Die Zukunft der intelligenten Fertigung meistern: Einblicke und Strategien für 2024

In der heutigen Welt ist Technologie tief in verschiedene Branchen integriert, einschließlich der Fertigung. Die digitale Transformation ist in vollem Gange und verändert Unternehmen jeder Größe. Während sich Unternehmen auf diese Transformationsreise begeben, liegt der Fokus auf der Optimierung und profitablen Digitalisierung ihrer digitalen Reisen und nicht nur auf Investitionen in Technologie.

In den letzten Jahren hat die globale Fertigungsindustrie einen enormen Wandel erlebt. Der Anstoß für diesen Wandel geht von den Herausforderungen der Pandemie aus, die die globale Geschäftsinfrastruktur gezwungen hat, mit Unterbrechungen der Lieferkette umzugehen. In diesem harten Test ist Technologie nicht mehr nur ein Werkzeug, sondern eine Lebensader. Es hat sich als Schlüssel für Widerstandsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit herausgestellt und spielt in Widrigkeiten eine wichtige Rolle.

Wir stehen am Anfang einer neuen Ära der digitalen Fertigung, und Hersteller reagieren aktiv auf diesen Wandel, indem sie datengesteuerte Erkenntnisse nutzen, um effiziente Fertigungspraktiken voranzutreiben.

Um aktiv auf die Chancen der intelligenten Fertigung zu reagieren, müssen Hersteller eine klare IT-Strategie zur Erhöhung der Produktionsflexibilität entwickeln. Wenn das Jahr 2023 näher rückt, werden die weit verbreitete Anwendung und beschleunigte Entwicklung von Technologien wie künstlicher Intelligenz, Datenanalyse, Cloud Computing und Edge Computing die Automatisierung vorantreiben, um die Effizienz von Grund auf zu verbessern und die Abhängigkeit von zentralisierten Servern zu verringern.

Digitale Fertigungstrends im Jahr 2024

Die digitale Fertigung im Jahr 2024 wird sich hauptsächlich um Konnektivität, intelligente Automatisierung sowie Datenverwaltung und -analyse drehen. Diese Grundpfeiler werden die Einführung von IoT-Geräten, fortschrittlichen Analysen, KI-gesteuerter Automatisierung und skalierbarer Cloud-Infrastruktur in der Fertigung vorantreiben und die Branchenlandschaft neu gestalten.

Verschiedene Technologien werden eingesetzt, um die Fertigungsindustrie zu verändern, darunter Echtzeitüberwachung von IoT-Geräten, fortschrittliche Analysen zur Vorhersage des Wartungsbedarfs, durch künstliche Intelligenz gesteuerte Automatisierung zur Optimierung von Produktionsprozessen und skalierbare Cloud-Infrastruktur zur Unterstützung wachsender Datenanforderungen.

Um erfolgreich zu sein, müssen Hersteller schnelle industrielle Entwicklungstrends in ihre Betriebsstrategien integrieren und Marktveränderungen verstehen und sich an diese anpassen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

Trend 1: Intelligente Fabriken gestalten Werkstätten neu

Intelligente Fabriken stellen einen großen Wandel in der Fertigungsindustrie dar, da sie hochentwickelte Automatisierungsgeräte einführen und traditionelle Produktionsmethoden völlig verändern. Schlüsseltechnologien wie das Industrial Internet of Things (IIoT), künstliche Intelligenz (KI), Automatisierung und digitale Zwillinge spielen bei dieser Transformation eine Schlüsselrolle. Es wird prognostiziert, dass der globale Markt für intelligente Fabriken bis 2032 voraussichtlich etwa 321,98 Milliarden US-Dollar erreichen wird, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9,52 %, was ein enormes Entwicklungspotenzial darstellt.

Intelligente Fabriken nutzen vernetzte Geräte, intelligente Sensoren und Echtzeitanalysen, um die Effizienz zu steigern und Produktionsprozesse zu verbessern. Sie werden in vielen Branchen wie Energie, Energie, Automobil, Öl und Gas, Elektronik und Halbleiter eingesetzt.

Das Aufkommen der digitalen Zwillingstechnologie

Fortschritte in der Spitzentechnologie treiben den Aufstieg der digitalen Zwillingstechnologie in der Fertigung voran und erstellen digitale Nachbildungen physischer Prozesse, um fundierte Entscheidungen zu erleichtern. Ein bemerkenswertes Beispiel ist Fords Implementierung der KI-gesteuerten vorausschauenden Wartung durch digitale Zwillingstechnologie. Ford entwickelt für jedes Modell einzigartige digitale Zwillinge, die alle Produktionsphasen vom Konzept bis zum Betrieb umfassen. Diese digitalen Modelle erstrecken sich auf Herstellungsverfahren, Produktionsanlagen und das gesamte Kundenerlebnis. Der digitale Zwilling von Ford kann Energieverluste genau identifizieren, Bereiche für Energieeinsparungen identifizieren und die Gesamtleistung der Produktionslinie verbessern. Die wachsende Beliebtheit digitaler Zwillinge zeigt sich in Prognosen, wobei der Markt bis 2027 voraussichtlich 73,5 Milliarden US-Dollar erreichen wird.

Die entscheidende Rolle von KI/ML in der Fertigung

Der strategische Einsatz künstlicher Intelligenz ermöglicht es Herstellern, umfangreiche Datensätze systematisch zu analysieren, Muster zu erkennen und fundierte Entscheidungen zu treffen. In der Welt der Lieferkette spielt KI eine entscheidende Rolle bei der prädiktiven Analyse, der Verbesserung des Bestandsmanagements, der Feinabstimmung von Nachfrageprognosen und der Rationalisierung der Logistik. Ein Beispiel dafür sind Unternehmen wie Amazon, die KI-gesteuerte Algorithmen einsetzen, um die Lieferung zu beschleunigen und so die Lücke zwischen Produkten und Kunden effektiv zu schließen.

Wie die Haier Group, ein bekannter chinesischer Hersteller von Unterhaltungselektronik und Haushaltsgeräten, erklärt, reichen die Auswirkungen künstlicher Intelligenz weit über die Lieferkette hinaus. Im Rahmen von Smart Factories hat der Konzern künstliche Intelligenz nahtlos in Fertigungsprozesse integriert. Diese Integration verbessert jeden Aspekt, einschließlich Qualitätsprüfung, Maschinenzusammenarbeit, Materialtransport, Wartung, Sicherheit und Energiemanagement. Der Fall der Haier Group verdeutlicht die vielfältigen Anwendungen künstlicher Intelligenz in der modernen Fertigung und zeigt ihr Potenzial zur Verbesserung von Abläufen und Effizienz in verschiedenen Branchen. Die Entwicklung der künstlichen Intelligenz lässt darauf schließen, dass generative KI in den kommenden Jahren eine zentrale Rolle spielen wird.

Es ist erwähnenswert, dass die Diskussion über künstliche Intelligenz unvollständig wäre, ohne maschinelles Lernen anzuerkennen, eine Schlüsselkomponente der prädiktiven Analyse zur Qualitätskontrolle. Algorithmen des maschinellen Lernens spielen eine wichtige Rolle bei proaktiven Maßnahmen zur Verbesserung der Produktqualität und zur Optimierung von Herstellungsprozessen. Bemerkenswert ist, dass zwei Drittel der produzierenden Unternehmen erhebliche Umsatzeinsparungen oder Umsatzgenerierung auf fortschrittliche Analysen und maschinelles Lernen zurückführen.

Bemerkenswerter Paradigmenwechsel

Darüber hinaus haben Technologien wie Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) eine immersive Dimension in die Fertigung eingeführt. Sie ermöglichen es Benutzern, ihre Sinne mit Echtzeitdaten von jedem Ort aus zu bereichern und so jederzeit ein kontinuierliches und genaues Verständnis des Anlagenzustands zu gewährleisten. Darüber hinaus hat die Entwicklung von Web3.0 die Maschineninteraktivität durch fortschrittliche Technologien wie künstliche Intelligenz, Deep Learning, maschinelles Lernen, Big Data und Datenanalyse verbessert. Dies ermöglicht es Maschinen, Informationen auf menschenähnliche Weise zu verstehen, indem sie Sprachverständnistechnologie einsetzen und das Semantic Web nutzen.

Im Bereich der Fertigung findet mit dem Aufkommen kollaborativer Roboter (Cobots) ein einzigartiger Paradigmenwechsel statt. Diese von Menschen angetriebenen Roboter arbeiten mit Menschen zusammen, um die Effizienz zu steigern, indem sie Kraft, Kraft, Präzision und wertvolle Daten bereitstellen. Wichtig ist, dass die Integration der KI-Technologie die einfache Programmierung und das schnelle Lernen fördert, was einen großen Fortschritt in der Fertigung darstellt.

Trend Zwei: Nutzung von Blockchain zur Bewältigung von Herausforderungen in der Lieferkette

Die Blockchain-Technologie wird zu einem wirklich transformativen Werkzeug zur Bewältigung von Herausforderungen in digitalen Fertigungslieferketten, insbesondere im Hinblick auf die Verbesserung von Transparenz und Sicherheit. Die Integration von Blockchain in die Lieferkette ermöglicht es Herstellern, Produkte während ihres gesamten Lebenszyklus, vom Rohstoff bis zum fertigen Produkt, sorgfältig zu verfolgen, indem sie manipulationssichere Aufzeichnungen von Transaktionen erstellen. Dieses robuste und unveränderliche Ledger-System ist eine Garantie für Authentizität und Datenintegrität.

Lieferkette

Die Blockchain-Technologie bietet Herstellern auch die Möglichkeit, Abläufe zu optimieren, die Transparenz der Lieferkette zu verbessern und Vermögenswerte genau zu verfolgen. Ein anschauliches Beispiel ist der Einzelhandelsriese Walmart, der die Blockchain-Technologie strategisch einsetzt, um seine Blattgemüselieferanten zu überwachen. Ziel ist es, die Produktsicherheit zu gewährleisten und die Beweisführung im Schadensfall zu beschleunigen. Das System beginnt mit der Aussaat und sammelt akribisch Daten zu jeder Phase der Reise des Grüns. Selbst nachdem das Gemüse in den Regalen angekommen ist, stellt Walmart der Plattform weiterhin Daten zur Verfügung und demonstriert damit sein Engagement für Transparenz und Verantwortlichkeit in seiner Lieferkette.

Derzeit befinden sich 24 % der CEOs der industriellen Fertigung entweder in der Sondierungsphase oder setzen diese transformative Technologie aktiv um. Da Cybersicherheit und Datenschutz immer wichtiger werden, wird erwartet, dass die Beliebtheit von Blockchain-Anwendungen in der Fertigung als direkte Folge der fortschreitenden digitalen Transformation bald zunehmen wird.

In den nächsten 2 bis 10 Jahren werden eine Reihe von Zukunftstechnologien einen erheblichen Einfluss auf die Zukunft der Fertigung haben. Dazu gehören intelligente Prozessautomatisierung, kollaborative Roboter, autonome mobile Roboter, AR/VR/MR/Metaverse, Web3.0 und Knowledge Engineering, neuromorphes Computing, Intelligent Edge, Quantencomputing, 4D-Druck, 6G und C-Band, Zero-Trust-Sicherheit. belastbare und selbstheilende Systeme, Selbstdiagnosesysteme und vollständig homomorphe Verschlüsselung.

Überwindung der Hindernisse für die digitale Fertigung

Die digitale Transformation stellt Hersteller vor ganz eigene Herausforderungen. Beispielsweise erfordert die Modernisierung älterer Systeme erhebliche Investitionen, einschließlich Hardware-Upgrades und Standardisierung der Datenformate. Für die effektive Verwaltung verschiedener Datenquellen sind leistungsstarke Strategien und fortschrittliche Analysen erforderlich. Cybersicherheit ist zu einem kritischen Thema geworden, das mehrere Verteidigungsebenen und die Einhaltung von Datenschutzbestimmungen erfordert. Um Qualifikationslücken zu schließen und den Widerstand der Belegschaft gegen Veränderungen zu überwinden, sind letztendlich gezielte Schulungsprogramme, klare Kommunikation und die Einbindung von Stakeholdern erforderlich, um eine erfolgreiche digitale Einführung sicherzustellen.

Unbegrenzte Möglichkeiten

Im Jahr 2024 steht die Fertigungsindustrie vor einem bedeutenden Wandel, bei dem die dynamischen Herausforderungen des Geschäfts auf die Konvergenz modernster Technologien treffen. Dieser Zusammenschluss wird die Effizienz revolutionieren und Innovationen wie nie zuvor anstoßen. Darüber hinaus werden die Komplexitäten der Lieferkette mehr als nur Hindernisse sein; sie werden zu entscheidenden Katalysatoren für Veränderungen, die die Zukunft der Fertigung grundlegend prägen.

Für Hersteller ist es von entscheidender Bedeutung, diese Veränderungen zu verstehen. Diese Änderungen sind mehr als nur geringfügige Änderungen an bestehenden Prozessen; sie markieren einen Paradigmenwechsel und läuten eine neue Ära der Fertigungsausführung und -strategie ein. Es geht nicht nur um Anpassung; es geht darum, den Produktionsethos von 2024 und darüber hinaus radikal neu zu denken.

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