Industrie 4.0 – Silicon Valley Firmen revolutionieren die Produktion
Die Anziehungskraft des kalifornischen Silicon Valleys beschränkt sich schon lange nicht mehr nur auf seine bekannten B2C-Zugpferde wie Facebook und Google. Die nordkalifornische Region rund um die Metropole San Francisco lebt auch von der Digitalisierung traditioneller Industriezweige – ganz oben auf der Liste: die industrielle Produktion. Mit der zunehmenden Digitalisierung in diesem Bereich hat sich die San Francisco Bay Area schnell zum führenden Innovationshub im Bereich IIoT (Industrial Internet of Things) entwickelt. In diesem Artikel werfen wir einen kurzen Blick auf wichtige innovative Technologien und erfolgreiche Firmen aus dem Valley, die die Fertigung weltweit umkrempeln wollen.
Künstliche Intelligenz (KI) wird bald fast alle Arbeitsbereiche beeinflussen. Fortschrittliche Software lässt Computer immer selbständiger lernen, so dass auch die Automatisierung in der Fertigung datenbasiert vorangetrieben werden kann. Das Software Startup Sight Machine nutzt beispielsweise KI zur Analyse von Maschinendaten und hilft weltweit führenden Maschinenbauunternehmen datenbasierte Entscheidungen schneller treffen zu können. Die Analyseplattform von Sight Machine, die speziell für die prozessorientierte Fertigung entwickelt wurde, nutzt KI, Maschinelles Lernen (ML) und fortschrittliche Analysen, um kritische Herausforderungen in Qualität und Produktivität im gesamten Unternehmen zu visualisieren und zu bewältigen. Die Plattform basiert auf einem digitalen Zwilling-Modell, welches Transparenz in Echtzeit sowie umsetzbare Erkenntnisse von jeder Maschine, jeder Produktionslinie und jeder Fertigungsanlage ermöglicht. So wird das Internet der Dinge für die Fertigung programmierbar. Diesen Mehrwert hat auch der deutsche Energieriese E.ON erkannt und investierte in Sight Machine. Die strategische Partnerschaft soll E.ON-Kunden aus Industrie und Gewerbe dabei helfen, die Effizienz ganzer Maschinenparks zu steigern und gleichzeitig Energiekosten zu sparen.
Augmented Reality (AR) wird auch in den nächsten fünf Jahren einen starken positiven Einfluss auf die Fertigungsindustrie haben. Mit Hilfe von AR lassen sich die physische und die digitale Welt zusammenführen. Dies steigert nicht nur die Effizienz drastisch, sondern hilft Unternehmen außerdem Risiken zu reduzieren und die Arbeitssicherheit für Mitarbeiter deutlich zu erhöhen. Mit einer „HoloLens“ können Mitarbeiter beispielsweise jederzeit auf Fachwissen zugreifen, das ihnen in Echtzeit und in jeder Arbeitsumgebung zur Verfügung steht.
Das Start-up Atheer, das aus der University of California Berkeley hervorging, hat eine AR-Plattform entwickelt, die eine reaktionsschnelle, sichere und zuverlässige Produktionsumgebung bietet. Atheer stellt eigene Datenbrillen her, ermöglicht gleichzeitig aber auch die Nutzung anderer Modelle und vereinfacht durch sein Plattform-Angebot die Zusammenarbeit zwischen allen Mitarbeitern, ob im Maschinenraum oder am Schreibtisch. Vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten sind zum Beispiel Anleitungen über komplexe Montagen, die Durchführung von Wartungsroutinen, das Einholen von Expertenunterstützung, das Qualitätsmanagement und die Integration von automatisierten Arbeitsabläufen. Atheer wurde in 2011 gegründet und hat bereits über 35 Millionen US-Dollar an Investment einsammeln können.
Bei der Additiven Fertigung (Additive Manufacturing – AM) geht es schon heute mehr um die Produktion als um das Prototyping. Dies gilt insbesondere für Branchen wie Medizin, Luft- und Raumfahrt. AM ermöglicht es, jedes Teil individuell anzupassen, das Gewicht zu reduzieren und ein Teil von mehreren Teilen herzustellen, um Montagen zu rationalisieren und Prozesse zu vereinfachen. Die Technologie entwickelt sich rasant, da stetig neue Materialien entwickelt, Prozesse verbessert und neue Maschinen gebaut werden. Dies senkt die Kosten stetig und verbessert im selben Zuge die Effizienz. Auch die Lieferantenbasis wächst. So nutzt beispielsweise Hewlett-Packard (HP) seine umfangreichen Forschungs- und Entwicklungskapazitäten in Kombination mit seinen traditionellen Drucktechnologien, um AM zu fördern. Die neue Multijet-Fusionstechnologie macht den 3D-Druck schneller, kostengünstiger und einfacher zu integrieren. Damit bringt sich auch das Silicon Valley-Urgestein HP gewinnbringend in das IIoT Geschäft ein.
Generatives Design verstärkt die Vorstellungskraft und beschleunigt Erfindungen. Traditionell beginnen Designer mit dem, was sie wissen, und passen Funktionen und Parameter den neuen Projekten immer wieder an. Ein solches Vorgehen kann mühsam und sehr zeitintensiv sein – das Konzept des Generativen Designs schafft Abhilfe. Eine riesige Datenbank und leistungsstarke Algorithmen sortieren und testen praktisch unbegrenzt Designmöglichkeiten nach Maßgaben des Designers. Dem Generativen Design gelingt es so schnell und effizient Lösungen zu finden, die den gewünschten Parametern, zum Beispiel in Hinblick auf Materialeinsatz oder Größe, entsprechen. Die Firma Autodesk aus San Francisco ist führend bei der Entwicklung des Generativen Designs. Das Unternehmen nutzt extreme Rechenleistung, um Formen zu erstellen, die Funktionalität maximieren und zeitgleich Überschuss minimieren. Die Software kann Designs weiter optimieren, indem sie diese auf bestimmte Materialien und Herstellungsmethoden zuschneidet.
Die Digitalisierung der traditionellen Fertigung ist in vollem Gange und das Silicon Valley möchte auch in diesem Bereich den Ton angeben.
