Stand der Technik in der industriellen digitalen Landschaft

19. November 2021 von Jürgen Ritzek
Stand der Technik in der industriellen digitalen Landschaft

Die digitale Reife des gesamten verarbeitenden Gewerbes ist derzeit uneinheitlich. Einige Branchen sind erst jetzt auf dem Weg zu dem, was gemeinhin als Industrie 4.0 bezeichnet wird. Andere hinken noch hinterher und haben nur ein minimales Maß an digitalen Fähigkeiten für ihre Prozesse. Es gibt beträchtliche Unterschiede zwischen Global Playern, die stark in die Digitalisierung investiert haben, und kleinen Nischenanbietern, die zurückbleiben, aber enorme Chancen vor sich haben.

 

Im Rahmen des RETROFEED-Projekts wurde die Landschaft analysiert, um einen detaillierten Überblick über die einzelnen Sektoren zu erhalten, und zwar auf der Grundlage von Projektpartnern, die energieintensive Industrien in der Keramik-, Zement-, Aluminium-, Stahl- und agrochemischen Industrie vertreten, sowie von Marktforschung.

 

In dem Bericht erfahren Sie mehr über den digitalen Reifegrad der Industrie, die digitale Architektur und die Datenmanagement-Tools.

Wenn Sie an den nächsten Entwicklungsschritten interessiert sind, wenden Sie sich bitte einfach an juergen.ritzek@ee-ip.org.


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Die letzte industrielle Revolution mag im digitalen Dienstleistungssektor ihren Anfang genommen haben, aber in den letzten zehn Jahren hat die Schwerindustrie die neue digitale Welle mit der Konzeption und Entwicklung spezifischer Werkzeuge, die ihre Fertigungsprozesse unterstützen und die Produktivität und damit die Wettbewerbsfähigkeit steigern können, langsam angenommen.

 

Überblick über den digitalen Reifegrad der Industrie

Der digitale Reifegrad des gesamten verarbeitenden Gewerbes ist derzeit uneinheitlich, wobei einige Sektoren erst jetzt in das eintreten, was gemeinhin als Industrie 4.0 bezeichnet wird, während andere noch mit einem minimalen Grad an digitalen Fähigkeiten, die auf ihre Prozesse angewendet werden, hinterherhinken. Auch innerhalb derselben Branche oder desselben Sektors gibt es beträchtliche Unterschiede zwischen Global Playern, die stark in die Digitalisierung investiert haben, und kleinen Nischenanbietern, die zurückliegen, aber enorme Chancen haben.

 

Wir können 4 Stufen der Digitalisierung unterscheiden, angefangen bei der Industrie 1.0 bis hin zum neuesten Trend der Industrie 4.0. Die 4 Stufen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Industrie 1.0: Sensoren sind mit einigen Geräten verbunden und die Daten werden zur Überwachung einiger Prozesse und Hauptgeräte verwendet.
  • Industrie 2.0: Dies ist der Status vieler heutiger Fertigungsunternehmen. ERP-Systeme werden installiert und zur Überwachung des gesamten Unternehmens eingesetzt, wobei einige Prozesse auch mit Automatisierungstechnologien zur Steuerung der Abläufe ausgestattet sind. Daten werden auf der Feldebene zu Überwachungs- und Kontrollzwecken mit einfachen Datenanalysatoren gesammelt, um Trends auf hoher Ebene zu verfolgen.
  • Industrie 3.0: Die fortschrittlichsten Fertigungsunternehmen in verschiedenen Branchen befinden sich derzeit in dieser Phase der Digitalisierung. Es gibt eine fortschrittliche Prozesssteuerung und -automatisierung mit Robotern und vernetzten Anlagen, um die Kontrolle und Produktivität zu verbessern. Daten spielen ebenfalls eine große Rolle, wobei Manufacturing Execution Systems (MES) zur Automatisierung und Optimierung von Aufgaben eingesetzt werden. Die Industrie 3.0 hat in der Raffinerie- und Chemieindustrie einen großen Sprung nach vorne gemacht, wo Sicherheits- und Abschaltprotokolle notwendig wurden, um die Widerstandsfähigkeit und Sicherheit des Betriebs zu gewährleisten.
  • Industrie 4.0: Der nächste Schritt in der digitalen Reife wird der Einsatz fortschrittlicher Optimierungs- und Analysewerkzeuge (z. B. maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz, fortschrittliche Modellierung) sein, um die Abläufe zu optimieren und einen Mehrwert sowohl für die Anlagen als auch für die Qualität der Endprodukte zu schaffen. Echtzeit- oder Quasi-Echtzeitdaten werden in den verschiedenen Abteilungen der Unternehmen in großem Umfang genutzt, und die Cloud-Infrastruktur wird zur Verbesserung der analytischen Leistung und Fähigkeiten des Unternehmens eingesetzt.

 

Stand der Technik: 5 energieintensive Sektoren

Der Stand der Technik wurde im Rahmen des Retrofeed-Projekts untersucht. Dieses über das Programm Horizont Europa kofinanzierte Projekt soll die Verwendung eines zunehmend variablen, biobasierten und zirkulären Rohstoffs in der Prozessindustrie durch die Nachrüstung von Kernausrüstungen und die Implementierung eines fortschrittlichen Überwachungs- und Steuerungssystems ermöglichen und die Anlagenbetreiber durch ein DSS für die gesamte Produktionskette unterstützen. Die Lösungen werden demnächst in der Keramik-, Zement-, Aluminium-, Stahl- und agrochemischen Industrie umgesetzt und getestet.

 

In dem Bericht finden Sie

  1. einen Überblick über den digitalen Reifegrad der Industrie, die digitale Architektur und das Datenmanagement;
  2. eine detaillierte Übersicht nach Sektoren auf der Grundlage von Projektpartnern und Marktforschung:

Zu den in diesem Bericht dargestellten Instrumenten und Werkzeugen gehören

  • Überwachungs- und Kontrollsysteme,
  • Planungs- und operative Werkzeuge,
  • Software zur Entscheidungsfindung,
  • Unternehmenssysteme und
  • Simulationswerkzeuge.

Diese Werkzeuge werden detailliert im Kontext der industriellen IT-Architektur jedes Industriepartners beschrieben, die sich im Laufe der Jahre an die Hauptphasen der industriellen Automatisierung und Steuerung angepasst hat.

 

Wenn Sie an den nächsten Entwicklungsschritten interessiert sind, von Demonstrationen in den jeweiligen energieintensiven Industrien über weitere Analysen von Business Cases bis hin zu Implementierungsrichtlinien, wenden Sie sich bitte einfach an juergen.ritzek(at)ee-ip.org