Die Fabriken der Zukunft und die Erforschung des industriellen Metaverse
Stellen Sie sich vor, Sie betreten eine Fabrikhalle, in der Maschinen wie erfahrene Kollegen kommunizieren, Roboter Prozesse präzise ausführen und Künstliche Intelligenz (KI) den Produktionsfluss unabhängig steuert und optimiert. Klingt das futuristisch? Oder ist das etwa schon Wirklichkeit?
Die Fabrikhalle ist nicht mehr nur ein Ort für manuelle Arbeit und Förderbänder – sie wird zu einer dynamischen, vernetzten und intelligenten Umgebung. Die Megatrends, mit denen die Materialflussindustrie konfrontiert ist, von aufstrebenden Technologien wie Elektrifizierung, autonomen Maschinen, KI und Augmented Reality bis hin zu Nachhaltigkeitsanforderungen, revolutionieren die Geschäfts- und Produktionsumgebungen und die Art und Weise, wie Fabriken arbeiten.
Das industrielle Metaverse eröffnet ganz neue Möglichkeiten
Das industrielle Metaverse, das als digitale Darstellung der physischen industriellen Umgebung, Systeme und Anlagen angesehen wird, bietet Unternehmen neue Möglichkeiten, die Leistung von Maschinen zu simulieren und zu analysieren, potenzielle Probleme vorherzusehen und den Betrieb zu optimieren, ohne den Arbeitsablauf zu unterbrechen.
Das Metaverse umfasst nicht nur autonome Maschinen, sondern ermöglicht es der Fabrik auch, mithilfe von verschiedenen Technologien und Tools wie KI, Mensch-Maschine-Schnittstellen, Echtzeitdaten und Konnektivität autonom und virtuell zu arbeiten.
Franz Schulte, Chief Technology Officer von Konecranes, sieht eine zukünftige Produktionsumgebung, die eine dynamische Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine fördert.
„In einer intelligenten Fabrik können Materialien außerhalb der Arbeitszeit autonom bewegt und für den nächsten Tag vorbereitet werden, wenn die Mitarbeiter in der Fabrik ankommen. Ein solches futuristisches Produktionsumfeld hat das Potenzial, die Produktivität und somit auch die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern“, sagt Schulte.
Automatisierung und Robotik führen zur erweiterten Belegschaft
Die sich entwickelnden Technologien ermöglichen es Unternehmen, den Fokus auf sinnvollere, weniger eintönige, schmutzige und gefährliche Arbeiten zu richten. Automatisierte Maschinen und Roboter übernehmen nicht nur repetitive und gefährliche Aufgaben, sondern werden auch ausgereifter und in der Lage sein, komplexe Funktionen auszuführen, was früher als unmöglich galt.
„In Zukunft könnte ein Fabrikarbeiter in der Fertigung einfach mit der Hand winken, um ein Hubwerk zu sich zu bewegen, oder eine Augmented-Reality-Brille verwenden, um eine Anleitung zu erhalten, wohin eine Last bewegt werden soll“, stellt sich Schulte vor.
Es gibt bereits kollaborative Roboter, oder Cobots, die mit menschlichen Mitarbeitern zusammenarbeiten, was die Effizienz und Sicherheit verbessert. Die Synergie zwischen Mensch und Maschine schafft einen intelligenteren, sichereren und effizienteren Arbeitsplatz und ermöglicht es den Mitarbeitern, sich auf komplexere und kreativere Aspekte der Produktion zu konzentrieren.
„Neue Technologien haben die Sicherheit von Personal und Arbeitsplätzen bereits auf verschiedene Weise verbessert. In Zukunft werden intelligente Geräte automatisch stoppen, wenn sie menschliche Bewegungen in der Nähe erkennen, um eine sichere Arbeitsumgebung zu gewährleisten“, fährt er fort.
Maschinen mit integrierter KI werden die Arbeit in Fabriken revolutionieren
Derzeit nutzen viele Unternehmen KI für unterschiedliche Büroaufgaben, doch sie wird auch in Fertigungsprozessen, Produkten und Dienstleistungen immer wichtiger. Da KI in Maschinen integriert wird, wird sie übergreifend die Art und Weise revolutionieren, wie Menschen arbeiten.
„Da KI die Intelligenz von Maschinen erweitert, wird sich der Fokus der menschlichen Arbeit auf eine kreativere Problemlösung und die Verwaltung einer größeren Maschinenflotte verlagern, anstatt einzelne Maschinen zu betreiben. Neue und weniger erfahrene Mitarbeiter werden sich mithilfe virtueller Assistenten, Trainer und Videos schnell an die Verwendung mehrerer Maschinen und die Ausführung einer Vielzahl von Aufgaben einarbeiten können“, erklärt Schulte.
Diese Veränderung ist vorteilhaft, da sie die Rekrutierungs- und Beschäftigungsmöglichkeiten in der Fertigungsbranche erweitert und diversifiziert, was vor allem angesichts der aktuellen Herausforderung, mit der sich Industrieunternehmen in Zeiten des Arbeitskräftemangels konfrontiert sehen, wichtig ist.
Der Übergang zu autonomen Maschinen erfordert jedoch ein Änderungsmanagement sowie die Unterstützung und Schulung der Mitarbeiter.
„Wenn sich die Arbeit in der Fabrik weiterentwickelt, ändern sich auch die gefragten Fähigkeiten, die für die Arbeit in neuen Produktionsumgebungen erforderlich sind. Um in dieser sich wandelnden Landschaft erfolgreich zu sein, benötigen Mitarbeiter eine Kombination aus technischen Fähigkeiten und Problemlösungskompetenzen sowie Anpassungsfähigkeit. Schulungsprogramme und kontinuierliches Lernen sind unerlässlich, um die Mitarbeiter auf dieses neue Umfeld vorzubereiten“, betont Schulte.
Die Digitalisierung formt Fabriken um
Die industrielle Digitalisierung macht Fabriken mit dem Internet der Dinge (IoT) und Big Data Analytics zu intelligenten Umgebungen, die den Wartungsbedarf von Geräten vorhersagen, Produktionspläne optimieren und in Echtzeit auf Änderungen der Nachfrage reagieren können. In Zukunft können Big Data und Analytics zunehmend dazu genutzt werden, um aus Daten in allen Geschäftsbereichen umsetzbare Muster und Chancen zu identifizieren.
„Die Nutzung von Daten, Digitalisierung und Maschinen-zu-Maschinen-Konnektivität entwickelt sich kontinuierlich weiter und ermöglicht eine fortschrittliche Prozessoptimierung. Auch die aktuelle Forschung zur 5G-Technologie und zum neuen 6G-Netzwerk wird den Unternehmen neue Möglichkeiten bieten“, sagt Schulte.
Bei der Fertigungsautomatisierung geht es jedoch nicht nur um Roboter, sondern auch um den Informationsfluss. Die technologische Transformation in Produktionsbetrieben ermöglicht ein bisher unerreichtes Maß an Koordination und Einsicht, was zu ganz neuen Niveaus im Hinblick auf die Produktivität und Flexibilität führt.
„Es ist wichtig, zu berücksichtigen, was unsere Kunden weltweit nachfragen, und flexibel bei der Anpassung unserer Produkte an die aktuellen und zukünftigen Bedürfnisse zu sein“, erklärt Schulte abschließend.
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