Digitalisierung und Automatisierung

Was ist Digitalisierung in der Produktion?

Die Digitalisierung in der Produktion beschreibt den Einsatz digitaler Technologien zur Planung, Steuerung, Überwachung und Optimierung von Produktionsprozessen. Dabei werden Maschinen, Anlagen und IT-Systeme miteinander vernetzt, sodass Daten in Echtzeit erfasst, ausgewertet und für betriebliche Entscheidungen genutzt werden können.

Mithilfe digitaler Lösungen lassen sich Produktionsabläufe transparenter gestalten, Ressourcen effizienter einsetzen und Prozesse kontinuierlich verbessern. Zu den Anwendungsbereichen gehören unter anderem Digitale Zwillinge, Condition Monitoring, Predictive Maintenance sowie digitale Engineering- und Datenmanagementsysteme. Die Digitalisierung bildet damit eine wichtige Grundlage für eine effiziente, flexible und nachhaltige Produktion.

Warum ist Digitalisierung in der Produktion wichtig?

Die Digitalisierung ermöglicht es Unternehmen, Produktionsprozesse effizienter, flexibler und ressourcenschonender zu gestalten. Durch die kontinuierliche Erfassung und Auswertung von Produktionsdaten können Prozesse optimiert, Energie- und Materialverbräuche reduziert sowie Stillstandszeiten minimiert werden. Dies trägt sowohl zur Senkung von Kosten als auch zur Verbesserung der Nachhaltigkeitsleistung bei.

Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Unternehmen, Produktions- und Nachhaltigkeitsdaten transparent zu erfassen und für regulatorische Vorgaben oder Kundenanforderungen bereitzustellen. Digitale Technologien schaffen hierfür die notwendige Datengrundlage und unterstützen Unternehmen dabei, fundierte Entscheidungen zu treffen, Innovationen voranzutreiben und ihre Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu sichern.

Wie unterstützt Fraunhofer Sie dabei?

Der Fraunhofer-Verbund Produktion unterstützt Sie bei der Integration digitaler Technologien in Ihre Produktionsprozesse. Unser Angebot reicht von der digitalen Abbildung und Optimierung von Produktionssystemen über datenbasierte Instandhaltungsstrategien bis hin zur Automatisierung von Nachhaltigkeitsbewertungen.

 

Condition Monitoring und Predictive Maintenance

Condition Monitoring beschreibt die kontinuierliche Überwachung des Zustands von Maschinen und Anlagen mithilfe von Sensoren und Datenanalysen. Predictive Maintenance (vorausschauende Instandhaltung) nutzt diese Informationen, um mögliche Störungen frühzeitig zu erkennen und Wartungsmaßnahmen gezielt zu planen.

Wir unterstützen Sie beim Aufbau und der Integration datengestützter Überwachungs- und Instandhaltungsstrategien für Ihre technischen Anlagen und Infrastrukturen. Mithilfe moderner Sensorik, Digitaler Zwillinge und intelligenter Auswertungsmethoden entwickeln wir Lösungen zur kontinuierlichen Zustandsüberwachung.

Durch die Analyse von Betriebsdaten können Verschleiß, Abweichungen oder sich anbahnende Störungen frühzeitig erkannt werden. Dadurch lassen sich Wartungsmaßnahmen bedarfsgerecht planen, ungeplante Ausfälle vermeiden und die Lebensdauer Ihrer Anlagen verlängern.

Unsere Lösungen lassen sich individuell an bestehende Systeme anpassen und schaffen die Grundlage für eine zuverlässige, effiziente und wirtschaftliche Anlagenbewirtschaftung.

 

Automatisierte Nachhaltigkeitsbewertung in der Produktentwicklung

Die zunehmende Bedeutung ökologischer Nachhaltigkeit und regulatorischer Anforderungen, wie sie in der Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) festgelegt sind, führt dazu, dass Unternehmen ihre Umweltwirkungen systematisch und transparent bewerten müssen. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, diese Bewertungen, insbesondere das Life Cycle Assessment (LCA), effizient in bestehende Produktentwicklungsprozesse zu integrieren. Hier setzen wir mit unserer Kompetenz zur Automatisierung von Nachhaltigkeitsbewertungen an. Mithilfe einer individuellen Roadmap unterstützen wir Unternehmen dabei, LCA-Prozesse schrittweise zu automatisieren und in ihre Engineering- und Softwarelandschaft zu integrieren. Das Ziel besteht darin, den manuellen Aufwand zu reduzieren, die Datenqualität zu erhöhen und Nachhaltigkeitsaspekte bereits in frühen Entwicklungsphasen systematisch zu berücksichtigen.

Dazu analysieren wir bestehende Arbeitsabläufe und identifizieren geeignete Automatisierungspunkte, etwa durch die Kopplung von LCA-Software wie OpenLCA mit CAE- oder PLM-Systemen. Mithilfe interoperabler Schnittstellen – beispielsweise via Python – entwickeln wir modulare Frameworks, die eine automatisierte Modellierung und Bilanzierung ermöglichen. Darüber hinaus evaluieren wir den Einsatz von KI, um beispielsweise Datengaps in der Ökobilanzierung durch intelligente Schätzverfahren zu schließen, Material- und Energieflüsse automatisch zu erkennen oder Nachhaltigkeitspotenziale in Designalternativen datenbasiert zu bewerten.

In einem Proof of Concept erproben wir gemeinsam mit unseren Partnerunternehmen konkrete Anwendungsszenarien, die zeigen, wie KI den Bewertungsprozess effizienter, präziser und adaptiver gestalten kann. Die Umsetzung erfolgt schrittweise, beginnend mit einem Pilotprojekt für ausgewählte Produktbereiche. Auf dieser Basis entsteht eine skalierbare Lösung, die sich auf weitere Produkte oder Standorte übertragen lässt. Unternehmen profitieren so von einer nachhaltigen Steigerung der Effizienz, einer verbesserten Entscheidungsgrundlage in der Entwicklung und einer langfristigen Befähigung zur systematischen Nachhaltigkeitsbewertung – unterstützt durch intelligente, automatisierte Werkzeuge.

 

Open Source Software für Produktion und Logistik

Open Source Software bezeichnet Softwarelösungen, deren Quellcode öffentlich zugänglich ist und die gemeinschaftlich weiterentwickelt werden können. Dadurch können Unternehmen digitale Lösungen flexibel anpassen, gemeinsam weiterentwickeln und besser miteinander vernetzen.

Wir unterstützen Unternehmen bei der Entwicklung und Nutzung von Open-Source-Lösungen für digitale Produktions- und Logistikprozesse. Viele Unternehmen setzen heute individuelle Softwarelösungen für standardisierte Funktionen ein. Dadurch entstehen häufig isolierte Systeme, die den Austausch zwischen verschiedenen Akteuren erschweren und die Weiterentwicklung digitaler Prozesse begrenzen.

Durch den Einsatz von Open Source Software können Unternehmen Ressourcen bündeln, Kosten reduzieren und die Grundlage für interoperable digitale Produktions- und Logistiksysteme schaffen. Abhängig vom digitalen Reifegrad unterstützen wir Sie von der ersten Orientierung über Workshops bis hin zur gemeinsamen Entwicklung und Erprobung konkreter Anwendungen in Open Labs.

 

Nachhaltigkeitsdashboards

Nachhaltigkeitsdashboards sind digitale Anwendungen zur zentralen Darstellung, Analyse und Überwachung relevanter Nachhaltigkeitskennzahlen eines Unternehmens. Sie führen Daten aus verschiedenen Quellen zusammen und machen Entwicklungen, Zielerreichungen und Verbesserungspotenziale transparent.

Wir unterstützen Unternehmen bei der Entwicklung und Implementierung individueller Nachhaltigkeitsdashboards. Auf Basis vorhandener Datenstrukturen analysieren wir geeignete Kennzahlen und entwickeln Konzepte zur automatisierten Erfassung, Verarbeitung und Visualisierung von Nachhaltigkeitsinformationen. Dabei berücksichtigen wir bestehende Datenquellen und Systeme und schaffen Schnittstellen, um relevante Informationen effizient zusammenzuführen.

Durch die transparente Darstellung von Nachhaltigkeitskennzahlen ermöglichen unsere Lösungen eine kontinuierliche Bewertung der Zielerreichung, unterstützen die Steuerung von Maßnahmen und schaffen eine belastbare Grundlage für strategische Entscheidungen sowie regulatorische Anforderungen.