IT-Trends 2021 Die Fabrik der Zukunft

Autor / Redakteur: Philipp Wallner / Melanie Staudacher

Wie wird sich die Produktion im nächsten Jahr verändern? Unverzichtbar ist es Mathworks zufolge auf jeden Fall geworden, flexible Produktionssysteme autonomer zu machen. Und auch nach der Pandemie werden virtuelle Testabläufe bestehen bleiben.

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Die Fabrik der Zukunft wird autonomer und digitaler.
Die Fabrik der Zukunft wird autonomer und digitaler.
(Bild: Ivan Traimak - stock.adobe.com)

Mathworks ist ein amerikanisches Software-Unternehmen, das sich auf technische Berechnungen und Multidomain-Simulation spezialisiert hat. Die Produkte richten sich an Ingenieure und Wissenschaftler unter anderem aus den Branchen Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt und Elektronik. Für den Hersteller ist klar, dass das Jahr 2021 von neuen Innovationen in der Operational Technology (OT) geprägt sein wird. Philipp Wallner, Industry Manager bei Mathworks identifiziert die folgenden fünf Trends.

1. KI-Projekte werden wirtschaftlich erfolgreich

Während Künstliche Intelligenz (KI) durch Smartphones, Fitnesstracker oder sonstige intelligente Assistenten Einzug in die privaten vier Wände hält, hat die verarbeitende Industrie laut Mathworks gerade erst begonnen, ernsthaft über die Integration von KI nachzudenken. Die Produktionslinie der Zukunft wird sich jedoch in hohem Maße auf KI stützen, wenn es um automatische Zustandsüberwachung und vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance), visuelle Qualitätsprüfung und die Optimierung von Fertigungsprozessen geht. In den nächsten Jahren werden neue KI-basierte Applikationen auf den Markt kommen, die nicht nur technologisch interessant, sondern auch wirtschaftlich relevant sein werden. Somit wird es möglich, flexibel Waren in kleinen Produktionsmengen herzustellen. Letztendlich wird KI flexiblere und leistungsstärkere Maschinen-Software ermöglichen, die durch herkömmliche Programmierung nicht möglich wäre.

2. Die Funktionalität von Maschinen wird in der Simulation validiert

Die steigende Komplexität von Maschinen-Software sowie die fortschreitende Modularisierung moderner Produktionsanlagen haben dazu geführt, dass im Vorfeld immer weitreichendere Simulationen erforderlich sind. Die Tatsache, dass der internationale Reiseverkehr zu Inbetriebnahme- oder Servicezwecken aufgrund der Corona-Pandemie deutlich zurückgegangen oder in einigen Fällen sogar zum Erliegen gekommen ist, verstärkt diesen Trend. Funktionstests von Produktionsanlagen werden künftig mit umfassenden Modellen zur Simulation und zur virtuellen Inbetriebnahme durchgeführt. Die Fabrik der Zukunft wird zweimal aufgebaut – erst virtuell, dann physisch. Ein digitales Abbild, das kontinuierlich mit Live-Daten gespeist wird, wird während der gesamten Lebensdauer der Maschine als digitaler Zwilling Auskunft über deren Zustand geben, was letztendlich Einsätze vor Ort zur Ausnahme machen wird.

3. Verschmelzung von Produktionshalle und Büro

Durch die Verbindung von modularisierten Maschinen über standardisierte Protokolle oder den Wechsel von Kabelverbindungen hin zu drahtlosen Protokollen wie 5G wird auch der IT-Bereich eine Veränderung erleben. Programme, die auf Industrie-Steuerungen, Edge-Geräten und Cloud-Systemen laufen, werden noch enger mit Apps und Dashboards zusammenarbeiten und schließlich den Fertigungsbereich und den Bürobereich verschmelzen lassen. Zunehmend leistungsfähigere Hardwaresysteme werden nicht nur die Ausführung komplexer KI-Algorithmen auf Produktionsgeräten ermöglichen, sondern auch eine neue Ebene der Mensch-Maschine-Interaktion durch die automatisierte Verarbeitung von Textdaten und Spracherkennung einleiten, die in der Konsumgüterindustrie bereits mit intelligenten Sprachassistenten weit verbreitet ist.

4. Roboter und autonome Systeme automatisieren die Produktion

Die flexible Produktion in der Fabrik der Zukunft erfordert Roboter und autonome Handhabungssysteme, um sich schneller an wechselnde Anforderungen anzupassen. Während das klassische Programmieren und Trainieren von Robotern nicht dazu geeignet ist, das System auf die Verarbeitung von großen und schnell wachsenden Mengen unterschiedlicher Güter vorzubereiten, werden Handhabungsgeräte dies in Zukunft durch Reinforcement Learning und andere KI-Techniken automatisch lernen. Die Voraussetzungen dafür – hohe Rechenleistung und große Datenmengen – sind in den letzten Jahren geschaffen worden.

5. Mehr Möglichkeiten für Ingenieure mit erweitertem Domänenwissen

Nachdem dieses Jahr gezeigt hat, wie wichtig Digitalisierung ist, werden die nächsten Jahre offenbaren, wer für die Fabrik der Zukunft bereit ist und wer nicht. Unternehmen, die sich erfolgreich den Herausforderungen und Chancen einer zunehmend digitalen und virtuellen Welt stellen, werden dies mit Teams aus Ingenieuren mit erweiterten Domänenkenntnissen tun, das heißt mit solchen, die in der Lage sind, Domänenwissen mit Fachkenntnissen in Technologie und Tools von Unternehmen wie Mathworks zu kombinieren. Um für eine Zukunft gerüstet zu sein, in der Industrie 4.0 nur der Anfang ist, müssen Unternehmen, die Industrieanlagen bauen und betreiben, deshalb ihre Stellenausschreibungen überarbeiten und Ingenieure mit einem vollkommen veränderten Anforderungsprofil einstellen.

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