Wie die Vernetzung die Null-Fehler-Fertigung unterstützt

In den letzten Jahren haben Fertigungsunternehmen ihre digitale Transformation im Rahmen der vierten industriellen Revolution (Industrie 4.0) beschleunigt. Industrie 4.0 hängt von der Einführung von cyber-physischen Produktionssystemen (CPPS) in der Fertigungshalle ab, einschließlich Roboterzellen, intelligenten Sensoren, Drohnen und autonomen Fahrtenfahrzeugen. CPPS können mit fortschrittlichen Datenanalysetechniken (z. B. Predictive Analytics und Algorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI)) kombiniert werden, um eine Vielzahl von Anwendungsfällen mit nachgewiesenem ROI (Return on Investment) zu ermöglichen, z. B. flexible Produktionslinien, vorausschauende Wartung, Qualitätsmanagement und Optimierung der Lieferkette.

Industrie 4.0 ermöglicht einen Paradigmenwechsel im Qualitätsmanagement, auch Qualität 4.0 genannt. Dieser zeichnet sich durch eine erhöhte Flexibilität aus, da die meisten Prozesse auf digitaler Datenverarbeitung statt auf unflexiblen physischen Prozessen beruhen. Qualität 4.0 ist mit einem prädiktiven und vorausschauenden Qualitätsmanagement-Paradigma verbunden, das darauf abzielt, Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie auftreten. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen für die Hersteller, da Fehler beseitigt und Anlagen und Geräte optimal genutzt werden. Es führt auch zu ökologischen Vorteilen wie der Verringerung von Abfällen und der Optimierung des Energieverbrauchs.

Qualität 4.0 sorgt für ein enges Zusammenspiel zwischen Planungs-, Sicherungs-, Kontroll- und Verbesserungsfunktionen, was zu Null-Fehlern und zur Beseitigung der mit Fehlern verbundenen Verschwendung führen kann. Qualität 4.0 ermöglicht die Null-Fehler-Produktion (ZDM). ZDM ist die ultimative Vision für das Qualitätsmanagement, die modernste Qualitätsmanagementverfahren wie SixSigma und Total Quality Management (TQM) übertreffen soll.

Die digitalen Wegbereiter von Qualität 4.0 und ZDM

Qualität 4.0-Lösungen integrieren eine Vielzahl modernster digitaler Technologien, die als die digitalen Befähiger von ZDM betrachtet werden können. Im Einzelnen sind die folgenden digitalen Befähiger integrale Bestandteile von Qualität 4.0-Systemen:

  • Software-definierte Netzwerke (SDN) In Anwendungsfällen von Qualität 4.0 werden große Datenmengen von vielen verschiedenen Geräten in der Produktion gesammelt, darunter Sensoren, CPPS-Systeme und IoT-Geräte. Daher müssen industrielle Netzwerke bei der Datenerfassung Dienstgüte (QoS) bieten und gleichzeitig sicherstellen, dass die Daten von den richtigen Geräten zur richtigen Zeit erfasst werden. Daher sind flexible industrielle Netzwerkoperationen erforderlich, wie z. B. softwaredefinierte Netzwerke. Letztere ermöglichen die Optimierung der Netzwerkleistung und reduzieren die Kosten für das Netzwerkmanagement. Allied Telesis bietet eine Reihe von intelligenten SDN-Lösungen an, die die Konfiguration automatisieren, die Sicherheit erhöhen und die Verwaltung von stark ausgelasteten Netzwerken in großem Umfang erleichtern. Insbesondere das Allied Telesis Autonomous Management Framework (AMF), der AMF Security Controller und der Autonomous Wave Controller (AWC) bieten eine leistungsstarke Mischung aus flexiblen Netzwerklösungen für skalierbare und kosteneffiziente digitale Produktionsumgebungen.
  • Cloud Computing  Qualitätsmanagementdaten werden in der Cloud gesammelt und aggregiert. So profitieren Qualität 4.0-Lösungen von der Elastizität, der Kapazität und den Pay-as-you-go-Eigenschaften des Cloud Computing. Sobald die Daten in der Cloud sind, können sie analysiert werden, um Empfehlungen für Qualitätsverbesserungen und die Vorhersage von Fehlern zu erstellen. Allied Telesis erleichtert die Datenerfassung aus verschiedenen Bereichen des Werks dank seiner intelligenten Enterprise Wireless Access Points mit hohem Durchsatz. Darüber hinaus automatisiert unsere AMF Cloud-Lösung die Verwaltung mehrerer Netzwerkgeräte in der Cloud, einschließlich der Verwaltung von Sensoren und IoT-Geräten. Auf diese Weise ermöglicht sie eine kosteneffiziente Verwaltung von Cloud-basierten Fertigungsimplementierungen.
  • Edge Computing Viele der vorgestellten digitalen Qualitätsoperationen finden in unmittelbarer Nähe zum Feld statt und erfordern eine Echtzeitleistung. So müssen beispielsweise potenzielle Fehler schnell erkannt werden, damit Abhilfemaßnahmen eingeleitet werden können (z. B. die Neukonfiguration des Produktionsprozesses). In solchen Fällen müssen Edge-Computing-Systeme eingesetzt werden, um eine schnelle Datenerfassung und Echtzeitsteuerung zu ermöglichen und gleichzeitig die Bandbreite und Energieeffizienz für die Analysevorgänge zu optimieren. Um den IoT-Einsatz in der Cloud zu erleichtern, bietet Allied Telesis eine skalierbare Edge-Computing-Plattform namens EtherGRID™ an. Die Lösung nutzt die GAUGE.DB™-Datenbankarchitektur von Allied Telesis sowie ein umfangreiches Portfolio an Industrial-Ethernet-Switching-, Wi-Fi- und Media-Interconnectivity-Produkten. Letzteres ermöglicht den Einsatz von hochmodernen IoT-Lösungen für den Fertigungssektor, einschließlich Lösungen, die die Vorteile des Edge-Computing-Paradigmas mit seinen niedrigen Latenzzeiten und Echtzeiteigenschaften nutzen.
  • Big Data-Analytik und künstliche Intelligenz Qualität 4.0-Vorgänge nutzen Big-Data-Analytik und Algorithmen der künstlichen Intelligenz, um Erkenntnisse über Qualitätsmanagementprobleme und die besten Möglichkeiten zu ihrer Behebung zu gewinnen. So werden heute beispielsweise Deep-Learning-Techniken in Roboterzellen integriert, damit Roboter intelligente und automatisierte Qualitätsprüfungen durchführen können, ohne dass der Mensch eingreifen muss. Empfehlungs-Engines für maschinelles Lernen werden ebenfalls entwickelt, um Werksleiter mit umsetzbaren Informationen über Qualitätsverbesserungen zu versorgen. Die SDN-Produkte von Allied Telesis ermöglichen die sichere und zuverlässige Erfassung großer Mengen digitaler Daten von vielen verschiedenen Geräten. Auf diese Weise versetzen wir Hersteller in die Lage, Deep-Learning-Systeme einzusetzen, die für ihr Training und ihren Betrieb sehr große Datenmengen benötigen.

Die Integration der oben genannten Lösungen ermöglicht auch die Implementierung digitaler Darstellungen von Qualitätsmanagementsystemen und -prozessen in der Cyberwelt. Diese Darstellungen werden als digitale Zwillinge bezeichnet und erleichtern die Was-wäre-wenn-Analyse von Qualitätsprozessen für verschiedene Kombinationen von Produktions-, Prozess- und Kontrollparametern. Digitale Zwillinge sind sehr leistungsfähige Werkzeuge für ein genaues und effektives digitales Qualitätsmanagement.

Netzwerkflexibilität ist eine Grundlage für die Entwicklung, den Einsatz und den Betrieb von Industrie 4.0-konformen Qualitätsmanagementlösungen. Datenerfassung und Echtzeit-Kontrollvorgänge hängen von der Verfügbarkeit der richtigen Netzwerkkonfiguration für die anstehenden Qualitätsmanagementaufgaben ab. Unternehmen können es sich nicht leisten, ihre Netzwerkinfrastrukturen manuell zu konfigurieren, um die unterschiedlichen Anforderungen von Industrie 4.0-Anwendungsfällen zu erfüllen. Daher profitieren sie von Lösungen, die die Netzwerkkonfiguration automatisieren und eine zentrale Verwaltung der verschiedenen Geräte ermöglichen. Solche Lösungen senken die Betriebskosten, minimieren die Wahrscheinlichkeit von Fehlkonfigurationen und führen zu einem spürbaren ROI für Fertigungsunternehmen.

Allied Telesis bietet an dieser Front ein sehr starkes Wertversprechen: Der Vista Manager automatisiert und optimiert den Betrieb von kabelgebundenen und drahtlosen Netzwerken und ermöglicht deren Verwaltung von einem einzigen Einstiegspunkt aus. Sie können seine überzeugenden Funktionen erkunden, indem Sie weitere Informationen über das Autonomous Management Framework (AMF) und die Autonomous Wave Control (AWC)-Komponenten abrufen, die seinen Betrieb ermöglichen. Wir empfehlen Ihnen auch, einen genaueren Blick darauf zu werfen, wie Vista Manager die Netzwerkverwaltungsinformationen in einem benutzerfreundlichen Dashboard visualisiert, das für den Benutzer leicht zu bedienen ist. Insgesamt ermöglichen die Automatisierungs- und Intelligenzfunktionen des Vista Managers den Fertigungsunternehmen, ihre Qualität 4.0-Implementierungen auf dem richtigen Fuß zu beginnen.

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