Automatisierung in der Industrie: Welche Vor- und Nachteile – welche Potenziale?
Der Erfolg der deutschen Wirtschaft basiert seit Jahrzehnten auf dem Erfolg der Automatisierung in der Produktion – in Kombination mit verlässlichen und hochpräzisen Anlagen. Damit sich dieser Trend fortsetzt, muss sich auch die Automatisierung weiterentwickeln. Die Digitalisierung kann hier einen wichtigen Beitrag leisten.
Was bedeutet Automation in der Industrie?
Foto: PantherMedia / Wellphoto
Die Idee der Automatisierung ist keineswegs ein neuzeitliches Phänomen. Die Basis dafür stellen die Naturwissenschaften. Schon die Menschen im antiken Griechenland und in Ägypten wussten diese für ihre Zwecke zu nutzen. Zum Beispiel soll es selbst öffnende Tempeltüren in Alexandria gegeben haben und einen Weihwasserautomaten. So lässt sich die Automatisierung durchaus in Phasen einteilen. Die erste Phase der Neuzeit nahm die Mechanisierung der Prozesse in den Fokus. Im Anschluss startete die Elektrifizierung der Automatisierung, zudem floss auch Know-how aus der Elektrotechnik und Elektronik mit ein. Aktuell befinden wir uns in Phase drei, in der vor allem die Digitalisierung eine bedeutende Rolle spielt.
Daran schließt sich der Begriff Industrie 4.0 oder auch Smart Factory an. Der Übergang von Phase drei in diese vierte Phase läuft aktuell nahezu fließend, wobei es durchaus auch noch als Zukunftsprojekt betrachtet wird. Die Industrie 4.0 beschreibt die Veränderung einer automatisierten und digitalisierten Industrie hin zu cyber-physischen Systemen. Das beinhaltet praktisch eine selbstorganisierte Produktion, in der intelligente und teil-autonome sowie autonome Systeme miteinander interagieren.
Was bedeutet Automation in der Industrie?
Die Begriffe Automation und Automatisierung werden in der Regel als Synonym verwendet, doch sie haben durchaus eine unterschiedliche Bedeutung. Automatisierung bedeutet grundsätzlich, dass künstliche Systeme Aufgaben innerhalb der Prozesssteuerung und eventuell auch der Prozessregelung übernehmen. Hierbei kommen elektronische Komponenten, Software oder andere zum Einsatz. In der Industrie beschäftigt sich allen voran die Produktionstechnik mit der Automatisierung. Die Automation beschreibt hauptsächlich einen automatisch ablaufenden Prozess, bei dem mechanische Komponenten zur Lösung beitragen. Bei der Automatisierung stehen folgende Ziele im Mittelpunkt:
- Produktivität erhöhen
- Fertigung flexibilisieren
- Fertigungszeiten verkürzen
- menschliche Arbeit erleichtern
- Kosten senken
- Qualität steigern
Es gibt einige Branchen, die besonders von der Automatisierung profitieren, diese einsetzen und ein dementsprechendes Interesse haben, dass sie sich auch weiterentwickelt:
- Chemie- und Pharmaindustrie
- Fahrzeugindustrie
- Lebensmittelindustrie
- Maschinen- und Anlagenbau
- Medizintechnik
Welche Technologien der Industrieautomation gibt es?
Die Automatisierung wird gern folgendermaßen eingeteilt:
- Prozessautomatisierung: hierbei werden Produktionsprozesse in Gänze autonom gestaltet
- Verfahrensautomatisierung: nur einzelne Vorgänge werden automatisiert
- Systemautomatisierung: Abläufe werden automatisiert
Grundsätzlich ist die Automatisierung eng mit der Robotik verbunden. Denn gerade Roboter übernehmen die Aufgaben, die automatisiert werden. Sie können das präzise und autonom und lassen sich auch auf einzelne Arbeitsschritte spezialisieren.
Welche Vorteile bietet die Automation in der Industrie?
Neben der Automatisierung in der Industrie kommt seit einiger Zeit auch der Digitalisierung eine bedeutende Rolle zu. Vor allem in Kombination werden Automatisierung und Digitalisierung auch gern als „Game Changer“ auf dem Weg zur Industrie 4.0 bezeichnet. Die Automatisierung und der Einsatz von Robotern bringen einige Vorteile mit sich, unter anderem …
- lässt sich die gesamte Produktivität erhöhen, denn Roboter können ohne Pause arbeiten und immer 100% Leistung abrufen.
- ist es möglich, Zeit einzusparen und die Arbeitsprozesse somit effizienter zu gestalten.
- wird die Produktion flexibler, weil Roboter zum Beispiel monotone Aufgaben wie die Arbeit am Band übernehmen und Mitarbeitende für andere Aufgaben eingesetzt werden können.
- lässt sich die Qualität von Endprodukten steigern.
- kann die Produktion damit wandelbarer werden.
Gibt es Nachteile bei der Industrieautomation?
Gerade, wenn es um den Einsatz von Robotern geht, gibt es auch Nachteile. Hier ein paar Beispiele:
- Sie sind durchaus teuer in der Anschaffung. Oftmals nimmt eine zusätzliche Programmierung vor Ort auch noch viel Zeit in Anspruch.
- Es braucht entsprechende Fachkräfte, die sich mit der Automation und Robotern besonders gut auskennen und auch die Wartung sowie Veränderungen durch Softwareupdates managen können.
- Mit zunehmendem Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) werden Systeme und Roboter immer schlauer. Bleibt die Frage, wann sie den Menschen überholen und sich im negativen Sinne eigenständig bewegen.
- Es ist gerade im Bereich der Automatisierung wichtig, die Mitarbeitenden mitzunehmen. Bei vielen spielen Ängste um den Verlust des Arbeitsplatzes eine große Rolle. Deshalb sollten Unternehmen bereits im Vorfeld für die notwendige Akzeptanz sorgen.
Das sind die Trends in der Automatisierung
In der Automatisierung gibt es derzeit einige Trends. Als erstes stehen Daten und Software im Mittelpunkt. Sie werden auch gern als das Gold der Industrie 4.0 oder der Smart Factory beschrieben. Datengetriebene Lösungen gelten deshalb als großer Favorit, nicht nur für den Mittelstand. Dazu gehört unter anderem, Daten aus Sensoren sinnvoll zu nutzen. Denn so lassen sich vor allem Stillstandzeiten reduzieren, Produktqualität verbessern oder auch der Automatisierungsgrad steigern. Damit einher geht eine deutlich erhöhte Sensibilisierung für mehr IT-Sicherheit.
Auch die industrielle Kommunikation gilt als Trend in der Automatisierung. Hierfür gibt es inzwischen verschiedene Lösungen: Noch gilt das Industrial Ethernet als die beste Lösung, doch auch der Mobilfunkstandard 5G oder auch smarte Lösungen wie Time-Sensitive-Network (TSN) gewinnen zunehmend an Bedeutung. Dabei geht es nicht darum, sich von Hardware-Lösungen generell zu verabschieden und rein auf Software zu setzen, sondern tendenziell eher um eine Verbindung beider Welten.
Plattformen und Ökosysteme werden als weiterer Trend in der Automatisierung betrachtet. Während es in der IT bereits Standard ist, offene Systeme und Plattformen zu verwenden, steckt die produzierende Industrie hier noch in den Kinderschuhen. Doch nach Ansicht von Expertinnen und Experten treiben gerade diese beiden Möglichkeiten die Welt der Automatisierung so schnell voran wie kein anderes Thema. Es ist davon auszugehen, dass sich Lösungen in der Automatisierung, Komponenten und Antriebssysteme weiter mit der digitalen Welt verbinden werden. Die Leitmesse der Automatisierungstechnik gilt hierbei als wichtiges Branchentreffen, zudem wirft die Messe jedes Jahr mit ihrem Kernthema ein Schlaglicht auf die aktuellen Entwicklungen.
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