der muss vor allem eins sein: nachhaltig. Mit der Transformation hin zu einer smarten Fabrik, dem Herzstück der 4. Industriellen Revolution, sehen Hersteller das größte Potential, dieser Verantwortung zukünftig gerecht zu werden. Doch ist die Smart Factory wirklich die Lösung, um den Spagat zwischen (Kosten-) Effizienz und Nachhaltigkeit zu meistern?

Die Ressourcenverknappung und ihre Auswirkungen sind bereits seit einigen Jahren ein wichtiges Thema in der Industrie. Doch besonders die aktuellen Ereignisse sowie die Covid 19 Pandemie haben die Risiken standardisierter Produktionsprozesse inklusive weltweiter Lieferketten der Fertigungsindustrie deutlich zum Vorschein gebracht und so das Umdenken der Branche weiter angeregt. Umweltschutz und Ressourceneffizienz am Fließband gibt es leider nicht. Jedoch zeigen bereits viele digitale und automatisierte Lösungen der Industrie 4.0, was in Sachen nachhaltiger Produktion möglich ist.

Drei Wege der Nachhaltigkeit

1. Verbrauch senken, Effizienz steigern: smartes Ressourcenmanagement

Unter Ressourcenmanagement wird in der Industrie das Planen sowie Kontrollieren relevanter Ressourcen für die Produktion verstanden. Neben Rohstoffen und Materialien stehen hierbei ebenfalls Anlagen und Maschinen im Fokus. Das Ziel ist, den Produktionsprozess hinsichtlich Ressourcen, Zeit und Kosten zu optimieren, um die Effizienz und Produktivität der Fertigung zu steigern – gleichzeitig jedoch die Ressourcenauslastung zu minimieren. Dafür notwendig:

eine kontinuierliche und detaillierte Datenerfassung.

In einer smarten Fabrik sind alle Komponenten der Produktionsumgebung in einem gemeinsamen digitalen System miteinander vernetzt. So wird sichergestellt, dass Produktionsdaten in ausreichender Anzahl zur Analyse, Planung und anschließender Steuerung des Prozesses vorliegen. Durch das nahtlose Zusammenspiel sowie dem Austausch von Echtzeitdaten wird darüber hinaus die eigenständige Steuerung und Optimierung des Produktionsprozesses ermöglicht.

2. Von global zu lokal – der Weg zurück zur heimischen Produktion

Ganz unter dem Motto „immer mehr, immer günstiger“ hat die Industrie in den letzten Jahrzehnten ein weltweites Produktionssystem aufgebaut. Im Angesicht der Klimadiskussion sowie der Pandemie bedingten Lieferkettenschwierigkeiten wächst allerdings der Wunsch, die Produktionsketten wieder ins eigene Land zu verlegen. Auch ist ein klarer Trend hin zu einer sogenannten „Mass Customization“ – also der Kombination aus der Flexibilität und Personalisierung von kundenspezifischen Produkten und den niedrigen Stückkosten der Massenproduktion – zu verzeichnen. Dieser Trend erfordert kurze, flexible und innovative Produktionsabläufe, die in einem globalen Netzwerk nicht realisiert werden können. Die Smart Factory hingegen ermöglicht durch autonome Systeme und der intelligenten Vernetzung von Intralogistik und Produktion höchste Flexibilität, Agilität bei gleichzeitiger Kosten- und Ressourceneffizienz. Unternehmen sind dadurch in der Lage, allen Ansprüchen gerechnet zu werden.

3. Nachhaltigkeit durch den Digital Twin

Als Schlüsseltechnologie für eine nachhaltige Produktion ist der „Digital Twin“ in aller Munde. Der digitale Zwilling bildet sein physisches Gegenstück 1:1 im virtuellen Raum ab, und das über seinen ganzen Lebenszyklus hinweg. Bei dem physischen Zwilling kann es sich dabei um ein Produkt, eine Anlage, aber auch um einen Prozess handeln. Gestartet bei der Produktentwicklung über das Prozessmanagement bis hin zu Optimierung der Lieferketten – durch die Verbindung der realen mit der digitalen Welt der Fertigung können Unternehmen neue Prozesse im digitalen Raum testen sowie den Betrieb physischer Anlagen simulieren und nachhaltig optimieren. Die Simulation in diesem risikofreien Raum bietet Unternehmen somit ganz neue Möglichkeiten, besonders im Hinblick auf die Schonung knapper Ressourcen:

• Wegfall von teuren Prototypen
• Genauere Kapazitäten-Planung
• Detaillierter Überblick über den Energie- und Wasserverbrauch
• Berechnung bevorstehender Ausfälle und Fehler von Anlagen
• Wartungen nur noch bei Bedarf
• Effiziente Planung von Produktionsprozessen