Berühmte Dunkelfabriken weltweit: Echte Beispiele für Lights-Out-Fertigung

Am Fuße des Berges Fuji um drei Uhr morgens. Der Parkplatz ist leer, die Kantine ist geschlossen, und der Fertigungsstandort ist unglaublich dunkel. Außerdem sind Roboter mit Roboterarmen noch immer damit beschäftigt, Schmorarbeiten durchzuführen, Lager zu bearbeiten und fertige Sets abzuladen. Niemand überwacht die Abläufe: Es ist nicht notwendig. Am Morgen werden die Ermittler nur eine Reihe neu gebauter Roboter sehen, die für die letzten Prüfungen bereitstehen.

Dies ist eine sogenannte Dunkelfabrik – auch als Lights-Out-Fabrik bezeichnet. Die Fertigung läuft ohne Menschen auf der Werkstatt-Ebene weiter; daher ist es unnötig, Licht, Heizung oder Klimaanlage zu betreiben. Das Konzept interessiert Hersteller seit den 1980er Jahren, und jetzt, mit neuen Generationen von KI, maschinellem Sehen und humanoiden Robotern, steht es auf der Agenda jeder Industrie-Konferenz.

Es gibt jedoch eine Diskrepanz zwischen Schlagzeilen und der Realität auf der Werkstatt-Ebene. Reine 100%-Dunkelfabriken sind noch weit davon entfernt, gefunden zu werden. Die am häufigsten zitierten Fabriken sind tatsächlich nur in bestimmten Hallen, Abschnitten oder Schichten dunkel, während eine kleine Gruppe von Mitarbeitern Wartungs-, Qualitätskontroll- oder andere außergewöhnliche Aufgaben übernimmt. Das mindert ihre Bedeutung nicht; vielmehr machen sie sie zu besseren Beispielen dafür, wie Fabrikprozesse unabhängig funktionieren können.

In diesem Bericht gehen wir die bekanntesten Beispiele von Dunkelfabriken in Japan, Europa, Nordamerika und Asien durch, geben deren Standorte, produzierte Waren, Betriebsniveau und wesentliche Statistiken an. Anschließend diskutieren wir, welche Fabriken und Bereiche sich in naher Zukunft zu Dunkelfabriken entwickeln könnten und welche Fabriken und Bereiche niemals dunkel werden könnten.

Dunkelfabriken existieren, sind aber nicht so verbreitet, wie man denken könnte. FANUC bildet seit 2001 Roboter aus, um Roboter in Dunkelfabriken zu bauen; ASE betreibt zahlreiche Lights-Out-Halbleiterfertigungsanlagen; und Philips sowie Xiaomi produzieren ebenfalls Konsumgüter, wobei nur eine Handvoll Mitarbeiter beteiligt ist. Im Gegensatz dazu sind die meisten Werke, wie Siemens Amberg und Tesla, einfach hochautomatisierte Werke, die eine beträchtliche Anzahl hochqualifizierter Mitarbeiter benötigen.

Was ist eine Dunkelfabrik? Erklärung der Lights-Out-Fertigung

Einfach ausgedrückt bedeutet Lights-Out-Fertigung eine Fertigungsstrategie, bei der nur Rohmaterialien hineingelangen und Endprodukte herauskommen, mit nahezu keiner menschlichen Präsenz in der Fabrik. Roboter, CNC-Maschinen, Förderbänder, automatisierte Lagersysteme, Vision-Systeme und Steuerungssoftware führen alle Operationen aus, wobei SPS, SCADA und MES die Prozesse steuern und die Ergebnisse überwachen. Da kein Personal in der Fabrik ist, erklären Energieeinsparungen durch das Ausschalten von Licht und Klimaanlagen den Namen Lights-Out-Fertigung.

Die Idee der lights-out Fertigung entstand früher, als die meisten Menschen denken. Der Science-Fiction-Autor Philip K. Dick sagte die Erfindung selbsttätiger Roboterfabriken in seiner Kurzgeschichte Autofac voraus, die bereits 1955 geschrieben wurde, und in den 1980er Jahren investierten General Motors und andere Unternehmen stark in Versuche, automatisierte Anlagen zu bauen, die im Dunkeln arbeiten. Glücklicherweise scheiterten fast alle ersten Versuche, da Roboter, Sensoren und Software damals nicht mit der Vielfalt des realen Lebens zurechtkamen. Die heutigen Technologien sind viel fortschrittlicher, aber die Herausforderung, mit Fehlern umzugehen, bleibt dieselbe.

In Wirklichkeit wird der Begriff “dunkel” besser als ein Spektrum von drei Stufen verstanden:

Licht aus Schichten, bei denen eine Produktionsanlage reguläres Personal hat, aber einige Maschinen über Nacht oder am Wochenende ohne Mitarbeiter in Bereitschaft betrieben werden. Dies ist etwas, das in der CNC-Bearbeitung weit verbreitet ist.
Lights-out Zellen und Linien was bedeutet, dass eine bestimmte Produktionseinheit, Halle oder ein Bereich unbemannt funktioniert, während andere Teile der Werkstatt besetzt bleiben.
Und lights-out Anlagen die bedeuten, dass die gesamten Produktionsprozesse mehrere Tage und Wochen unbemannt laufen. Es gibt weltweit nur sehr wenige funktionierende Anlagen, die diesen Standard erfüllen.

Diese Idee des Spektrums sollte beim Lesen der untenstehenden Fallstudien im Hinterkopf behalten werden, bei denen einige der anerkannten Namen zur zweiten Stufe gehören und mindestens einer von ihnen aufgrund des Versuchs, zu schnell zu weit zu gehen, bekannt ist.

Berühmte Dark Factories weltweit

Die folgenden Beispiele für lights-out Fertigung sind die, die am häufigsten von Ingenieuren, Analysten und der Wirtschaftspresse zitiert werden. Für jedes fassen wir zusammen, wo es sich befindet, was es herstellt, wie automatisiert es wirklich ist und was es besonders macht.

Japan – FANUC, Oshino (Präfektur Yamanashi)

Artikel	Details
Location	Dorf Oshino, Präfektur Yamanashi, am Fuße des Berges Fuji
Produkte	Industrieroboter, Servomotoren, CNC-Systeme und verwandte Komponenten
Lights-out seit	ca. 2001
Kerndaten	Etwa 50 Roboter werden pro 24-Stunden-Zeitraum gebaut; kann bis zu 30 Tage unbeaufsichtigt laufen
Automatisierungsgrad	Von Robotern gebaute Roboter in speziellen lights-out Produktionsbereichen

FANUC ist der Ausgangspunkt jeder Diskussion über Dark Factories. Das japanische Unternehmen nutzt seine eigenen Produktionsprozesse, um die Roboter der Welt herzustellen. In Berichten wird angegeben, dass das Unternehmen ungefähr 50 Roboter während einer 24-Stunden-Schicht produziert, was bedeutet, dass ihre Montagelinie mindestens 30 Tage ohne menschliches Eingreifen arbeiten kann. Einmal erwähnte einer der FANUC-Führungskräfte, dass sie neben dem Ausschalten der Beleuchtung auch die Heizungs- und Klimaanlagen in diesen Teilen der Fabrik abschalten.

Wie entsteht ein solches Phänomen? Zunächst kann erwähnt werden, dass die Fabrik aus separaten Stationen besteht, an denen Maschinen Produktionszellen mit automatischen Lagern beladen und entladen, in denen das Unternehmen End- und Fertigwaren lagert. Obwohl Menschen die Anlage regelmäßig besuchen, geschieht dies tagsüber, um die Wartung, Prüfung und Überwachung der von Robotern ausgeführten Arbeiten sicherzustellen.

Wichtig ist die Tatsache, dass eine Fabrik ohne Anwesenheit von Menschen arbeiten kann. Dies ist nur dank des konstanten Produktsortiments möglich, das in großen Mengen produziert wird. Das Unternehmen setzt eine begrenzte Anzahl von Designs um und ist sich der Notwendigkeit der Automatisierung des Montageprozesses bewusst.

Niederlande – Philips Rasiererfabrik, Drachten

Artikel	Details
Location	Drachten, Friesland, Niederlande
Produkte	Premium-Elektrorasierer und Rasierköpfe
Kerndaten	128 Roboter auf der Flaggschifflinie, mit nur 9 Mitarbeitern in der Qualitätssicherung
Ausgabe	Üblicherweise etwa 15 Millionen Rasierer pro Jahr
Automatisierungsgrad	Hochautomatisierte flexible Montage; Menschen konzentrieren sich auf die QS am Ende des Prozesses

Philips stellt seit den 1950er Jahren Rasierer in seinem Werk in Drachten her. Als das Unternehmen sich für eine automatisierte Produktion seiner hochwertigen Produkte entschied, anstatt in ein Land mit niedrigeren Produktionskosten zu verlagern, galt dies als Beginn des Reshoring-Trends. Schätzungen zufolge beschäftigt das Werk 128 von Adept Technology (derzeit Teil von Omron) hergestellte Roboter für die Produktion, wobei nur neun Personen für die Qualitätskontrolle verantwortlich sind. Laut einer Beschreibung der Anbieter von Automatisierungslösungen ist die Anzahl der Roboter in der Anlage inzwischen auf etwa 200 gestiegen.

Interessant an Drachten ist die Flexibilität, die es bietet. Anstatt eine spezialisierte Linie für ein bestimmtes Modell zu bauen, hat Philips die Idee eines Pick-and-Place-Systems entwickelt, das wahrscheinlich in den nächsten zehn Jahren für die Produktion von Rasierern verwendet wird, obwohl das genaue Design möglicher zukünftiger Modelle noch nicht bekannt ist. Darüber hinaus sind die Roboter umprogrammierbar und die Produktionswerkzeuge können leicht modifiziert werden, was bedeutet, dass es einfach wäre, die Produktion eines neuen Rasierermodells anzupassen und den Bau einer neuen Fabrik von Grund auf zu vermeiden.

Genau genommen erstreckt sich die Anlage in Drachten über eine große Fläche und beherbergt auch die F&E-Abteilung von Philips für Rasierer und beschäftigt insgesamt etwa 2.000 Mitarbeiter. Die Zahl von neun Personen bezieht sich auf den robotergestützten Montagebetrieb und nicht auf die gesamte Anlage.

Deutschland – Siemens Elektronikwerk Amberg (EWA)

Artikel	Details
Location	Amberg, Bayern, Deutschland
Produkte	SIMATIC speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), HMIs, I/O und zugehörige Automatisierungsprodukte
Gegründet	1989
Automatisierungsgrad	Etwa 75 % der Wertschöpfungskette werden von Maschinen und Computern abgewickelt
Kerndaten	Qualität mit 99,9988 % oder besser gemeldet; rund 1.200 Produktvarianten; etwa 350 Umrüstungen pro Tag

Amberg gilt als führende Smart-Factory-Demonstration in Europa, und das zu Recht. Siemens produziert seine eigenen SIMATIC SPS in diesem Werk, wobei rund 1000 oder mehr SIMATIC Steuerungen eingesetzt werden, um den Fertigungsprozess zu erleichtern. Etwa 75 % des Produktionsprozesses, so Siemens, werden von Maschinen und Robotern durchgeführt, Materialien werden automatisch von Lagern zu Maschinen transportiert, und die Qualitätssicherung in der Fertigung wird auf etwa 99,9988 % geschätzt, zuletzt sogar noch höher.

Die bedeutendste Kennzahl ist kein Prozentsatz, sondern das Produktionswachstum von über dem Achtfachen in den letzten Jahren, während die Mitarbeiterzahl und die Fabrikfläche unverändert bleiben. Die neuesten Berichte geben eine Jahresproduktion von etwa 17 Millionen SIMATIC Hardware-Einheiten an, etwa 1200 Produkttypen, die in diesem Werk hergestellt werden, und ungefähr 350 Fertigungsumstellungen pro Tag, alle gesteuert durch digitale Zwillinge und MES.

Obwohl Amberg keine vollständig automatisierte Fabrik ist und Siemens dies auch nicht behauptet, zeigt sie doch, dass eine Fertigungsanlage mit hoher Variantenvielfalt und mehr als tausend Varianten sehr nahe an die vollständige Autonomie in ihren Kernprozessen herankommen kann. Das Unternehmen besitzt eine Schwesterfabrik in Chengdu, China, die nach denselben Prinzipien gebaut wurde, und plant nun erhebliche Investitionen in die Amberg-Fertigung, um eine selbstlernende Produktion mit KI-Fähigkeiten zu erreichen.

Vereinigte Staaten – Tesla und die Grenzen des “Alien Dreadnought”

Artikel	Details
Standorte	Fremont (Kalifornien), Gigafactory Nevada und weitere Tesla-Werke
Produkte	Elektrofahrzeuge, Batteriepacks, Antriebseinheiten
Ehrgeiz	Eine nahezu vollautomatisierte “Alien Dreadnought”-Fabrik für das Model 3
Realität	Überautomatisierung trug 2018 zur “Produktionshölle” bei; viele Roboter wurden entfernt
Späterer Status	Musk sagte 2020, dass der Großteil der Linie zu über 75 % automatisiert sei, ausgenommen Kabelbäume und Endmontage

Verschiedene Quellen behaupten, Tesla sei die erste vollautomatisierte Fabrik in Nordamerika. Die wahre Geschichte ist etwas komplexer und wichtig für das Verständnis der Fertigung. Für das Model 3 schuf Elon Musk eine Fabrik mit dem besten verfügbaren Automatisierungsgrad –sie sollte einem außerirdischen Raumschiff ähneln. In Wirklichkeit erwiesen sich verschiedene Technologien, darunter komplexe Fördersysteme und Roboter, als unfähig, dieselben Aufgaben so einfach zu erfüllen wie Menschen. Aufgrund dieser komplexen Installation lag die Produktion weit unter den Erwartungen. Im April 2018 gab Musk öffentlich zu, dass zu viel Automatisierung ein Fehler war, und das Unternehmen begann, die automatisierte Produktion zurückzufahren und mehr Mitarbeiter einzustellen, um einige Aufgaben zu übernehmen.

Dennoch wurde die Automatisierung weiter vorangetrieben, da sich die Herstellungszeit für Batteriepacks deutlich verkürzte, und 2020 erklärte Musk, dass der Großteil der Produktion zu mehr als 75 % automatisiert sei., ausgenommen Verdrahtungs- und Montageprozesse. Teslas Gigafabriken gehören zu den am stärksten automatisierten Autofabriken, aber sie zählen nicht zur Kategorie der Dark Factories, was durch die negative, aber praktische Erfahrung von Tesla gestützt wird.

Gibt es in den USA vollständig automatisierte Fabriken? Ja, aber nur auf Schicht- oder Zellebene. Die meisten CNC-Werkstätten haben nachts eine Light-Out-Schicht, während High-End-Elektronikhersteller in einigen Teilen ihrer Produktion vollautomatische Lösungen anwenden könnten. Insgesamt sind Dark Factories ziemlich selten, und die überwiegende Mehrheit der Nachrichten über Automatisierung in den USA betrifft Roboter, die neben Menschen arbeiten, nicht an ihrer Stelle.

Eines der Unternehmen, das darin echten Erfolg hatte, ist BMW; so gelang es dem BMW-Werk Spartanburg, einen bedeutenden Durchbruch mit der Figure AI-Technologie zu erzielen – sie ermöglichte es den Robotern, innerhalb von 11 Monaten fast 90.000 Blechteile zu laden, was zu fast 30.000 produzierten BMW X3-Fahrzeugen führte. Seitdem nutzt BMW den aktualisierten Roboter von Figure für andere Zwecke. Diese Tatsache zeigt, dass Robotisierung auf bestimmte Stationen angewendet wird, aber die Arbeiter noch nicht vollständig ersetzen kann.

Taiwan und Südostasien – ASE Group Halbleiterverpackung und Test

Artikel	Details
Standorte	Taiwan (Kaohsiung und andere Standorte), mit Expansion in Malaysia und anderswo
Produkte	Halbleiter-Montage, Verpackungs- und Testdienstleistungen (OSAT)
Erste Lights-Out-Fabrik	2018
Kerndaten	ASE berichtet von 56 in Betrieb befindlichen Lights-Out-Fabriken
Anerkennung	Erste OSAT-Fabrik im Global Lighthouse Network des Weltwirtschaftsforums (2022)

Betrachtet man die Anzahl der Einrichtungen, kann festgestellt werden, dass ASE möglicherweise der größte Nutzer von Dark Production in seinen Betrieben ist. Der Hersteller gründete 2011 das Komitee für computerintegrierte Fertigung, etablierte 2015 Roboterarme und Förderautomatisierungen und initiierte 2018 seine erste Lights-Out-Fabrik. Derzeit gibt ASE an, 56 Lights-Out-Fabriken zu betreiben und hat mehr als 700 Ingenieure in KI und Automatisierung für die Lights-Out-Fabriken ausgebildet.

Das Halbleiterverpackungsgeschäft eignet sich aus drei Gründen gut für die Lights-Out-Produktion: winzige Geräte, die eine hohe Kontaminationssensitivität erfordern, hochorganisierte Prozesse und die Verwendung standardisierter Träger, die von Transportsystemen und Robotern leicht bedient werden können. Die Front-End-Wafer-Fabriken teilen viele dieser Vorteile, da die Reinraumhandhabung ohne manuelle Eingriffe erfolgt.

China – Xiaomi Smart Factory, Changping (Peking)

Artikel	Details
Location	Changping-Distrikt, Peking
Produkte	Flaggschiff- und faltbare Smartphones
Eröffnet	Juli 2024
Investition und Größe	Etwa 2,4 Milliarden CNY (ca. 330 Millionen USD); etwa 81.000 m²
Kerndaten	11 Produktionslinien; Kapazität von etwa 10 Millionen Telefonen pro Jahr

Das Werk Changping von Xiaomi ist eine Ergänzung, die heute auf der Liste der bemerkenswerten Werke steht. Das Werk wird als vollständig automatisierte Smart Factory mit 100 % Automatisierung vorgestellt. seiner Betriebsprozesse und dem kontinuierlichen Betrieb der Linien. Die Anlage wird von einer selbstentwickelten Produktionsplattform betrieben, und Xiaomi gibt an, die Software der Fabrik sowie einen Großteil der Ausrüstung in der Anlage entwickelt zu haben.

Der Slogan “ein Telefon pro Sekunde” erfordert einige Erläuterungen. Die Aktivierung der Produktion von 10 Millionen Telefonen, gleichmäßig über ein Jahr verteilt, bedeutet, dass diese Telefone alle 3,15 Sekunden produziert werden was schnell ist, aber nicht so schnell, wie es sein könnte. Das Team aus Ingenieuren sowie die Wartungsmitarbeiter bleiben in der Anlage, um einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen.

Weitere bemerkenswerte Beispiele für Dark Factories

• Halbleiter-Wafer-Fertigungsanlagen verfügen über automatisierte Handhabungssysteme, die eine nahezu vollständige Automatisierung der Gestellbewegungen in Reinräumen ermöglichen.
  CNC-Bearbeitung Werkstätten können mit robotergestützten Werkzeugen und Werkzeugverwaltungssystemen über lange Stunden ohne Aufsicht betrieben werden.
  Vollautomatisierte Lager- und Vertriebszentren benötigen aufgrund fortschrittlicher Logistiktechnologie nur minimalen menschlichen Eingriff.
  Siemens Electronics Works Chengdu ist ein Nachbau der Amberg-Anlage, die SIMATIC-Produkte in China nach denselben Prinzipien herstellt.

Vergleich der Dark Factory Beispiele auf einen Blick

Fabrik	Land	Produkte	Kennzahl	Wirklich lights-out?
FANUC Oshino	Japan	Roboter, Servomotoren, CNC	~50 Roboter pro 24 Stunden; bis zu 30 Tage unbeaufsichtigt	Ja, in dedizierten Produktionsbereichen
Philips Drachten	Niederlande	Elektrorasierer	128 Roboter, 9 QA-Mitarbeiter in der Linie	Größtenteils; Personen in QA und Support
Siemens Amberg	Deutschland	SIMATIC SPS	75 % der Wertschöpfungskette automatisiert; 99,9988 %+ Qualität	Nein – hochautomatisiert, mit Unterstützung durch Menschen
Tesla Gigafactories	Vereinigte Staaten	Elektrofahrzeuge, Batterien, Antriebseinheiten	>75 % der Linie automatisiert (2020, laut Musk)	Nein
ASE Gruppe	Taiwan / Asien	Halbleiterverpackung und -prüfung	56 lights-out Fabriken	Ja, an vielen einzelnen Standorten
Xiaomi Changping	China	Smartphones	10 Mio. Telefone pro Jahr; 11 Linien	Größtenteils; Personal für Überwachung und Wartung

Was die bekanntesten Dark Factories gemeinsam haben

Trotz des weit verbreiteten Einsatzes von Robotern gibt es universelle Erfolgsbedingungen:

1. Stabile und standardisierte Produktlinien: Fanuc-Roboter, Philips-Rasierer und ASE-Produkte werden in großen Mengen aus stabilen Designs hergestellt. Die Automatisierung des Montageprozesses ist ebenso wichtig wie die Beschaffung von Robotern.
2. Automatisierter Materialfluss und Pufferung: Automatisierte Lager, Magazine, Palettensysteme und AGVs ermöglichen eine lange Versorgung der Maschinen. Ohne Pufferung stoppt die Produktionslinie jederzeit, wenn niemand Materialien nachlegt.
3. 100 % Inline-Inspektion: Vision-Systeme und elektronische Tests prüfen jedes Teil, und fehlerhafte Teile werden automatisch aussortiert, ohne auf eine menschliche Inspektion warten zu müssen.
4. Daten, MES und Fernüberwachung: Jede Station kann ihre Leistung melden, was eine frühzeitige Erkennung von Problemen ermöglicht.
5. Menschen steigen auf – nicht aus: Mitarbeiter verlassen den Produktionsprozess, um in den Bereichen Wartung, Programmierung, Qualität und Verbesserung tätig zu sein.

Die wahre Geschichte: Warum 100 % Dark Factories immer noch sehr selten sind

Wenn das Arbeiten ohne Licht so gut ist, warum gibt es dann nach vielen Jahren der Versuche von Unternehmen so wenige tatsächliche Fälle davon? Die Hindernisse sind eher praktischer als technischer Natur.

Produktkomplexität

Es ist bekannt, dass Roboter präzise physische Operationen ausführen können, aber bei komplizierter Verkabelung, weichen Materialien, verhedderten Gegenständen und Baugruppen, die Entscheidungsfindung erfordern, erreichen sie dieses Ziel noch nicht. Genau deshalb werden Kabelherstellung und Fahrzeugmontage selbst bei Tesla manuell durchgeführt.

Häufigkeit der Umrüstungen

Wenn eine Anlage wochenlang dasselbe Produkt herstellt, kann sie in dieser Zeit ohne Personal arbeiten. Wenn Modelle während einer Schicht mehrmals wechseln, werden einige Mitarbeiter benötigt, um Werkzeuge zu wechseln, erste Produktarten zu prüfen und die Einrichtung vorzunehmen. Das Werk Amberg führt täglich hunderte Umrüstungen mit Hilfe fortschrittlicher Technologien durch, beschäftigt aber dennoch Mitarbeiter.

Investitions- und Betriebskosten

Zum Beispiel hat Xiaomi kürzlich rund $330 Millionen in eine Fabrik zur Herstellung von Smartphones investiert. In vielen Fällen kann der Übergang von einem Automatisierungsgrad von 90% zu 100% teurer sein als von 0% zu 90%, da in diesem Fall die schwierigsten Prozesse bewältigt werden müssen.

Ausnahmen, Reparaturen und Lieferabweichungen

Maschinen können blockieren, Werkzeuge verschleißen, Sensoren können driftet und Teile können von Charge zu Charge variieren. Es ist zu beachten, dass in einer mit Personal besetzten Fabrik Menschen auf solche Probleme ohne Verzögerung reagieren, während in einer Dark Factory die Produktion stundenlang stillstehen kann, sofern dies nicht automatisch erfolgt.

Fachwissen und Organisation

Um eine vollautomatisierte Anlage zu betreiben, werden Steuerungsingenieure, Roboterprogrammierer, Datenexperten und Wartungspersonal benötigt. Viele Fabriken stellen fest, dass die Einstellung der richtigen Spezialisten tatsächlich schwieriger ist als der Kauf der im Werk eingesetzten Ausrüstung.

Welche Fabriken und Branchen werden als Nächstes wahrscheinlich auf Dunkelbetrieb umstellen?

Die optimalen Kandidaten besitzen die Eigenschaften bekannter Beispiele: hohe Durchsatzraten, kleine und steife Komponenten, standardisierte Ausrüstung und Verfahren, die automatisiert werden können. Die Beschreibung der qualifizierten Bereiche folgt:

ZurückHalbleiter-Backend und Waferfertigung – zahlreiche Fertigungsprozesse sind bereits hochgradig automatisiert, der nächste Schritt besteht darin, die Prozesse zu vernetzen und künstliche Intelligenz einzusetzen, die Geräteausfälle überwacht.
Elektronik- und Leiterplattenmontage (SMT) – der Prozess der Elektronikmontage ist bereits automatisiert und die Materialversorgung wird automatisiert.
Präzisionsfertigung – dank des Einsatzes von Robotern, der Überwachung von Werkzeugmaschinen und Messprozessen können wir jetzt mehrtägige unbeaufsichtigte Produktion für wiederholbare Teile erreichen.
Batteriefertigung – die Batteriefertigung erfordert hohe Produktionsvolumen und gefährliche Technologien, bei denen Automatisierung den Unterschied macht, obwohl die Materialhandhabung weiterhin eine Herausforderung darstellt.
Niederspannungselektrische Bauelemente – Miniatur-Leistungsschalter (MCBs), Relais, Schütze und Messgeräte sind klein, robust, werden in **großen Mengen produziert und elektrisch für jedes einzelne Teil getestet, was diese Elemente zu potenziellen Kandidaten für die automatisierte Fertigung macht.
Pharmazeutische Fertigung – bereits hochautomatisierte Verfahren, die Sterilität gewährleisten.

Branchen, in denen Dunkelfabriken nicht vollständig eingeführt werden, sind die Automobilfertigung, Möbelproduktion, Bekleidungsproduktion, maßgeschneiderte Maschinen und alle Produkte, die auf Bestellung in kleinen Mengen hergestellt werden. In diesen Branchen ist das Ziel die Erhöhung der Autonomie in spezialisierten Bereichen und nicht die vollständige Automatisierung.

Humanoide Roboter werden oft als fehlende Puzzleteile betrachtet. Während diese Maschinen zweifellos bei der Ausführung von Aufgaben auf menschlicher Basis helfen werden, liefert die Praxis des BMW-Unternehmens einen lebendigen Beweis dafür, dass derzeit existierende Roboter unter der Aufsicht von Arbeitern effizient in bestimmten Arbeitsumgebungen betrieben werden können.

Wie kleine und mittelgroße Fabriken zur Lights-Out-Produktion übergehen können

Den meisten KMU fehlt das Budget und der Bedarf für eine FANUC-Anlage. Statt zu versuchen, eine FANUC-Anlage zu bauen, können Hersteller die Schaffung von hochautonomen Zellen in Betracht ziehen. Das bedeutet Fertigungsstationen oder Produktionslinien, die in der Lage sind, einen gesamten Schichtbetrieb ohne Beteiligung von Bedienern durchzuführen. Jede Zelle erwirtschaftet ihren eigenen Gewinn, und alle zusammen tragen zur Erreichung einer autonomen Fabrik bei.

1. Stabilisieren Sie zuerst den Prozess. Es ist immer besser, aus Teslas Fehlern bei der Einführung von Automatisierung in instabile Prozesse zu lernen.
2. Automatisieren Sie den Engpass, nicht alles. Beginnen Sie mit dem Prozess, der die meisten Produktionsverzögerungen verursacht.
3. Integrieren Sie 100%-Inspektion und automatische Sortierung. Eine Zelle kann nur ohne Aufsicht arbeiten, wenn sie in der Lage ist, fehlerhafte Produktion zu erkennen.
4. Fügen Sie Materialpuffer hinzu. Geräte wie Schalenförderer, Magazine, Stapler und Ausgabebehälter geben jeder schnellen Maschine die Fähigkeit, autonom zu funktionieren.
5. Verbinden Sie die Daten. Alle Stationen der Produktionslinie sollten entweder mit einem Manufacturing Execution System (MES) oder zumindest mit einem zentralen Dashboard verbunden sein.
6. Testen Sie eine unbeaufsichtigte Schicht. Es ist ratsam, eine gut etablierte Zelle über Nacht laufen zu lassen, bevor sie skaliert wird.

Die Fertigung von Niederspannungselektrik ist ein gutes Beispiel für diesen Weg. Eine moderne MCB-Automatisierungslinie kann alle 2–3,5 Sekunden einen Leistungsschalter montieren, mit Sichtprüfung an jeder Station und schnellem Wechsel zwischen 1P- und 4P-Modellen, während eine MCB-Automatikprüflinie 800–2.400 Einheiten pro Stunde mit vollständiger Datenrückverfolgbarkeit testen und sortieren kann. Solche Linien, gebaut von Ausrüstungsherstellern wie Benlong Automation, sind genau die Art von hochautonomen Zellen, die es einer mittelgroßen Leistungsschalterfabrik ermöglichen, mit weniger Personal länger zu laufen – ohne am ersten Tag vorzugeben, eine Dunkelfabrik zu sein.

Wenn Sie entscheiden, welcher Anlagentyp zu Ihrem Volumen und Produktmix passt, erklärt unser Leitfaden zur Auswahl einer automatisierten Produktionslinie feste, programmierbare, flexible und integrierte Automatisierung in einfachen Worten, und unser Artikel über die Effizienzvorteile der industriellen Automatisierung behandelt typische Investitionsbereiche und Amortisationszeiten.

Fazit: Dunkle Fabriken sind real, aber der Weg ist wichtiger als das Etikett

Die Einrichtungen von FANUC zur Roboterherstellung, die Montagelinien von Philips, die Fabriken von ASE für Halbleiter sowie die Werke von Xiaomi zur Smartphone-Herstellung zeigen, dass diese Idee der Produktion, bei der keine Fabrikarbeiter am Produktionsstandort anwesend sein müssen, tatsächlich möglich ist. Siemens Amberg beweist, dass eine Fabrik, in der Menschen präsent sind, ähnliche Vorteile und Vorzüge haben kann. Darüber hinaus dient die Geschichte von Tesla als Beispiel dafür, wie ein Unternehmen versuchte, etwas zu verfolgen, das zu diesem Zeitpunkt unerreichbar war.

Für die meisten Produktionsstandorte lautet die wichtigste Erkenntnis, dass es keinen Sinn macht, zu versuchen, so viele Dinge in der Dunkelfabrik zu erreichen. Notwendig ist es, die Produktionsprozesse zu bestimmen, die automatisch durchgeführt werden können, sie mit einigen Sicherheitseinrichtungen und Materialien auszustatten und jeden Prozessschritt Schritt für Schritt zu entwickeln.

Referenzen

• Wikipedia – Lights out (Manufacturing) – Überblick über das Konzept mit Beispielen von FANUC, Philips, Xiaomi und ASE.
• Siemens – Elektronikwerk Amberg – Automatisierungsgrad, Produktvarianten, Umrüstungen und Qualitätsdaten.
• ASE – Intelligente Fertigung – Anzahl der Dunkelfabriken und Zeitplan für Smart Factories.
• TechCrunch – Tesla pausiert Model 3 Produktion (2018) – Berichterstattung über Musks Kommentare zur Überautomatisierung.
• Figure AI – Figure 02 Einsatz bei BMW Spartanburg – Ergebnisse des 11-monatigen Einsatzes humanoider Roboter.
• TrendForce – Eröffnung der Xiaomi Smart Factory – Investition, Fläche und Jahreskapazität des Werks in Changping.

Planen Sie Ihre erste hochautonome Linie?

Sie müssen keine High-Tech-Fabrik errichten, um die großen Vorteile zu genießen. Wenn Sie an der Produktion von Leitungsschutzschaltern (MCBs), Leistungsschaltern (MCCBs), Fehlerstromschutzschaltern (RCCBs), Schützen, Relais oder Zählern beteiligt sind und mit weniger Personal länger arbeiten möchten, müssen Sie uns nur kontaktieren, indem Sie Ihre Produktmuster, Produktionsziele und eine Erklärung der heute verwendeten Technologie senden. Unsere Ingenieure beraten Sie, wo Sie zuerst automatisieren sollten, welche Art von unbeaufsichtigtem Betrieb für Sie machbar ist und wann Sie mit der Amortisation Ihrer Investition rechnen können.

Fordern Sie eine kostenlose Automatisierungsbewertung an →