Trends in der industriellen Automatisierung 2024

Im Jahr 2024 hat sich die industrielle Automatisierungslandschaft stark gewandelt, angetrieben durch rasante technologische Fortschritte, die Effizienz, Konnektivität und Nachhaltigkeit fördern. Unternehmen in Bereichen wie Fertigung, Logistik und Energie setzen auf KI, IoT und Edge Computing, um Prozesse zu automatisieren, datengestützte Entscheidungsfindung zu verbessern und Umweltbelastungen zu reduzieren. Mit Innovationen wie kollaborativen Robotern (Cobots), 5G-Konnektivität und digitalen Zwillingen ermöglichen diese neuen Technologien der Industrie, wettbewerbsfähig und anpassungsfähig zu bleiben. Dieser Wandel läutet eine Ära der industriellen Intelligenz ein, in der die Abläufe intelligenter, widerstandsfähiger und besser auf die Nachhaltigkeitsziele abgestimmt sind.

Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) sind zu unverzichtbaren Werkzeugen in der industriellen Automatisierung geworden. Sie ermöglichen es Maschinen, Daten zu verarbeiten, daraus zu lernen und Entscheidungen in Echtzeit zu treffen, ohne dass der Mensch eingreifen muss. Im Jahr 2024 liegt der Schwerpunkt auf vorausschauender Wartung, Qualitätskontrolle und Prozessoptimierung. Vorausschauende Wartung mit Hilfe von KI reduziert Ausfallzeiten und Wartungskosten, indem sie Muster im Anlagenverhalten erkennt und potenzielle Ausfälle vorhersagt. Qualitätskontrollsysteme, die ML nutzen, identifizieren fehlerhafte Produkte während der Produktion, verbessern die Produktionsqualität und reduzieren den Ausschuss. Die Entscheidungsfindungsfähigkeiten der KI rationalisieren komplexe Arbeitsabläufe, erhöhen die betriebliche Effizienz und senken die Kosten.

Bis 2024 werden Unternehmen zunehmend KI einsetzen, um sowohl Routine- als auch komplexe Aufgaben zu automatisieren. Die Hersteller setzen KI auch für das Lieferkettenmanagement ein, um Nachfrageschwankungen vorherzusagen und Ressourcen effektiver zu verwalten.

Anwendungen:

• Fertigung: KI-gesteuerte Qualitätskontrollsysteme erkennen Produktmängel, reduzieren den Ausschuss und verbessern die Qualität der Produktion.
• Lieferkettenmanagement: Maschinelles Lernen hilft, die Nachfrage vorherzusagen, den Bestand zu optimieren und Ressourcen effizient zu verwalten.
• Versorgungsunternehmen: KI-gestützte vorausschauende Wartung prognostiziert den Verschleiß von Anlagen, verringert Ausfallzeiten und verlängert die Lebensdauer von Anlagen.

Das industrielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) vernetzt Anlagen, Geräte und Sensoren miteinander und sorgt so für einen nahtlosen Datenfluss in den Fertigungsbereichen und verbessert die Produktionsüberwachung und -steuerung. IIoT-Netzwerke bieten unschätzbare Einblicke durch Datenerfassung und -analyse, die fundierte Entscheidungen und eine schnellere Fehlerbehebung ermöglichen. Im Jahr 2024 wird die IIoT-Expansion durch die Integration der 5G-Technologie, die höhere Datenübertragungsraten und geringe Latenzzeiten unterstützt, weiter beschleunigt.

Die Rolle des IIoT geht über die Konnektivität von Maschinen hinaus und umfasst auch die Umweltüberwachung, das Energiemanagement und die fortschrittliche Anlagenverfolgung. Diese Systeme verbessern die betriebliche Flexibilität und Nachhaltigkeit, indem sie Unternehmen helfen, den Energieverbrauch zu verfolgen und Umweltfaktoren wie Emissionen zu überwachen.

Anwendungen:

• Öl und Gas: IIoT-Sensoren verfolgen den Zustand von Pipelines, reduzieren Risiken und verbessern die Effizienz.
• Intelligente Landwirtschaft: IIoT hilft bei der Überwachung der Bodenbedingungen, der Optimierung der Bewässerung und der Steigerung der Ernteerträge.
• Fertigung: Echtzeit-Überwachungssysteme ermöglichen eine schnelle Reaktion auf Produktionsprobleme und erhöhen die Betriebszeit und Produktivität.

Edge Computing hat die Datenverarbeitung in der Industrieautomatisierung revolutioniert, da die Daten nahe an der Quelle verarbeitet werden und nicht in zentralen Rechenzentren. Dadurch werden Latenzzeiten minimiert und Echtzeitreaktionen ermöglicht, die für kritische Vorgänge entscheidend sind. Edge Computing unterstützt verschiedene Automatisierungsanwendungen, von der autonomen Robotik bis zur Qualitätskontrolle, indem es sicherstellt, dass Daten sofort verarbeitet werden und eine schnelle Entscheidungsfindung ermöglicht.

Im Jahr 2024 sind Edge-Computing-Lösungen in Branchen wie der Fertigungsindustrie und der Versorgungswirtschaft unverzichtbar, wo Echtzeitüberwachung und -reaktion Auswirkungen auf Produktivität und Sicherheit haben können. Unternehmen, die Edge-Lösungen einsetzen, profitieren von geringeren Bandbreitenkosten, erhöhter Cybersicherheit durch Begrenzung der Datenexposition und verbesserter Datenverarbeitungseffizienz.

Anwendungen:

• Automobilindustrie: Edge Computing ermöglicht es Robotern in der Automobilherstellung, präzise Anpassungen in Echtzeit vorzunehmen, insbesondere bei elektrischen und autonomen Fahrzeugen.
• Versorgungsunternehmen: Stromverteilungssysteme nutzen Edge-Geräte, um durch die lokale Verarbeitung von Daten einen zuverlässigen Service zu gewährleisten.
• Gesundheitswesen: Die Herstellung medizinischer Geräte profitiert von der durch Edge Computing ermöglichten Qualitätskontrolle in Echtzeit, die die Einhaltung präziser Standards gewährleistet.

Kollaborative Roboter oder Cobots arbeiten an der Seite menschlicher Mitarbeiter und bieten eine noch nie dagewesene Flexibilität in der Automatisierung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern, die getrennt von Menschen arbeiten, sind Cobots mit fortschrittlichen Sicherheitsfunktionen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, Aufgaben auszuführen, die eine Interaktion zwischen Mensch und Roboter erfordern. In Branchen wie der Automobil- und Elektronikindustrie helfen Cobots bei Montage-, Inspektions- und Verpackungsaufgaben und verbessern so Geschwindigkeit und Präzision.

Cobots bieten ein neues Maß an Anpassungsfähigkeit in der Automatisierung, da sie sich nahtlos in bestehende Arbeitsabläufe integrieren lassen. Sie ermöglichen es kleinen und mittleren Unternehmen (KMU), Automatisierungslösungen ohne umfangreiche Änderungen an ihrer Infrastruktur einzuführen. Bis 2024 werden Cobots immer ausgefeiltere Funktionen haben, die es ihnen ermöglichen, sich an verschiedene Aufgaben in der Fabrikhalle anzupassen und Herstellern aller Größenordnungen Skalierbarkeit und Kosteneffizienz zu bieten.

Anwendungen:

• Automobilherstellung: Cobots helfen bei der Montage, beim Schweißen und Lackieren und sorgen für höhere Genauigkeit und Geschwindigkeit.
• Pharmazeutische Industrie: In sterilen Umgebungen übernehmen Cobots Verpackungs- und Laborarbeiten und minimieren so das Kontaminationsrisiko.
• Elektronik: Cobots übernehmen heikle Aufgaben wie Löten und Inspektion in der präzisen Produktion von elektronischen Komponenten.

Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung eines physischen Systems, die es Unternehmen ermöglicht, Prozesse und Anlagen zu simulieren, zu analysieren und zu optimieren. Digitale Zwillinge haben sich in der Fertigung für Aufgaben wie die vorausschauende Wartung und die Überwachung der Anlagenleistung durchgesetzt. Im Jahr 2024 werden Unternehmen den Einsatz von digitalen Zwillingen auf ganze Produktionslinien und Fabriken ausweiten.

Durch die Erstellung eines digitalen Zwillings einer Anlage können Hersteller Szenarien simulieren, potenzielle Probleme erkennen und Verbesserungen testen, bevor sie diese in der tatsächlichen Produktionslinie umsetzen. Dadurch werden Risiken reduziert, die Produktivität erhöht und kostspielige Ausfallzeiten minimiert. Digitale Zwillinge unterstützen auch die Bemühungen um Nachhaltigkeit, da sie es Unternehmen ermöglichen, den Ressourcenverbrauch zu überwachen und zu optimieren und Abfälle in Echtzeit zu reduzieren.

Anwendungen:

• Fertigung: Digitale Zwillinge modellieren Änderungen an der Produktionslinie und sorgen so für minimale Unterbrechungen.
• Intelligente Städte: Stadtplaner simulieren die Infrastruktur mit digitalen Zwillingen, um den Verkehr zu optimieren und Staus zu verringern.
• Erneuerbare Energien: Digitale Zwillinge in Wind- und Solaranlagen optimieren die Platzierung und maximieren die Effizienz.

Die Einführung von 5G verändert die industrielle Automatisierung und unterstützt die nahtlose Verbindung von IIoT-Geräten. Mit seiner hohen Bandbreite und geringen Latenz ermöglicht 5G einen schnelleren Datenaustausch, der für Echtzeitanwendungen wie autonome Fahrzeuge und intelligente Fabriken unerlässlich ist. Dieses neue Maß an Konnektivität erleichtert die Fernüberwachung, verbessert die Reaktionszeiten und ermöglicht die Unterstützung einer großen Anzahl von Geräten in einem einzigen Netzwerk.

Im Jahr 2024 werden immer mehr Unternehmen 5G-Netzwerke für unternehmenskritische Anwendungen nutzen, insbesondere für solche, die eine kontinuierliche Kommunikation zwischen Sensoren, Maschinen und Cloud-Systemen erfordern. Die breitere Einführung von 5G beschleunigt das Potenzial des IIoT und bringt ein neues Maß an Flexibilität, Skalierbarkeit und Effizienz in industrielle Umgebungen.

Anwendungen:

• Lieferkettenmanagement: 5G erleichtert die Verfolgung in Echtzeit und die dynamische Reaktion auf sich ändernde Anforderungen.
• Bauwesen: Schweres Gerät, das mit 5G-Konnektivität ausgestattet ist, kann aus der Ferne überwacht werden, was die Produktivität erhöht.
• Gesundheitswesen: 5G-gestützte Roboterchirurgie verbessert die Präzision und erweitert den Zugang zu entlegenen Gebieten.

Augmented-Reality- (AR) und Virtual-Reality-Technologien (VR) verändern die Art und Weise, wie Industrieunternehmen Schulungen, Wartung und Betriebsplanung angehen. AR überlagert digitale Informationen mit der physischen Welt und unterstützt Bediener und Techniker bei der geführten Wartung und Reparatur, während VR immersive Schulungsumgebungen für komplexe Anlagen und Prozesse schafft.

Im Jahr 2024 werden sich diese Technologien in Branchen wie Fertigung, Öl und Gas sowie Logistik durchsetzen. AR und VR verkürzen die Schulungszeit, erhöhen die Sicherheit durch die Simulation riskanter Aufgaben und unterstützen die Fernunterstützung, so dass Experten Probleme beheben können, ohne vor Ort sein zu müssen. Durch die Verringerung menschlicher Fehler und die Verbesserung des Qualifikationsniveaus tragen AR und VR zu einer höheren betrieblichen Effizienz und sichereren Arbeitsumgebungen bei.

Anwendungen:

• Luft- und Raumfahrt: In VR-Simulationen werden Piloten und Techniker in realistischen, risikofreien Umgebungen geschult.
• Öl und Gas: AR gibt Technikern Wartungsanweisungen und verringert so Fehlerrisiken und Ausfallzeiten.

Fertigung: Ferninspektionen durch VR ermöglichen es Experten, Fabrikhallen von überall aus zu beurteilen und die Zusammenarbeit zu optimieren.

Die Blockchain-Technologie spielt inzwischen eine entscheidende Rolle im Lieferkettenmanagement und gewährleistet Transparenz, Rückverfolgbarkeit und Sicherheit. Mit der zunehmenden Vernetzung industrieller Abläufe bietet Blockchain ein dezentrales, fälschungssicheres Hauptbuch für die Verfolgung von Produkten und Komponenten auf ihrem Weg durch die Lieferkette.

Im Jahr 2024 wird die Blockchain in der Industrieautomation Herausforderungen wie Fälschungen, Compliance und Effizienz angehen. Durch die Aufzeichnung jeder Transaktion und Warenbewegung verbessert die Blockchain die Verantwortlichkeit und schafft Vertrauen bei den Kunden. Sie erleichtert auch reibungslosere Rückrufprozesse, da Unternehmen defekte Produkte schnell zu ihrem Ursprung zurückverfolgen können. Die Vorteile der Blockchain in Bezug auf Sicherheit und Transparenz machen sie zu einem immer wichtigeren Instrument für Unternehmen, die die Transparenz der Lieferkette und die Einhaltung von Vorschriften verbessern wollen.

Anwendungen:

• Lebensmittel und Getränke: Blockchain zeichnet die Herkunft von Produkten auf und stellt die Qualität sicher, was rasche Rückrufe ermöglicht.
• Automobilindustrie: Blockchain prüft die Authentizität von Teilen und gewährleistet die Einhaltung von Vorschriften.
• Pharmazie: Blockchain sichert die Produktionskette von Medikamenten, reduziert das Risiko von Fälschungen und erhöht die Patientensicherheit.

Nachhaltigkeit und Energieeffizienz haben für die Industrie weltweit oberste Priorität, getrieben von strengeren Vorschriften, Kundenerwartungen und der Notwendigkeit, Kosten zu senken. Im Jahr 2024 werden Unternehmen in energieeffiziente Maschinen, intelligente Sensoren und KI-gestützte Analysen investieren, um den Ressourcenverbrauch zu senken und Abfall zu minimieren.

KI- und IIoT-gestützte Automatisierungssysteme sind darauf ausgelegt, den Energieverbrauch zu optimieren und Emissionen in Echtzeit zu überwachen, um der Industrie dabei zu helfen, gesetzliche Standards und Umweltziele zu erfüllen. Der Wandel hin zu umweltfreundlichen Produktionsverfahren wird auch durch die Nachfrage der Verbraucher nach nachhaltigen Produkten vorangetrieben, was Unternehmen dazu veranlasst, in umweltfreundliche Prozesse und Materialien zu investieren. Dieser Fokus auf Nachhaltigkeit hilft den Unternehmen, sich an den globalen Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Schonung der Ressourcen zu orientieren.

Anwendungen:

• Fertigung: Intelligente Sensoren überwachen und optimieren den Energieverbrauch und senken so Kosten und Emissionen.
• Bergbau: Die automatisierte Emissionskontrolle unterstützt die umweltfreundliche Gewinnung von Ressourcen.
• Textilien: Echtzeit-Überwachungssysteme in der Textilproduktion helfen, den Wasser- und Energieverbrauch zu senken.

Mit der Zunahme von vernetzten Geräten in industriellen Umgebungen ist die Cybersicherheit ein wichtiger Schwerpunkt für 2024. Industrielle Systeme sind heute häufige Ziele von Cyberangriffen, weshalb robuste Cybersicherheitsmaßnahmen unerlässlich sind. Fortschrittliche Sicherheitslösungen, einschließlich KI-gestützter Anomalieerkennung, sicherer Fernzugriffsprotokolle und Echtzeitüberwachung, werden implementiert, um sensible Daten zu schützen und die Betriebskontinuität zu gewährleisten.

Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung von Unternehmen können Cybersecurity-Bedrohungen ernsthafte Risiken für Produktivität, Sicherheit und geistiges Eigentum darstellen. Im Jahr 2024 wird die Integration von KI und maschinellem Lernen in die Cybersicherheit die Erkennung von Bedrohungen verbessern, indem abnormale Muster identifiziert werden und schnell reagiert wird. Dieser proaktive Sicherheitsansatz ist für den Schutz von Industriesystemen und den Aufbau von Widerstandsfähigkeit in einer zunehmend digitalen Landschaft unerlässlich.

Anwendungen:

• Gesundheitswesen: Cybersecurity schützt sensible Patientendaten, die auf angeschlossenen medizinischen Geräten gespeichert sind.
• Versorgungsunternehmen: Cyberschutz gewährleistet die Kontinuität der Strom- und Wasserversorgung.
• Banken und Finanzen: Sicherheitsprotokolle schützen Geldautomaten und Transaktionsnetzwerke vor Cyberbedrohungen.

Die Trends der Industrieautomatisierung im Jahr 2024 legen den Schwerpunkt auf intelligentere, sicherere und nachhaltigere Abläufe in allen Sektoren. Unternehmen, die KI, IIoT, 5G und andere innovative Technologien einsetzen, können wettbewerbsfähig bleiben und auf die sich verändernden Marktanforderungen reagieren. Indem sie diese Fortschritte nutzen, erhalten Unternehmen die Werkzeuge, um betriebliche Stabilität zu erreichen, Umweltauswirkungen zu reduzieren und die Herausforderungen einer digital vernetzten Zukunft zu meistern.