Smart Manufacturing Warum die Fabrik das Produkt ist

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Nicht das nächste innovative Fahrzeug, sondern die Fabrik dahinter könnte künftig über den Erfolg eines Herstellers entscheiden. Denn die Industrie steht vor einem Paradigmenwechsel: Produktion muss modularer, digitaler und intelligenter werden.

Ein Jahrhundert lang spukte der Geist von Henry Ford durch die Fabrikhallen dieser Welt. Sein Credo: jede Farbe, solange es Schwarz ist, war ein kompromissloses Bekenntnis zur Produktionsorientierung. Dann wurde das Produkt König: Designer zwangen die Fertigung in ein Labyrinth aus Hyperpersonalisierung auf starren Fließbandstrukturen. Bis agile Neueinsteiger Premiumfunktionen über Nacht zur Massenware machten. Marke und Sonderausstattung verloren an Gewicht; die Marge wurde zur eigentlichen Pferdestärke.

Die Ära der produktgetriebenen Komplexität ist vorbei. Um zu überleben, müssen etablierte Hersteller zur Produktionsorientierung zurückkehren: Erstens gilt es, das traditionelle Fließband durch modulare, autonome Fertigungszellen zu ersetzen, in denen große, vorvalidierte Baugruppen parallel montiert werden. Zweitens müssen Fertigungsingenieure den Rahmen der Standardisierung definieren, innerhalb dessen Produktdesigner ihre Lösungen entwickeln. Doch dieser Umbruch trifft auf eine Branche, die gleichzeitig an mehreren Fronten unter Druck steht. Elektrifizierung und Software-defined Vehicles verändern die Produktarchitektur. Werke müssen umgerüstet oder neu gebaut, Mitarbeiter umqualifiziert, komplexere Lieferketten beherrscht werden. Gleichzeitig erzwingen „Glokalisierung“, Fachkräftemangel und wachsender Nachhaltigkeitsdruck neue Konzepte für Flexibilität und Effizienz. Laut McKinsey profitieren bereits 70 Prozent der Unternehmen von Smart-Manufacturing-Lösungen. Die Transformation läuft längst. Wer seine Fertigung nicht digitalisiert, wird abgehängt.

Smart Manufacturing: Drei Antworten

Siemens unterstützt seine Kunden bei diesen Herausforderungen mit drei Handlungsfeldern, die zusammen den sogenannten Digital Thread von der Produktentwicklung bis in die laufende Produktion spannen. Entscheidend ist dabei nicht jedes Feld für sich, sondern ihr Zusammenspiel.Virtual Manufacturing Engineering ist die Antwort auf Komplexität und Geschwindigkeit. Es vereint die digitale und die reale Welt. Produktionslinien werden virtuell geplant, simuliert und in Betrieb genommen, bevor ein einziger Roboter physisch aufgebaut wird. Mit Teamcenter Manufacturing und Simulation lassen sich Fertigungsprozesse durchgängig planen und verifizieren. TIA Portal und Sicar liefern die Basis für Automatisierungs-Engineering und virtuelle Validierung. Das Ergebnis ist ein fehlerfreier Anlauf und ein deutlich beschleunigter Produktionshochlauf. Doch die virtuelle Planung allein reicht nicht. Ob Brownfield oder Greenfield – entscheidend ist, wie schnell und skalierbar eine Fabrik tatsächlich produktionsbereit wird. Genau hier setzt Rapid Factory Transformation an: Standardisierung, Modularität und die konsequente Verbindung von IT und OT, ergänzt durch KI, IoT, Edge Computing und softwaregesteuerte Automatisierung.

Fabrikautomatisierung standardisieren   

Ein zentrales Werkzeug dafür ist die Sicar Automation Suite: Der Baukasten, mit dem OEMs und Linienbauer ihre Fabrikautomatisierung standardisieren. Das Prinzip: einmal entwickeln, weltweit skalieren, deutlich schneller in Betrieb nehmen. Sicar liefert bewährte SPS-Bibliotheken, HMI-Templates, Technology Units und Diagnosekonzepte als offenen, modularen Rahmen, auf dem Kunden ihren eigenen Software-Standard aufbauen. Die aktuelle Version 5.2 basiert auf TIA Portal V21 und WinCC Unified. Wie weit diese Transformation gehen kann, zeigt Audi am Standort Neckarsulm. Im Werk Böllinger Höfe läuft seit Januar 2024 die Simatic S7-1500V – die erste vollständig virtuelle Steuerung von Siemens. Die SPS läuft nicht mehr auf dedizierter Hardware, sondern als Software auf Audis Edge Cloud 4 Production Plattform. Sie ist vollständig kompatibel mit dem TIA Portal; Updates lassen sich zentral und remote einspielen, ohne Lieferzeiten für Hardware abwarten zu müssen. Für Gerd Walker, Vorstand Produktion und Logistik bei Audi, ist das konsequente Fazit: Ein virtualisierter Shopfloor sei entscheidend für eine flexible Produktion. Siemens‘ softwaredefiniertes Automatisierungsportfolio ermögliche es, schnell auf Marktveränderungen zu reagieren und die Fertigung effizienter und flexibler zu gestalten.

Die standardisierte, vernetzte Fabrik ist das Fundament. Doch das eigentliche Ziel ist eine Produktion, die sich im laufenden Betrieb selbst optimiert. Intelligent Production Excellence schließt diesen Kreis: Maschinenzustände werden laufend erfasst, Anomalien automatisch erkannt und korrigierende Maßnahmen abgeleitet, bevor ungeplante Stillstände entstehen. KI-gestützte vorausschauende Wartung kann Verschleißmuster frühzeitig erkennen, datengetriebene Qualitätssysteme sichern die Produktionsqualität im geschlossenen Regelkreis, und integriertes Energiemanagement schafft Transparenz über den Energieverbrauch bis auf Maschinenebene.

Die Fabrik wird zum Wettbewerbsvorteil

Der Gewinner des nächsten Jahrzehnts wird nicht der Hersteller sein, der das komplexeste Auto entwirft, sondern wer die Fabrik beherrscht, die es baut. Virtual Manufacturing Engineering, Rapid Factory Transformation und Intelligent Production Excellence bilden den Digital Thread, der Produkt und Produktion verbindet. IT und OT verschmelzen, Maschinenleistung wird vorhergesagt statt nur gemessen, Entscheidungen fallen in Echtzeit. Das neue Manifest der Branche ist klar: Produkt und Produktion sind keine getrennten Welten mehr. Die Fabrik ist das eigentliche Produkt.

Uday Senapati ist Global Head of Automotive bei Siemens.