Definition
Der Begriff Smart Factory lässt sich mit „intelligente Fabrik“ ins Deutsche übersetzen. Die Smart Factory steht im Mittelpunkt der Industrie 4.0 und bezeichnet eine Produktionsumgebung, die sich selbst organisiert. Zur Produktionsumgebung gehören die Fertigungsanlagen und die Logistiksysteme. Der Mensch muss in den eigentlichen Produktionsprozess nicht mehr eingreifen.
Die Basis solcher intelligenten Fabriken sind sogenannte Cyber Physical Systems und die intelligente Vernetzung von Maschinen und Produkten. Das Produkt selbst teilt die für die Fertigung benötigten Informationen der Smart Factory mit.
Anhand dieser Informationen erfolgt die Steuerung der einzelnen Produktionsschritte bis zum gewünschten Endergebnis. In vielen Fällen findet eine drahtlose Kommunikation zwischen Produkten und Anlagen statt. Die Kommunikationsgrundlage bildet das Internet of Things (IoT).
Eine Zukunftsvision in der Produktion
Die Vision von Industrie 4.0 und insbesondere der Smart Factory besteht darin, die Digitalisierung auch in der Industrie und Fertigung zu etablieren und somit die Produktion zu erleichtern und zu optimieren. Durch die Kommunikation der Anlagen bzw. der sogenannten Social Machines mit den Zulieferer- und Kundensystemen, kann die Fabrik selbst entsprechende Anpassungen bei der Herstellung vornehmen. Auf diese Weise werden Engpässe vermieden und freie Ressourcen so effizient wie möglich genutzt.
Smart Factory heißt, dass die Fabrik selbst Entscheidungen trifft und sich organisieren kann. Um kommunizieren und optimale Entscheidungen treffen zu können, braucht es jedoch eine große Menge an Daten. Doch wie funktioniert die Kommunikation zwischen Produkt und Maschine? Jedes Produkt und jedes Bauteil bekommt dabei einen Chip eingebaut. Die Smart Products können dadurch mithilfe von Internet mit den Anlagen Informationen austauschen und mitteilen, bei welcher Produktionsstufe sie sind und wie sie weiterhin verarbeitet werden müssen.
Viele Daten – viele Herausforderungen
Die „intelligenten“ Maschinen ihrerseits sammeln diese und weitere Informationen, verarbeiten sie und setzen sie so ein, dass das effizienteste und bestmögliche Produkt hergestellt wird. So können einzelne Produkte genauso wirtschaftlich produziert werden wie bei einer Massenproduktion. Das senkt entsprechend die Kosten und steigert die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens auf dem Markt. Und dennoch behält das Produkt seine Einzigartigkeit bei.
Um solche Vorgänge zu gewährleisten, verarbeiten die Maschinen große Datenmengen – Big Data. Das stellt die IT-Systeme jedoch vor eine sehr große Herausforderung. Dennoch sind sich Experten sicher, dass Datenmassen von dieser Größe in wenigen Jahren problemlos verwaltet werden können. Wichtig ist nur, dass alle Maschinen eine „Sprache“ sprechen, das heißt, man sollte sich bei der Entwicklung solcher Systeme auf eine oder auf einige wenige Kommunikationsarten festlegen.
Die Rolle des Menschen in der Smart Factory
Auch wenn die Smart Factory sich selbst organisiert und komplette Fertigungsprozesse automatisiert zur Verfügung stellt, spielt der Mensch weiterhin eine zentrale Rolle in diesem Netzwerk. Er muss zwar nicht mehr in den eigentlichen Fertigungsprozess eingreifen, hat aber Funktionen in der Kontrolle und Optimierung der Abläufe. Zudem leistet er das grundlegende Design der Smart Factory und stimmt Schnittstellen zu externen Systemen oder anderen smarten Fabriken ab. Wichtiges Arbeitsmittel für den Menschen in der Smart Factory ist die Technologie der virtuellen Realität. Sie gestattet ihm, ohne direkten physischen Kontakt zu den Anlagen virtuell auf alle Systeme einzuwirken.
Die Fabrik der Zukunft
Smart Factory besteht aus unterschiedlichen Ressourcen, die sich selbst konfigurieren sowie aus diversen Systemen, die bei der Planung und Steuerung helfen. Diese Systeme verbinden die physischen und die virtuellen Produktionselemente und gestalten die Produktion auf diese Weise transparenter. So kann man flexibler auf Änderungen in der Nachfrage oder bei Zulieferern reagieren und seine Prozesse kurzfristig daraufhin anpassen.