Industrielle Automatisierung: Definition, Vorteile und Einsatzgebiete

Industrielle Automatisierung beschreibt, dass Steuerungssysteme Aufgaben in der Produktion durch autonomes Handeln selbstständig erledigen. Die industrielle Automatisierung ist wichtig für den effizienteren Betrieb von Maschinen und die bessere Kommunikation zwischen Menschen und digitalen Produktionssystemen.

Mit der Integration von Large Language Models (LLMs) in die industrielle Automatisierung werden komplexe Tätigkeiten automatisiert, die Effizienz bei Arbeitsabläufen gesteigert und die Produktqualität verbessert. Das ergab die Studie „Applying Large Language Models for intelligent industrial automation“ von Y. Xia et al., die 2024 in der Fachzeitschrift für Automatisierungstechnik „atp magazin“ veröffentlicht wurde.

Mithilfe von künstlicher Intelligenz zum Beispiel werden bei der Industrial Automation Produktionsprozesse optimiert, Bereiche standardisiert und Anlagen automatisiert. Ein typisches Anwendungsbeispiel aus der Industrie ist die Produktion und Fertigung, bei der vernetzte Maschinen eigenständig Produktionsschritte überwachen, Daten auswerten und Prozesse hinsichtlich möglicher Veränderungen anpassen.

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Was ist die industrielle Automatisierung?

Die industrielle Automatisierung ist der Einsatz von Maschinen, Robotern, Informationstechnologien und Systemen für die bessere Steuerung sowie Überwachung von Prozessen in der industriellen Produktion. Ziel der industriellen Automatisierung ist es, Effizienz, Qualität und Produktivität in der Fertigung zu steigern.

Bei der Industrial Automation sind moderne Produktionssysteme dazu imstande, wiederkehrende, regelbasierte Aufgaben selbstständig zu erledigen. Im Rahmen einer umfassenden Digitalstrategie entwickelt sich die klassische Produktion zunehmend zu einer intelligenten Fabrik, in der Maschinen, Anlagen und IT-Systeme miteinander vernetzt sind und Prozesse weitgehend automatisiert ablaufen.

In einer automatisierten Produktionsumgebung erfolgt die Herstellung von Waren überwiegend oder sogar ausschließlich durch Maschinen. Die Rolle des Menschen verlagert sich bei der industriellen Automatisierung von der direkten Ausführung manueller Tätigkeiten hin zur Überwachung der Maschinen sowie zur Planung der Produktion. Automatisierungstechniken übernehmen zahlreiche Aufgaben in der Fertigung und entlasten die Mitarbeiter von repetitiven Tätigkeiten.

Mit der Industrieautomatisierung konzentrieren sich die Mitarbeiter verstärkt auf wertschöpfende und komplexe Aufgaben, etwa auf die Problemlösung, Prozessoptimierung oder neue Entwicklungen. Eine ganzheitliche Strategie für die Einführung adaptiver Automatisierungslösungen ist für Unternehmen wichtig, um flexibel auf veränderte Markt- sowie Kundenanforderungen zu reagieren.

Was sind die Vorteile der industriellen Automatisierung?

Die wichtigsten Vorteile der industriellen Automatisierung sind die erhöhte Produktionsrate, die verbesserte Produktqualität und der Anstieg der Produktivität. Die industrielle Automatisierung ermöglicht eine Kostensenkung, eine erhöhte Effizienz, die Entlastung der Mitarbeiter und eine höhere Sicherheit.

Alle Vorteile der industriellen Automatisierung zeigt die nachstehende Liste im Detail.

• Erhöhte Produktionsrate: Die Industrial Automation erhöht die Produktionsrate, denn automatisierte Anlagen arbeiten rund um die Uhr und führen Prozesse schneller aus als Menschen. Durch die durchgängige und schnellere Arbeit der Automatisierungssysteme wird die Produktionsleistung gesteigert.

• Verbesserte Produktqualität: Die industrielle Automatisierung bringt eine verbesserte Produktqualität, weil Maschinen präzise und gleichbleibend arbeiten. Mit der Automatisierung werden Schwankungen durch menschliche Ermüdung oder unterschiedliche Arbeitsweisen reduziert.

• Anstieg der Produktivität: Die Industrieautomatisierung ermöglicht einen Anstieg der Produktivität, denn sie sorgt dafür, dass mit derselben Anzahl an Mitarbeitern, Zeit und Ressourcen mehr Produkte hergestellt werden. Bei der industriellen Automatisierung entsteht ein höherer Output pro Produktionseinheit.

• Kostensenkung: Mit der Industrial Automation erreicht man durch geringeren Personalaufwand und effizientere Unternehmensabläufe eine Kostensenkung. Durch die höhere Produktionsmenge verteilen sich die Fixkosten auf mehr Produkte, wodurch die Kosten pro Einheit sinken.

• Erhöhte Effizienz: Bei der Industrieautomatisierung wird eine erhöhte Effizienz erreicht, weil Arbeitsabläufe optimiert sowie Wartezeiten und unnötige Prozessschritte verringert werden. Mit einer erhöhten Effizienz werden im Unternehmen Zeit und Energie besser genutzt.

• Entlastung der Mitarbeiter: Die industrielle Automatisierung gewährleistet eine Entlastung der Mitarbeiter, da monotone oder körperlich anstrengende Tätigkeiten von Maschinen übernommen werden. Während sich Maschinen um repetitive Aufgaben kümmern, konzentrieren sich Mitarbeiter auf anspruchsvolle Aufgaben.

• Höhere Sicherheit: Die Industrial Automation bringt eine höhere Sicherheit für das Unternehmen mit sich, denn Roboter und automatisierte Systeme übernehmen gefährliche Arbeiten. Mit der industriellen Automatisierung sinkt das Risiko von Arbeitsunfällen im Unternehmen.

• Ressourcenschonung: Die Industrieautomatisierung bewirkt eine Ressourcenschonung im Unternehmen, weil durch präzise Steuerung Material, Energie und Rohstoffe effizienter eingesetzt werden. Mit der Automatisierung der ressourcenschonenden Produktion wird Verschwendung reduziert.

• Niedrigere Fehlerquote: Die Industrial Automation führt zu einer niedrigeren Fehlerquote, weil automatisierte Prozesse gleichmäßig nach festgelegten Regeln arbeiten und weniger Bedienungs- oder Produktionsfehler verursachen. Mit der industriellen Automatisierung gibt es weniger Fehlproduktionen und Nacharbeit.

Welche Aspekte der Industrie lassen sich automatisieren?

In der Industrie lassen sich Aspekte wie die Produktion und Fertigung, die Logistik, die Qualitätskontrolle, die Produktionssteuerung und die Wartung automatisieren. Für die Automatisierung eignen sich Aspekte der Industrie, die wiederholbar, standardisiert, regelbasiert und messbar sind.

Die Aspekte der Industrie, die sich automatisieren lassen, sind im weiteren Verlauf detailliert erklärt.

Produktion und Fertigung

Die Produktion und Fertigung lassen sich automatisieren, indem die Montage von Bauteilen, das Schweißen und Löten, das Lackieren, das Verpacken und Etikettieren sowie das Sortieren beispielsweise durch Roboter durchgeführt werden. Besonders in der Automobilfertigung, Elektronikproduktion und Lebensmittelverarbeitung werden Tätigkeiten im Bereich der Produktion und Fertigung automatisiert.

Logistik

Bei der Logistik lässt sich der Transport von Material innerhalb und außerhalb von Fabriken automatisieren. Fahrerlose Transportsysteme, autonome mobile Roboter (AMR), automatische Hochregallager, Förderbänder und Sortieranlagen sind gute Beispiele für die Automatisierung in der Logistik. Automatisierungstechnologien in der Logistik ermöglichen einen effizienteren Materialfluss, verkürzen Lieferzeiten und senken Betriebskosten.

Qualitätskontrolle

Die Qualitätskontrolle lässt sich durch die Übernahme von Prüfaufgaben dank moderner Sensorik und künstlicher Intelligenz automatisieren. Mit der selbstständigen Bildanalyse zur Fehlererkennung, Vermessung von Werkstücken, Prozessüberwachung und Dokumentation von Prüfergebnissen wird die Qualitätskontrolle automatisiert. Bei der Qualitätskontrolle werden häufig Verfahren wie das maschinelle Lernen eingesetzt.

Produktionssteuerung

Die Produktionssteuerung gehört zu den organisatorischen Aufgaben, die in der Industrie automatisiert werden können. Beispiele für die Automatisierung der Produktionssteuerung sind die automatische Produktions-, Schicht-, Materialbedarfs- und Auftragsplanung. Bei der effizienteren Produktionssteuerung im Unternehmen kommen oft KI-gestützte Optimierungsverfahren zum Einsatz.

Wartung

Es ist möglich, in der Industrie die Wartung zu automatisieren, sodass Anlagen ihren Zustand selbst überwachen können. Mit der industriellen Automatisierung bei der Wartung werden Vorhersagen von Ausfällen, die automatische Wartungsplanung und das Ersatzteilmanagement ermöglicht. Die automatische Wartung in Unternehmen wird als Predictive Maintenance bezeichnet.

Beispiele für industrielle Automatisierung

Beispiele für industrielle Automatisierung sind Roboterarme in der Automobilherstellung, Abfüllanlagen in der Getränkeindustrie, Self-Service-Portale, fahrerlose Fahrzeuge und automatische Fließbänder. Die industrielle Automatisierung findet vor allem in der Automobil-, Lebensmittel-, Pharma- und Chemieindustrie statt.

Typische Bausteine der Industrial Automation sind Digital Twin, Process Mining und Predictive Maintenance, da sie dazu beitragen, Produktionsanlagen, Maschinen und Prozesse effizienter sowie autonomer zu gestalten. Mit einem Digital Twin werden Simulationen durchgeführt, ohne in den laufenden Betrieb einzugreifen. Beim Process Mining werden digitale Prozessdaten analysiert, um ineffiziente Prozesse zu identifizieren. Bei der Predictive Maintenance werden Ausfälle vorhergesagt, bevor sie auftreten.

Industrielle Automatisierung mit fonio

Die industrielle Automatisierung mit fonio eröffnet Unternehmen im industriellen Umfeld neue Möglichkeiten zur effizienten und zuverlässigen Gestaltung ihrer Kommunikationsprozesse. Der KI Telefonassistent von fonio geht ans Telefon und übernimmt Anrufe automatisiert, strukturiert sowie in konsistenter Qualität.

Die Implementierung des intelligenten Telefonassistenten führt zu einer spürbaren Entlastung von Abteilungen, einer verbesserten Erreichbarkeit sowie einer deutlichen Reduzierung manuellen Kommunikationsaufwands bei zeitkritischen Industrieprozessen. Der KI-basierte Telefonassistent von fonio ermöglicht eine skalierbare und jederzeit erreichbare Kundenkommunikation, die sich flexibel an betriebliche Anforderungen anpasst. Im Rahmen der industriellen Automatisierung profitieren Unternehmen mit dem virtuellen Telefonassistenten vor allem von einer höheren Servicequalität und optimierten Prozessen.