Phillip Dodd, Technologieleiter IIoT Engineering Infrastructure
Im Zeitalter von Innovation und Technologie Industrieautomation ist aufgrund seines immensen Potenzials, Herstellungs- und Produktionsprozesse zu revolutionieren, zu einem Schlagwort geworden. Im Gegensatz zur manuellen Arbeit ermöglicht die industrielle Automatisierung, dass Maschinen Aufgaben präzise und konsistent ausführen, was zu einer höheren Effizienz, Kosteneinsparungen und einer verbesserten Produktivität führt. In diesem Blogbeitrag tauchen wir in die Welt der industriellen Automatisierung ein – von ihrer Geschichte bis hin zu zukünftigen Trends – und erforschen, wie sie die Industrien um uns herum verändert hat. Schnallen Sie sich also an, wenn wir uns auf eine spannende Reise durch die Welt der industriellen Automatisierung begeben!
Was ist industrielle Automatisierung?
Unter industrieller Automatisierung versteht man den Einsatz von Technologie und Maschinen zur Ausführung von Aufgaben, die zuvor manuell von menschlichen Arbeitern ausgeführt wurden. Dabei geht es um die Integration verschiedener Technologien wie künstliche Intelligenz, Robotik, Sensoren und Softwaresysteme in Herstellungsprozesse. Das Hauptziel der industriellen Automatisierung besteht darin, Produktionsprozesse zu rationalisieren und gleichzeitig die Effizienz und Produktivität zu verbessern.
Ein wichtiger Aspekt der industriellen Automatisierung besteht darin, dass sie den Bedarf an manueller Arbeit reduziert – dies kann besonders nützlich in Branchen sein, in denen sich wiederholende oder gefährliche Aufgaben anfallen. Durch die Automatisierung dieser Aufgaben mit Maschinen können Unternehmen das Verletzungsrisiko für Arbeitnehmer minimieren und gleichzeitig die Arbeitskosten senken.
Die industrielle Automatisierung umfasst verschiedene Anwendungen in unterschiedlichen Branchen wie der Automobilherstellung, der Lebensmittelverarbeitung, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Pharmaindustrie usw. Tatsächlich nutzt heutzutage fast jede Branche irgendeine Form der industriellen Automatisierung, um ihre Produktivität zu verbessern.
Die industrielle Automatisierung ist aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile wie erhöhter Effizienz und Genauigkeit sowie reduzierter Betriebskosten und Ausfallzeiten zu einem wesentlichen Bestandteil moderner Produktionsprozesse geworden.
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Die Geschichte der industriellen Automatisierung
Das Geschichte der industriellen Automatisierung geht auf das 18. Jahrhundert zurück, als kraftbetriebene Maschinen erfunden wurden. Der Durchbruch der industriellen Automatisierung dauerte jedoch erst im 20. Jahrhundert. Die ersten speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) wurden Ende der 60er Jahre eingeführt und erwiesen sich als Durchbruch bei der Automatisierung von Fertigungsprozessen.
In den 70er und 80er Jahren wurde die Computertechnologie weiterentwickelt und in industrielle Prozesse integriert. Damit einher gingen eine Steigerung der Effizienz und Produktivität sowie eine Senkung der Produktionskosten.
In dieser Zeit begann auch der Einsatz von Robotern zur Automatisierung. Roboter, die ursprünglich für sich wiederholende Aufgaben wie Schweißen oder Lackieren eingesetzt wurden, sind mittlerweile so ausgereift, dass sie auch komplexe Vorgänge wie Fließbandarbeiten bewältigen können.
Im Laufe der Zeit haben Entwicklungen wie Algorithmen des maschinellen Lernens intelligente Systeme hervorgebracht, die Ausfallzeiten vorhersagen können, bevor sie eintreten, und gleichzeitig die Produktionskapazität optimieren.
Heutzutage erleben wir rasante Fortschritte bei Technologien wie künstlicher Intelligenz (KI), Cloud Computing und Big-Data-Analysen, die ihren Weg in intelligente Fabriken finden, in denen Maschinen ohne menschliches Eingreifen nahtlos miteinander kommunizieren können.
Die verschiedenen Arten von Automatisierungssystemen
Heutzutage stehen verschiedene Arten industrieller Automatisierungssysteme zur Verfügung, mit denen Produktionsprozesse optimiert werden können. Ein Typ ist die feste Automatisierung, bei der spezielle Geräte verwendet werden, um eine bestimmte Aufgabe wiederholt auszuführen. Feste Automatisierung wird häufig in Branchen wie der chemischen Fertigung und der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt.
Eine andere Art ist die programmierbare Automatisierung, bei der Maschinen so programmiert werden können, dass sie mehrere Aufgaben ausführen, ohne dass ein menschliches Eingreifen erforderlich ist. In solchen Automatisierungssystemen werden häufig speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) eingesetzt.
Unter flexibler Automatisierung versteht man ein System, das im Hinblick auf Flexibilität konzipiert wurde und eine einfache Anpassung an Änderungen im Produktdesign oder in den Spezifikationen ermöglicht. Diese Art von System verwendet typischerweise Roboter und computergesteuerte Geräte und eignet sich daher ideal für Produktionsumgebungen mit hohem Volumen.
Integrierte Automatisierung kombiniert verschiedene Arten automatisierter Systeme zu einer zusammenhängenden Einheit, die nahtlos zusammenarbeitet und so eine höhere Effizienz und Produktivität bietet, als jede einzelne Komponente für sich allein erreichen könnte.
Kollaborative Roboter oder „Cobots“ arbeiten sicher mit Menschen zusammen und erledigen gleichzeitig sich wiederholende oder gefährliche Aufgaben schnell und effizient. Da die Technologie in einem beispiellosen Tempo voranschreitet, können wir davon ausgehen, dass in den kommenden Jahren noch innovativere Arten industrieller Automatisierungssysteme entstehen werden.
Wie hat sich die Automatisierung auf die Branche ausgewirkt?
Die Automatisierung hat tiefgreifende Auswirkungen auf den Industriesektor gehabt. Durch die Einführung automatisierter Systeme konnten Branchen ihre Produktivität verbessern, Kosten senken und die Effizienz steigern. Eine der bedeutendsten Auswirkungen der Automatisierung auf die Branche war die Möglichkeit, Waren in großen Mengen viel schneller zu produzieren, als dies zuvor möglich war.
Automatisierte Systeme haben Fertigungsprozesse revolutioniert, indem sie Fabriken einen kontinuierlichen Betrieb ohne Unterbrechung oder Ausfallzeiten ermöglichen. Dies bedeutet, dass die Produktion rund um die Uhr weiterlaufen kann, was zu einer exponentiellen Steigerung der Produktionskapazität führt. Dadurch sind Branchen jetzt in der Lage, die Kundennachfrage schneller und effizienter als je zuvor zu erfüllen.
Die Automatisierung hat auch in vielen industriellen Umgebungen zu erhöhten Sicherheitsstandards geführt. Durch die Eliminierung menschlicher Fehler bei gefährlichen Aufgaben wie schwerem Heben oder Umgang mit gefährlichen Materialien sind Arbeitsplätze jetzt für Mitarbeiter sicherer und verringern gleichzeitig die Haftungsrisiken für Unternehmen.
Darüber hinaus ermöglicht die Automatisierung eine präzisere Kontrolle der Produktionsprozesse, was dazu führt, dass qualitativ hochwertigere Produkte hergestellt werden und während der Produktionszyklen weniger Abfall entsteht – davon profitieren sowohl Hersteller als auch Verbraucher.
Es ist klar, dass die Automatisierung einen überwältigend positiven Einfluss auf die Branche hatte, indem sie die Effizienz verbesserte und das Produktivitätsniveau steigerte, während gleichzeitig gewährleistet wurde, dass die Sicherheit der Arbeitnehmer bei allen Prozessänderungen, die durch diese Technologien umgesetzt werden, an erster Stelle steht!
Was ist zeitkritische Vernetzung für die industrielle Automatisierung?
Zeitkritische Netzwerke (TSN) ist eine Technologie, die Echtzeitkommunikation in industriellen Automatisierungssystemen ermöglicht. Es stellt sicher, dass kritische Daten innerhalb strenger Zeitvorgaben bereitgestellt werden, was dazu beiträgt, die Latenz zu reduzieren und die Effizienz zu verbessern. TSN ist für Anwendungen, bei denen das Timing entscheidend ist, wie etwa Bewegungssteuerung oder Prozessautomatisierung, unerlässlich.
Einer der Hauptvorteile von TSN ist die Fähigkeit, Geräte im gesamten Netzwerk zu synchronisieren und sicherzustellen, dass alle Komponenten nahtlos zusammenarbeiten. Diese Synchronisierung eliminiert Verzögerungen und stellt sicher, dass Prozesse genau dann ausgeführt werden, wenn sie erforderlich sind.
TSN bietet außerdem deterministische Kommunikation, was bedeutet, dass Nachrichten vorhersehbar und ohne Störungen durch anderen Datenverkehr im Netzwerk übermittelt werden. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen und Neuübertragungen, die zu Verzögerungen führen und die Gesamtsystemleistung beeinträchtigen können.
Zeitkritische Netzwerke sind in modernen Industrieumgebungen immer wichtiger geworden, da sie eine präzise Synchronisierung zwischen verschiedenen Maschinen ermöglichen und gleichzeitig die Systemzuverlässigkeit verbessern, indem sie Latenzen durch deterministische Kommunikationsprotokolle reduzieren.
Die Zukunft der industriellen Automatisierung
Die Zukunft der industriellen Automatisierung ist spannend und voller Potenzial. Mit dem technologischen Fortschritt gibt es endlose Möglichkeiten, was durch Automatisierung erreicht werden kann. Robotik und künstliche Intelligenz (KI) werden eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der Zukunft der industriellen Automatisierung spielen.
Ein Bereich, in dem wir erhebliche Verbesserungen erwarten können, ist die Sicherheit. Mit Sensoren und Kameras ausgestattete Roboter können potenzielle Gefahren erkennen, bevor sie auftreten, und so Unfälle verhindern. Darüber hinaus können Roboter Aufgaben ausführen, die für Menschen zu gefährlich sind, beispielsweise die Arbeit mit gefährlichen Chemikalien oder der Umgang mit schweren Maschinen.
Ein weiterer Vorteil der industriellen Automatisierung ist die gesteigerte Effizienz. Automatisierte Systeme können rund um die Uhr ohne Pausen und Ermüdungserscheinungen arbeiten, wodurch die Produktionszeiten deutlich verkürzt werden können. Dies führt zu kürzeren Bearbeitungszeiten und niedrigeren Kosten für Unternehmen.
Darüber hinaus werden sich KI-Algorithmen im Laufe der Zeit weiter verbessern, sodass Maschinen ohne menschliches Eingreifen selbstständig komplexere Entscheidungen treffen können. Dies könnte zu noch fortschrittlicheren Formen der Automatisierung führen, die wir uns noch nicht vorstellen können.
Es wurden jedoch Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen des zunehmenden Automatisierungsgrads auf die Arbeitsplätze geäußert. Da Maschinen immer intelligenter und leistungsfähiger werden, ist es möglich, dass bestimmte Arbeitsfunktionen obsolet oder ganz überflüssig werden.
Dennoch sieht die Zukunft für die industrielle Automatisierung rosig aus, da sie sich weiterhin in einem beispiellosen Tempo weiterentwickelt und Vorteile wie verbesserte Sicherheitsmaßnahmen und höhere Effizienzraten bietet, während gleichzeitig anhaltende Bedenken im Zusammenhang mit den Beschäftigungsmöglichkeiten, die durch diese Veränderungen in den Technologietrends in diesem Bereich entstehen, berücksichtigt werden!