Smart Products: Erklärung, Anwendungsbereiche, Vor- und Nachteile

Smart Products – Erklärung

Smart Products oder auch intelligente Produkte zeichnen sich dadurch aus, dass sie über Informationen zum eigenen Herstellungsprozess verfügen und in der Lage sind, Daten zu sammeln und zu kommunizieren, und das sowohl im Verlauf der Fertigungsphase als auch danach während der Nutzung. Die ermittelten Daten werden in der Regel in die Cloud hochgeladen, wo sie gesammelt und ggf. verdichtet werden.

Smarte Produkte sind unter anderem ein Baustein der Digitalisierungsstrategie im Bereich der Industrie (auch bekannt als „Industrie 4.0“). Dort werden sie eingesetzt, um industrielle Prozesse zu vereinfachen, zu optimieren und Schwachstellen auszumerzen. Dazu sind intelligente, vernetzte Systeme erforderlich, die die technische Grundlage bilden, um in der Produktion einen möglichst hohen Grad der Selbstorganisation zu erreichen. Durch eine solche smarte Vernetzung soll als Ziel nicht nur ein Produktionsschritt, sondern die Wertschöpfungskette in ihrer Gesamtheit optimiert werden.

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Anwendungsbereiche von intelligenten Produkten

Generell können smarte Produkte in vielen Bereichen eingesetzt werden und dort ihre spezifischen Vorteile ausspielen. Allerdings zeichnen sich bisher drei wesentliche Anwendungsbereiche ab, die den größten Zugewinn an Relevanz zu verzeichnen haben:

  • Virtual & Augmented Reality
  • Predective & Preventive Maintenance
  • Mustererkennung von unstrukturierten Daten

Es ist jedoch zu erwarten, dass in Zukunft noch zahlreiche weitere Anwendungsbereiche durch Smart Products erschlossen werden, sobald einheitliche Standards und Normen dafür entwickelt werden. Beispiele für smarte Produkte, die bereits heute im Alltag angekommen sind, sind beispielsweise Smart Home-Anwendungen, Smart Cars oder auch RFID-Anwendungen, die etwa in der Logistik Ladungsträger oder Komponenten smart machen.

Wie funktioniert ein Smart Product?

Damit smarte Produkte Daten sammeln und an einen Empfänger weiterleiten können, muss die passende technische Infrastruktur vorhanden sein. Diese wird aus drei Kernelementen gebildet:

  • Einer physischen Komponente aus mechanischen oder elektrischen Bauteilen
  • Einer intelligenten Komponente aus Sensoren, Aktoren, Prozessoren, Speicherelementen, Software und einer Bedienoberfläche
  • Einer Vernetzungskomponente aus Schnittstellen, Antennen und Netzwerken, mit denen die Kommunikation zwischen Smart Product und Umwelt ermöglicht wird

Mit einer solchen Infrastruktur ist es beispielsweise möglich, Konfigurationsdaten auf einer Komponente zu hinterlegen, auf die dann im Rahmen der Inbetriebnahme einer Maschine zugegriffen werden kann. Die notwendigen Konfigurationsschritte können dann automatisiert ablaufen, was nicht nur die Zeit bis zur produktiven Nutzung verkürzt, sondern auch menschliche Fehler ausschließt und die Sicherheit erhöht.

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Smart Products – Entwicklung

Die Entwicklung von Smart Products hat erhebliche Auswirkungen, nicht nur auf industrielle Prozesse, sondern ebenso auf Logistik, Vertrieb und Service. Durch die zunehmende und immer engmaschigere Vernetzung von Menschen, Maschinen und Ressourcen lassen sich grundlegende Verbesserungen von Prozessen erreichen. Ein intelligentes Produkt kann entlang seines gesamten Produktionszyklus identifiziert werden und steht dabei in einem ständigen kommunikativen Austausch. Hierdurch wird es unter anderem möglich, selbst geringe Stückzahlen – bis zu einer Seriengröße von 1 – wirtschaftlich rentabel zu produzieren. Zudem ermöglichen selbstlernende Algorithmen und die ständige Skalierung der Rechenleistung neue Wertschöpfungsoptionen und Serviceangebote, etwa die Einbindung des Kunden in die Produktion oder die individuelle Anpassung von Fertigungsprozessen.

Chancen und Vorteile von Smart Products

Smarte Produkte bieten zahlreiche Chancen, die sich aus einer zunehmenden Vernetzung ergeben und die nicht nur neue Wertschöpfungsoptionen bieten, sondern auch Mehrwerte für Produzent und Kunden:

  • Kostengünstige Variabilisierung von Produkten (bis hin zur kundenindividuellen Fertigung)
  • Einfache Standardisierung von Prozessen
  • Reduktion der Kosten für Produktion und Service
  • Bündelung von Produktionsressourcen
  • Kontinuierliche Verbesserung von Produkten
  • Generierung zusätzlicher Daten und Informationen zum Produkt über den Produktionsprozess hinaus

Smart Products – Herausforderungen

Die Entwicklung von smarten Produkten stellt für viele Unternehmen eine komplexe Aufgabe dar, die mit erheblichen Herausforderungen verbunden ist. So muss zum einen die erforderliche technische Infrastruktur geschaffen und in die bestehenden Prozesse integriert werden. Darüber hinaus müssen Unternehmen auch ihre Produkte und Services anpassen, um diese smarter zu machen. Und nicht zuletzt müssen organisatorisch und personell die notwendigen Grundlagen geschaffen werden, um Smart Products und Services bedarfsorientiert zu entwickeln und auszurollen.

Des Weiteren müssen auch offene Fragen zum Datenschutz und zum Schutz der Privatsphäre beantwortet werden, die heute oftmals noch eine Hürde für die Einführung und Nutzung von smarten Produkten darstellen. Es ist jedoch auch hier zu erwarten, dass in den kommenden Jahren Regelungen installiert und in geltendes Recht überführt werden, die die Nutzung und den Einsatz von intelligenten Produkten ermöglichen.

Fragen und Antworten

Was versteht man unter Smart Products?

Smart Products oder intelligente Produkte verfügen über Informationen zum eigenen Herstellprozess, sammeln während der Fertigungs- und Nutzungsphase Daten und können diese mit anderen Systemen austauschen und kommunizieren. Hierfür sind die Produkte mit Sensoren, Aktoren, Prozessoren und Speichermedien ausgestattet, die die Kommunikation und das kontextabhängige Agieren und Reagieren der Smart Products ermöglichen.

Welche Bedeutung haben Smart Products für die Zukunft?

Es ist zu erwarten, dass smarte Produkte in Zukunft komplett neue Ansätze für eine effizientere, flexiblere und störungsfreie Produktion ermöglichen werden. Industrieunternehmen, die Smart Products entwickeln und einsetzen, können mit der Technologie Produktionszyklen verkürzen, Kosten für die Fertigung und für Serviceleistungen reduzieren und dabei gleichzeitig dem Kunden sinnvolle Mehrwerte bieten. Allerdings ist es dafür erforderlich, dass international einheitliche technische Standards und Normen entwickelt werden, um die Kommunikation zwischen Mensch, Maschine und Produkt über organisatorische und regionale Grenzen hinweg zu gewährleisten und auch rechtlich abzusichern.

Welche Merkmale zeichnen intelligente Produkte aus?

Smart Products sind generell durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

  • Eine stark ausgeprägte (Teil-)Autonomie
  • Die Fähigkeit, sich zu vernetzen
  • Die Möglichkeit, das Produkt zu personalisieren
  • Hohe Benutzerfreundlichkeit und die Zentrierung auf Nutzererwartungen
  • Einfache Rekonfigurierbarkeit
  • Die Fähigkeit, in Echtzeit auf Veränderungen der Umwelt zu reagieren
  • Die Fähigkeit, jeweils kontextsensitiv zu agieren oder zu reagieren

Welche Kategorien gibt es bei Smart Products?

Generell deckt der Begriff Smart Product eine große Bandbreite an unterschiedlichen Produkten ab, von Anwendungen im Bereich Smart Home über Smart Cars bis zu Anwendungen aus dem Bereich Industrie 4.0. Auch wenn diese Gemeinsamkeiten aufweisen, unterscheiden sie sich doch erheblich in ihren technischen Anforderungen und Fähigkeiten. Daher werden die folgenden vier smarten Archetypen definiert, deren Fähigkeiten jeweils aufeinander aufbauen:

  • Digital – IT-basierte Datenspeicherung, -verarbeitung und -analyse
  • Vernetzt – unique ID, Fähigkeit zur Kommunikation, Datenaustausch und Interaktion
  • Responsiv – Sensoren und Aktoren ermöglichen kontextsensitive Aktivitäten und die Reaktion auf die Umwelt, automatisierte Bestätigungen
  • Intelligent – Fähigkeit, selbstständige Entscheidungen abzuwägen und zu treffen, maximale Autonomie und Selbstorganisation, proaktives Agieren

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