5 Technologien, die 2024 die Industrie und Fertigung revolutionieren werden

Moderne Fertigungsanlage mit fortschrittlicher Technologie im Jahr 2024
Neue Technologien revolutionieren die Industrie und Fertigung im Jahr 2024.

Die Industrie- und Fertigungsbranche befindet sich in einem beispiellosen Wandel. Technologische Innovationen verändern die Art und Weise, wie Produkte entworfen, hergestellt und vertrieben werden. Die Transformation wird von mehreren zukunftsweisenden Technologien vorangetrieben, die Unternehmen weltweit dazu bringen, ihre Produktionsprozesse anzupassen und neue Effizienzen zu schaffen. Von der Automatisierung über die Künstliche Intelligenz (KI) bis hin zur Nutzung von Big Data – das Jahr 2024 verspricht, für die Fertigungsindustrie revolutionär zu sein. In diesem Artikel werden die fünf Schlüsseltechnologien vorgestellt, die im kommenden Jahr die Branche verändern und die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen steigern werden.

1. Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen.

Warum KI und ML in der Fertigung?

Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML) haben die Art und Weise, wie Daten in der Fertigung verwendet werden, grundlegend verändert. Während die traditionelle Fertigung auf starren Produktionslinien und zeitintensiven manuellen Prozessen beruhte, erlauben KI und ML es Unternehmen heute, Prozesse dynamisch zu optimieren und Entscheidungen basierend auf Echtzeit-Daten zu treffen. Dies führt zu einer flexibleren, effizienteren und kostengünstigeren Produktion. Neben der Automatisierung von Routineaufgaben ermöglicht KI eine tiefgreifende Analyse großer Datenmengen, was die Produktionsleistung erheblich steigern kann.

Laut einer Studie von McKinsey & Company wird die KI-gestützte Automatisierung in der Lage sein, Produktionsabläufe in Unternehmen bis 2025 um bis zu 20 % zu steigern, indem sie Fehler reduziert, Engpässe identifiziert und Prozesse optimiert. Diese potenziellen Produktivitätsgewinne und die Reduzierung der Betriebskosten sind von besonderer Bedeutung, um den steigenden Erwartungen des Marktes gerecht zu werden und im globalen Wettbewerb bestehen zu können.

Praktische Anwendungen

Die Implementierung von KI und ML in der Fertigung bietet mehrere praxisorientierte Anwendungen, die Unternehmen helfen, ihre Effizienz zu steigern und Betriebskosten zu senken:

Zukunftsperspektiven und Entwicklungen

KI und ML werden in Zukunft nicht nur die Optimierung bestehender Prozesse ermöglichen, sondern auch neue Geschäftsmodelle und Produktionsmöglichkeiten schaffen. Entwicklungen wie das „Federated Learning“ (bei dem Maschinen voneinander lernen, ohne dass Rohdaten geteilt werden müssen) oder Deep Reinforcement Learning (DRL) ermöglichen eine noch intelligentere Steuerung komplexer Produktionssysteme. Weiterhin eröffnen sich durch die Kombination von KI mit anderen Technologien, wie dem Internet der Dinge (IoT) und der Robotik, zusätzliche Potenziale zur Automatisierung und Effizienzsteigerung.

Empfehlung

Unternehmen, die langfristig wettbewerbsfähig bleiben wollen, sollten sich aktiv mit der Integration von KI in ihre Produktionslinien auseinandersetzen. Pilotprojekte sind ein effektiver Weg, um erste Erfahrungen mit KI-basierten Systemen zu sammeln und die Technologie an die spezifischen Bedürfnisse der Produktion anzupassen. Durch kontinuierliche Tests und Anpassungen kann die Technologie erfolgreich skaliert werden. Die Unternehmen sollten ebenfalls ein interdisziplinäres Team einsetzen, das die Zusammenarbeit zwischen IT-Experten und Produktionsleitern sicherstellt, um die KI-Integration nahtlos zu gestalten.

Industrielle Produktionslinie mit KI und maschinellem Lernen
KI und maschinelles Lernen transformieren die industrielle Produktion durch Echtzeitanalyse.

2. Internet der Dinge (IoT)

Die Vernetzung der Maschinen: Revolution durch das Internet der Dinge (IoT)

Die Vernetzung von Maschinen, auch als "Internet der Dinge" (IoT) bekannt, ist ein Netz von physischen Geräten, die über das Internet verbunden sind und nahtlos miteinander kommunizieren können. Diese Technologie bildet die Grundlage für die Digitalisierung und Automatisierung von Prozessen und wird im industriellen Umfeld unter dem Begriff „Industrie 4.0“ als entscheidender Fortschritt angesehen. Industrie 4.0 bezieht sich auf die vollständige Integration des IoT in die Produktionsprozesse, um durch intelligente Vernetzung, Automatisierung und Datenanalyse signifikante Effizienzsteigerungen und Kostensenkungen zu erzielen.

IoT ermöglicht es, alle Datenpunkte in einer Fabrik zu erfassen und zu analysieren, wodurch Fertigungsprozesse, die Lieferkette und die Wartung transparenter und besser planbar werden. Die Zahlen sprechen für sich: Laut Statista wird erwartet, dass die Anzahl der IoT-Geräte weltweit bis 2024 auf über 30 Milliarden anwachsen wird. Dieses exponentielle Wachstum spiegelt das Vertrauen wider, das Unternehmen in die Vorteile von IoT setzen, und verdeutlicht die Dringlichkeit, IoT-Technologien in die eigenen Prozesse zu integrieren.

Anwendungsbeispiele für IoT in der Industrie

1. Smart Factories: Effizienz durch intelligente Maschinen

IoT-fähige Maschinen, auch als „Smart Machines“ bezeichnet, ermöglichen es Fabriken, ihre Produktionsprozesse effizienter zu gestalten und Ressourcen besser zu nutzen. In einer vernetzten „Smart Factory“ sammeln Sensoren und intelligente Maschinen in Echtzeit Daten über den Produktionsfortschritt, den Zustand der Maschinen und den Energieverbrauch. Dies führt zu einer datengestützten Entscheidungsfindung, die Betriebskosten senkt und die Produktivität steigert.

Ein Beispiel sind automatisierte Qualitätskontrollen, bei denen IoT-Sensoren in jeder Produktionsstufe den Qualitätsstatus eines Produkts überwachen. Fehler und Abweichungen können sofort erkannt und behoben werden, bevor sie sich auf die gesamte Produktion auswirken. Diese Echtzeit-Überwachung verbessert die Produktqualität und verringert Ausschuss, was nicht nur die Kosten senkt, sondern auch Ressourcen schont.

2. Energieüberwachung: Reduzierte Kosten und Nachhaltigkeit

Energieüberwachungssysteme sind ein weiterer Bereich, in dem IoT einen signifikanten Einfluss hat. IoT-Sensoren ermöglichen eine detaillierte und kontinuierliche Überwachung des Energieverbrauchs in Echtzeit. Maschinen und Geräte, die am meisten Energie verbrauchen, werden identifiziert und können so gezielt optimiert oder angepasst werden, um Energie zu sparen. Laut Forbes könnten Unternehmen durch Energieüberwachung und -optimierung bis zu 20 % ihrer Energiekosten einsparen.

Zusätzlich ermöglicht die Energieüberwachung einen nachhaltigeren Betrieb, indem unnötige Energieverschwendung vermieden wird. Das ist nicht nur wirtschaftlich sinnvoll, sondern hilft Unternehmen auch, ihre Umweltziele zu erreichen und den CO₂-Ausstoß zu reduzieren, was heute in vielen Branchen zu einem entscheidenden Wettbewerbsvorteil geworden ist.

3. Transparente Lieferketten: Effizienz und Verlässlichkeit durch IoT

In modernen Lieferketten, die zunehmend global und komplex sind, bietet IoT eine Möglichkeit, den gesamten Warenfluss transparent und nachvollziehbar zu machen. IoT-fähige Tracking-Systeme können jeden Schritt eines Produkts in der Lieferkette überwachen, von der Herstellung über den Transport bis hin zur Lieferung an den Endkunden.

Diese lückenlose Verfolgung ermöglicht es Unternehmen, potenzielle Engpässe oder Verzögerungen frühzeitig zu erkennen und darauf zu reagieren. Wenn zum Beispiel ein Produktionsmaterial verspätet eintrifft, kann das Unternehmen sofort informiert werden und die Produktionsplanung anpassen. Solche Transparenz in der Lieferkette fördert das Vertrauen der Kunden und verbessert das Lieferantenmanagement, was letztlich die Zufriedenheit und Treue der Kunden steigert.

Empfehlung zur Einführung von IoT im Unternehmen

Die Implementierung von IoT erfordert eine strategische und schrittweise Herangehensweise. Für Unternehmen, die neu in die IoT-Welt einsteigen, ist es ratsam, zunächst mit weniger komplexen Bereichen zu beginnen, wie der Energieüberwachung oder der Lagerverwaltung. Diese Bereiche erfordern eine vergleichsweise geringe Investition und bieten gleichzeitig hohe Einsparpotenziale und schnelle Erfolge, die sich positiv auf die Rentabilität auswirken können.

Bevor Unternehmen in großflächige IoT-Lösungen investieren, sollten sie folgende Schritte in Betracht ziehen:

Schlussfolgerung

Das Internet der Dinge ist nicht nur ein technologischer Fortschritt, sondern eine transformative Kraft für die gesamte Industrie. Die Vernetzung der Maschinen durch IoT ermöglicht es Unternehmen, ihre Effizienz und Nachhaltigkeit zu steigern, die Betriebskosten zu senken und eine lückenlose Transparenz in der Lieferkette zu schaffen. Unternehmen, die IoT schrittweise und strategisch einführen, werden langfristig ihre Wettbewerbsfähigkeit sichern und eine Vorreiterrolle in der digitalen Transformation der Fertigungsbranche einnehmen können.

Intelligente Fabrik mit IoT-verbundenen Maschinen
Das Internet der Dinge optimiert die Fertigung durch Konnektivität und Echtzeitüberwachung.

3. 3D-Druck (Additive Fertigung)

Die neue Dimension der Herstellung

Der 3D-Druck hat sich in den letzten Jahren von einer reinen Prototyping-Technologie zu einer praktikablen Lösung für die Massenproduktion entwickelt. Während der 3D-Druck ursprünglich vor allem für die schnelle Erstellung von Prototypen genutzt wurde, erlaubt er es heute, komplexe und individuelle Produkte in kürzester Zeit und mit minimalem Materialaufwand herzustellen. Diese Technologie hat das Potenzial, die Produktionsprozesse grundlegend zu verändern und maßgeschneiderte Lösungen für unterschiedliche Branchen anzubieten.

Laut einer Studie von Markets and Markets wird der Markt für 3D-Druck bis 2026 auf etwa 50 Milliarden US-Dollar anwachsen. Diese Expansion verdeutlicht, dass immer mehr Unternehmen die Vorteile des 3D-Drucks erkennen und in ihre Produktionsabläufe integrieren.

Vorteile und Anwendungen

Empfehlung

Besonders kleine und mittelständische Unternehmen sollten die Potenziale des 3D-Drucks prüfen. Die Technologie bietet nicht nur Möglichkeiten zur schnellen und kosteneffizienten Herstellung von Prototypen, sondern auch für die Kleinserienfertigung. So lassen sich Markteinführungszeiten verkürzen, und gleichzeitig werden Kosten gespart. Durch Investitionen in 3D-Druck-Lösungen können Unternehmen flexibel auf Marktanforderungen reagieren und individuelle Kundenwünsche effizienter umsetzen.

Für Unternehmen, die neu im Bereich des 3D-Drucks sind, empfiehlt es sich, zunächst mit Pilotprojekten zu beginnen und die Technologie schrittweise in die Produktionsprozesse zu integrieren. In vielen Fällen können spezialisierte 3D-Druck-Dienstleister dabei unterstützen, die Implementierung zu erleichtern und mögliche Risiken zu minimieren. Diese flexible und skalierbare Technologie ermöglicht es Unternehmen, sich im zunehmend wettbewerbsorientierten Markt zu behaupten und ihre Innovationskraft nachhaltig zu steigern.

3D-Drucker in einer industriellen Umgebung produziert komplexe Teile
Der 3D-Druck revolutioniert die Produktion durch additive und maßgeschneiderte Fertigung.

4. Robotik und Automatisierung

Die Zukunft der Arbeitsplätze in der Fertigung

Roboter und automatisierte Systeme sind seit Jahren ein fester Bestandteil der Fertigungsindustrie. Mit den fortschreitenden Entwicklungen in der Robotik hat sich der Einsatzbereich dieser Technologien stark erweitert. Moderne Roboter sind heute vielseitiger, anpassungsfähiger und zunehmend darauf ausgelegt, in enger Zusammenarbeit mit menschlichen Arbeitskräften zu agieren. Während Roboter früher hauptsächlich in abgeschotteten Bereichen eingesetzt wurden, um Sicherheitsrisiken zu minimieren, erlauben moderne Technologien eine direkte Interaktion zwischen Mensch und Maschine. Diese Zusammenarbeit fördert die Effizienz und Produktivität in Produktionsumgebungen und bietet zahlreiche Vorteile in Bezug auf Flexibilität und Sicherheit.

Ein Bericht der International Federation of Robotics (IFR) prognostiziert, dass die Anzahl der Industrieroboter bis 2024 jährlich um etwa 10 % wachsen wird. Dieses Wachstum verdeutlicht die steigende Nachfrage nach Automatisierung und Robotiklösungen, die sich sowohl für große als auch für kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) eignen. Die Rolle der Roboter wird sich daher in den kommenden Jahren weiterentwickeln, mit einem starken Fokus auf kollaborative Roboter (Cobots) und automatisierte Systeme, die komplexe Aufgaben übernehmen können.

Beispiele für Roboteranwendungen

Empfehlung

Für Unternehmen, die ihre Wettbewerbsfähigkeit erhöhen möchten, ist es ratsam, in kosteneffektive und flexible Robotiklösungen zu investieren. Besonders kollaborative Roboter (Cobots) eignen sich hervorragend für mittelständische Betriebe, da sie leicht zu programmieren und umzurüsten sind. Cobots ermöglichen es Unternehmen, ihre Produktionskapazitäten zu erweitern, ohne signifikante Infrastrukturänderungen vornehmen zu müssen. Durch eine gezielte Investition in Robotiklösungen können Unternehmen nicht nur Kosten senken, sondern auch ihre Effizienz steigern und auf die Anforderungen des Marktes schneller reagieren.

Langfristig wird die Integration von Robotik in die Fertigungsprozesse eine entscheidende Rolle dabei spielen, die Flexibilität, Präzision und Effizienz der Produktion zu erhöhen. Unternehmen, die frühzeitig auf diese Technologien setzen, werden einen klaren Wettbewerbsvorteil haben und den Übergang zu einer stärker automatisierten und kollaborativen Produktionsumgebung reibungslos gestalten können.

Industrieroboter und Cobots in einer automatisierten Produktionslinie
Die Robotik steigert die Effizienz und Sicherheit in der Fertigung durch Automatisierung.

5. Erweiterte Realität (AR) und Virtuelle Realität (VR)

Transformation von Schulung und Fertigung

Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) haben die Art und Weise, wie Schulungen und Fertigungsprozesse in der Industrie durchgeführt werden, grundlegend verändert. Diese Technologien bieten einzigartige Möglichkeiten zur Interaktion mit komplexen Arbeitsumgebungen und schaffen neue Wege, um Fertigungsabläufe effizienter und sicherer zu gestalten. Während VR immersive virtuelle Umgebungen schafft, die es Nutzern ermöglichen, in eine vollständig digitale Welt einzutauchen, überlagert AR digitale Informationen direkt auf reale Szenen. Das Ergebnis sind Schulungen und Prozessunterstützungen, die genauer, sicherer und kostengünstiger sind. Laut einer Prognose von PWC wird der weltweite Markt für AR- und VR-Technologien bis 2030 auf etwa 1,5 Billionen Dollar anwachsen, was auf das enorme Potenzial dieser Technologien hinweist, die Zukunft der Industrie zu gestalten.

Anwendungsbeispiele

Die Nutzung von AR und VR in der Fertigung hat bereits signifikante Veränderungen in verschiedenen Bereichen bewirkt. Hier sind einige der Hauptanwendungsfelder:

Empfehlung

Die Implementierung von AR und VR in die Industrieprozesse erfordert eine sorgfältige Planung und schrittweise Integration. Für Unternehmen, die diese Technologien nutzen möchten, ist es empfehlenswert, zunächst Pilotprojekte in spezifischen Bereichen wie Schulungen und Wartungsprozessen zu starten, bevor die Technologien in weiteren Bereichen eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine effektive Bewertung der Technologie und stellt sicher, dass der Übergang reibungslos verläuft. Des Weiteren sollten Unternehmen interdisziplinäre Teams bilden, die aus Produktions- und IT-Experten bestehen, um die AR- und VR-Implementierung bestmöglich zu unterstützen.

Durch Investitionen in AR und VR können Unternehmen die Produktivität ihrer Mitarbeiter steigern, die Präzision in der Fertigung erhöhen und die Schulungszeiten erheblich verkürzen. Die zunehmende Akzeptanz dieser Technologien zeigt, dass Unternehmen, die frühzeitig auf AR und VR setzen, in Zukunft einen klaren Wettbewerbsvorteil haben werden. Die Integration von AR- und VR-Technologien in die industrielle Fertigung ist nicht nur eine Investition in die Effizienz, sondern auch in die Sicherheit und Qualität des gesamten Produktionsprozesses.

Industriearbeiter mit Augmented Reality und Virtual Reality in der Fertigung
Augmented und Virtual Reality transformieren Schulung und Prozesse in der Industrie.

Schlussfolgerung

Die Industrie- und Fertigungsbranche steht am Anfang einer neuen Ära, in der innovative Technologien die Effizienz und Flexibilität der Produktion revolutionieren. Künstliche Intelligenz, das Internet der Dinge, 3D-Druck, Robotik sowie AR und VR bieten Unternehmen die Möglichkeit, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu steigern und ihren Kunden bessere Produkte zu liefern. Unternehmen, die diese Technologien frühzeitig adaptieren, werden einen klaren Vorteil in der globalen Wirtschaft haben. Die Zukunft der Fertigung ist digital, und es ist an der Zeit, diesen Wandel aktiv mitzugestalten.

Quellen