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Person nutzt ein digitales Tablet zur Überwachung einer Fertigungsanlage

Was ist digitale Fertigung?

Digitale Fertigung bedeutet, moderne Technologien, Datenanalysen und cloudbasierte Systeme zusammenzuführen, um klassische Produktionsprozesse in intelligente und vernetzte Abläufe zu verwandeln.

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Mithilfe der digitalen Fertigung werden aus langsamen, teuren und fehleranfälligen Prozessen schnelle, intelligente und vernetzte Abläufe, die sich flexibel an Lieferkettenstörungen, qualitätsrelevante Herausforderungen oder steigende Anforderungen anpassen lassen.

Anders als traditionelle Fertigungsansätze, die auf isolierten Systemen und manuellen Abläufen basieren, entsteht bei der digitalen Fertigung ein einheitliches Netzwerk, in dem Echtzeitdaten die Grundlage für die Entscheidungsfindung bilden. Durch die Kombination moderner Technologien mit intelligenter Anwendungslogik ermöglicht die digitale Fertigung eine direkte Abstimmung zwischen Produktion und angrenzenden Systemen, z. B. für Planung, Logistik und Personal. Diese nahtlose Integration macht Auswirkungen von Änderungen unmittelbar sichtbar, sodass diese direkt über verschiedene Fertigungsszenarien und Branchen hinweg gesteuert werden können.

Was bedeutet digitale Fertigung heute?

Digitale Fertigung geht längst über die reine Automatisierung oder den Einsatz computergesteuerter Maschinen hinaus. Heute steht sie für einen ganzheitlichen Ansatz, der alle Schritte der Produktion – von der Planung bis zur Auslieferung – in einem zentralen intelligenten System vereint, das in Echtzeit auf Veränderungen reagiert.

Viele Unternehmen verwechseln digitale Fertigung immer noch mit der grundlegenden Fabrikautomation. Dabei geht es bei der digitalen Fertigung nicht um die Steuerung einzelner digitaler Tools, sondern darum, Prozesse aus den Bereichen Planung, Produktion, Qualitätssicherung und Logistik in einem einheitlichen System zu verknüpfen.

Im Kern kombiniert die digitale Fertigung drei grundlegende Elemente, die den Weg zu operativer Exzellenz ebnen:

  1. Cloudbasierte Anwendungen: Sie optimieren Prozesse, schaffen ein Ressourcengleichgewicht, erhöhen die Sicherheit der Mitarbeitenden und berücksichtigen Umweltaspekte. Durch kontinuierliche Updates werden technische Altlasten Schritt für Schritt abgebaut.
  2. Integrierte Datensysteme: Die Systeme ermöglichen die Entwicklung optimaler Produktionspläne, schaffen volle Transparenz über Bedarf und Fertigungsprozesse und versorgen die richtigen Personen zur richtigen Zeit mit Echtzeiteinblicken.
  3. KI-Funktionen: Diese Funktionen bieten intelligente Unterstützung für alle Abläufe – von der Qualitätsprüfung bis hin zur Zusammenarbeit für Prozessoptimierungen.

Der Unterschied zwischen traditioneller und digitaler Fertigung zeigt sich deutlich beim Umgang mit Störungen. Während klassische Ansätze in diesen Fällen meist manuelle Eingriffe, lange Genehmigungsprozesse und reaktive Maßnahmen erfordern, erkennt die digitale Fertigung Probleme frühzeitig automatisch. Auf Basis historischer Daten schlägt sie passende Lösungen vor und ermöglicht proaktive Anpassungen, die teure Ausfallzeiten vermeiden.

Digitale Fertigung bedeutet mehr als die Implementierung neuer Technologien. Sie steht für einen grundlegenden Wandel in der Entscheidungsfindung für Fertigungsprozesse – weg von reaktiv hin zu vorausschauend, weg von isoliert hin zu integriert und weg von manuell hin zu automatisiert.

Kernkomponenten der digitalen Fertigung

Die digitale Fertigung stützt sich auf vier eng verzahnte Säulen, die im Verbund die Basis für operative Exzellenz schaffen. Wer diese Komponenten versteht, erkennt leichter, an welchen Stellen die digitale Transformation den größten Mehrwert für das Unternehmen bietet.

Manufacturing Execution System

Moderne Manufacturing Execution Systems (auch: Produktionsleitsysteme) sind das operative Rückgrat der digitalen Fertigung. Sie steigern die Effizienz, Qualität und Produktivität, indem sie Prozesse und Ressourceneinsätze automatisieren. So lassen sich Fertigungsaufträge gezielt für bestimmte Ressourcen einplanen und der Betrieb kann eng mit der Logistikplanung für eine reibungslose Workflow-Koordination abgestimmt werden. Zudem werden Arbeitsanweisungen für Montage, Produktion, Qualitätskontrolle, Ausschussmanagement und Nachbearbeitung einheitlich gestaltet, wodurch Inkonsistenzen vermieden werden, die in der traditionellen Fertigung häufig zu Problemen führen.

Unternehmen, die umfassende Manufacturing Execution Systems implementieren, verzeichnen meist schon im ersten Jahr spürbare Verbesserungen ihrer Gesamtanlageneffektivität.

Integrierte Datenplattformen

Moderne Datenplattformen bilden die Intelligence-Schicht, die die digitale Fertigung klar von traditionellen Ansätzen abgrenzt. Anhand dieser Systeme können Unternehmen ihre Fertigungsleistung – sowohl auf globaler Ebene als auch auf Werks-, Fertigungslinien- und Anlagenebene – bewerten. Ein weiterer Vorteil ist, dass vordefinierte, standardisierte und konfigurierbare Leistungskennzahlen (KPIs) direkt in die Benutzungsoberflächen für unterschiedliche Produktionsszenarien integriert sind und so Echtzeiteinblicke in alle Abläufe bieten. Mithilfe von Selfservice-Analysefunktionen können Mitarbeitende Daten gezielt nutzen, um besser zusammenzuarbeiten und Verbesserungen kontinuierlich voranzutreiben.

Künstliche Intelligenz

KI-gestützte Systeme sind ein zentraler Erfolgsfaktor der digitalen Fertigung. Sie helfen Unternehmen dabei, Abweichungen bereits früh im Fertigungsprozess automatisch zu identifizieren und Probleme genauer als durch manuelle Prüfungen zu erkennen. So lassen sich die Produktivität und Konsistenz steigern, während die Inspektionskosten deutlich sinken.

Mithilfe innovativer Technologien übernehmen moderne KI-Funktionen aufwendige und kostspielige Inspektionsaufgaben. Dadurch werden menschliche Fehler reduziert, Inkonsistenzen bei der manuellen Fehlererkennung beseitigt und Inspektionskosten minimiert.

Cloud-Fertigungsinfrastruktur

Eine cloudbasierte Fertigungsinfrastruktur bietet die erforderliche Skalierbarkeit und Flexibilität für moderne Fertigungsumgebungen. Unternehmen erhalten standortübergreifend direkten Zugriff auf Anwendungen und Daten, sowohl in der diskreten Fertigung als auch in der Prozessindustrie. So wächst die digitale Leistungsfähigkeit in der Fertigung mit dem Unternehmen mit – unter Wahrung einheitlicher Leistungs- und Sicherheitsstandards.

Unternehmen, die auf intelligente Fertigung in der Cloud umstellen möchten, müssen eine solide Cloud-Grundlage schaffen, um die Konnektivität und Skalierbarkeit zu erreichen, die für die digitale Fertigung benötigt werden.

Wie unterscheidet sich die digitale Fertigung von herkömmlichen Ansätzen?

Der zentrale Unterschied zwischen digitaler und traditioneller Fertigung zeigt sich im Umgang mit Informationen, Entscheidungen und der operativen Koordination. Unternehmen, die das Konzept der digitalen Fertigung erfolgreich umsetzen, sichern sich deutliche Wettbewerbsvorteile.

Informationsfluss und Transparenz

In der traditionellen Fertigung sind für viele Unternehmen Datensilos ein großes Problem, da Produktionsdaten, Qualitätskennzahlen und Logistikinformationen über verschiedene Systeme verstreut sind. Die digitale Fertigung hingegen schafft einheitliche Datenströme, die Echtzeiteinblicke in alle Fertigungsabläufe liefern. Anhand dieser aktuellen und präzisen Informationen können Stakeholder fundierte Entscheidungen treffen und müssen sich nicht mehr mit veralteten Berichte zufriedengeben.

Schnelligkeit und Genauigkeit der Entscheidungsfindung

Während die traditionelle Fertigung auf die Interpretation von Daten durch den Menschen, manuelle Analysen und intuitive Entscheidungen setzt, greift die digitale Fertigung auf moderne Analysen und KI zurück. Mithilfe umfassender Datenanalysen lassen sich Muster erkennen, mögliche Probleme vorhersagen und datenbasierte Handlungsempfehlungen ableiten, die weit über bloße Intuition hinausgehen.

Viele Unternehmen denken, dass der Einsatz digitaler Tools automatisch zur digitalen Fertigung führt. Tatsächlich braucht es für eine digitale Transformation aber mehr als neue Software. Entscheidend ist ein grundlegender Wandel in der Art, wie Entscheidungen getroffen werden und die Informationen im Unternehmen fließen.

Operative Reaktionsfähigkeit

Die Geschwindigkeit, mit der Hersteller auf Probleme reagieren, unterscheidet sich bei den beiden Ansätzen deutlich. In der traditionellen Fertigung wird meist erst reagiert, wenn das Problem bereits eingetreten ist – mit manuellen Recherchen, langwierigen Prozessen zur Lösungsfindung und reaktiven Anpassungen. Die digitale Fertigung dagegen setzt auf den proaktiven Umgang mit Problemen und nutzt vorausschauende Analysen, automatisierte Warnmeldungen und Echtzeitanpassungen, um Probleme zu vermeiden, bevor sie Fertigungsabläufe beeinträchtigen.

Qualitätsmanagement

Auch in der Qualitätskontrolle gibt es deutliche Unterschiede zwischen traditioneller und digitaler Fertigung. Während herkömmliche Ansätze auf regelmäßige Inspektionen, manuelle Dokumentation und eine reaktive Problemlösung bei entdeckten Mängeln setzen, verankert die digitale Fertigung die Qualitätsüberwachung direkt im Fertigungsprozess. Mithilfe KI-gestützter Sichtprüfungen und Echtzeitdatenanalysen werden Qualitätsprobleme sofort erkannt und behoben.

Zusammenarbeit und Koordination

Bei der Zusammenarbeit zeigt sich der transformative Charakter der digitalen Fertigung. Traditionelle Ansätze erfordern häufig manuelle Abstimmungen zwischen Abteilungen, mehrere Planungssysteme und verschiedene Übergaben zwischen den einzelnen Vorgängen. Die digitale Fertigung ermöglicht die automatische Koordination von Planung, Ausführung, Qualitätsmanagement und Logistik – gesteuert durch integrierte Systeme, die in Echtzeit agieren.

Wenn Unternehmen diese Unterschiede kennen, verstehen sie, dass die digitale Fertigung weit mehr ist als die Optimierung bestehender Prozesse. Sie stellt einen grundlegenden Wandel zu intelligenten, vernetzten und anpassungsfähigen Fertigungsabläufen dar.

Vorteile einer digitalen Transformation in der Fertigung

Die treibende Kraft hinter dem Umstieg auf die digitale Fertigung sind tiefgreifende Veränderungen in der Marktdynamik, steigende Kundenerwartungen und Wettbewerbsdruck. Diese Faktoren sorgen dafür, dass sich traditionelle Fertigungsansätze für die heutigen Geschäftsanforderungen immer weniger eignen.

Unternehmen, die statt auf traditionelle Ansätze auf die digitale Fertigung setzen, können ihre Betriebskosten senken, die Produktionsflexibilität steigern und die Qualität verbessern. Für die Bewertung eines Manufacturing Execution Systems und eine Prüfung seiner Rolle in der eigenen Digitalstrategie sollten Unternehmen diese Erfolgsfaktoren verstehen. So können sie die Ansätze für eine Implementierung und den erwarteten Nutzen besser einschätzen.

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Best Practices für die digitale Transformation in der Fertigung

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Mehr Resilienz durch die digitale Fertigung

Die digitale Fertigung schafft operative Resilienz auf mehreren Ebenen. Dadurch können Unternehmen ihre Leistung auch bei Störungen stabil halten, sich flexibel an neue Bedingungen anpassen und sich schnell von unvorhergesehenen Herausforderungen erholen. Diese Resilienz wird immer wichtiger, je komplexer und unsicherer die Lieferketten werden.

Unternehmen, die auf eine vorausschauende Instandhaltung setzen, können ungeplante Ausfälle deutlich stärker reduzieren als Unternehmen, die rein reaktive Ansätze für die Instandhaltung verfolgen.

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Anwendungsfälle der digitalen Fertigung in der Praxis

Die folgenden Beispiele zeigen, wie Unternehmen digitale Fertigungsansätze nutzen, um operative Herausforderungen zu meistern und in unterschiedlichen Fertigungsumgebungen messbare Geschäftserfolge zu erzielen.

Transformation der Herstellung von Solaranlagen

Ein Hersteller aus der Solartechnologiebranche nutzte ein selbst entwickeltes Manufacturing Execution System, das nach 40 Jahren Weiterentwicklung an mehreren Standorten zunehmend schwer zu pflegen war. Um sein neues Konzept für eine Gigawatt Factory umzusetzen, musste das Unternehmen die durch das alte System verursachten Probleme lösen: Ausfallzeiten, mangelnde Benutzerfreundlichkeit und hohe Betriebskosten.

Die Einführung einer digital integrierten Fertigungsplattform brachte dem Unternehmen zahlreiche Vorteile:

Der Hersteller konnte diese Transformation erfolgreich umsetzen, indem er eine moderne, zukunftssichere Basis schuf, die seine ehrgeizigen Wachstumsziele unterstützt und zugleich die operative Effizienz steigert.

Optimierung der Montage elektronischer Bauteile

Hochpräzise Vorgänge mit hohen Volumen zeigen deutlich, wie sich die digitale Fertigung auf die Prozesse in der Herstellung elektronischer Komponenten auswirkt. Durch die Implementierung der cloudbasierten digitalen Fertigung können Unternehmen komplexe Produktkonfigurationen steuern, globale Produktionsnetzwerke koordinieren und eine gleichbleibend hohe Qualität an mehreren Standorten gewährleisten. Die Systeme bieten Vorteile wie einen zentralen Überblick über den Produktionsstatus, automatisierte Montageanweisungen und vollständige Rückverfolgbarkeit für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.

Elektronikhersteller stehen häufig vor der Herausforderung, Tausende von Komponentenvarianten und Änderungen im Produktlebenszyklus dynamisch steuern zu müssen. Die digitale Fertigung begegnet dieser Aufgabe mit einem automatisierten Konfigurationsmanagement und einer flexiblen Produktionssteuerung.

Integration in die Prozessindustrie

Umgebungen für die kontinuierliche Produktion zeigen eindrucksvoll, wie die digitale Fertigung in der Prozessindustrie eingesetzt werden kann. Unternehmen optimieren damit Chargenprozesse, sichern die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben und stärken das Sicherheitsmanagement mithilfe integrierter Systeme. Diese Plattformen kombinieren Prozesssteuerungsdaten mit dem Qualitätsmanagement, der Überwachung von Umweltauswirkungen und der Personalplanung und schaffen so umfassende Transparenz über alle Betriebsabläufe hinweg.

Compliance für Pharmaunternehmen

Produktivumgebungen aus der streng regulierten Pharmaindustrie verdeutlichen, wie die digitale Fertigung die Compliance auf ein neues Niveau hebt. Unternehmen können Prozesskonsistenz sicherstellen, detaillierte Dokumentationen erstellen und Audits durch systematische, digitale Ansätze unterstützen. Die Systeme ermöglichen eine durchgängige Produktverfolgung und ‑genealogie, automatisierte Compliance-Berichte und ein nahtlos integriertes Qualitätsmanagement, das strenge regulatorische Anforderungen erfüllt und gleichzeitig eine branchenspezifische Best Practice der Unterstützung von Qualitätssicherungsplänen gewährleistet.

Für Unternehmen, die den Weg zur intelligenten Fabrik einschlagen und verstehen möchten, wie sich diese Konzepte konkret auf ihre Abläufe übertragen lassen, veranschaulichen diese Praxisbeispiele die greifbaren Vorteile und Umsetzungsstrategien, mit denen sich messbare Ergebnisse erzielen lassen.

Digitalisierung: typische Herausforderungen und wie Sie diese bewältigen

Die digitale Transformation in der Fertigung geht mit typischen Herausforderungen einher, die sich jedoch durch vorausschauende Planung, realistische Erwartungen und systematische Implementierungsansätze erfolgreich bewältigen lassen. Wer diese Stolpersteine erkennt und versteht, schafft die Basis für nachhaltigen Erfolg und eine schnellere Wertschöpfung.

Erste Schritte auf dem Weg zur digitalen Fertigung

Die digitale Transformation in der Fertigung erfordert eine klar definierte Strategie, realistische Ziele und eine systematische Umsetzung, um neue Impulse zu schaffen und Risiken zu minimieren. Unternehmen, die auf bewährte Vorgehensweisen setzen, erreichen bessere Ergebnisse und eine schnellere Wertschöpfung als Unternehmen, die unvorbereitet in die Transformation starten.

Analyse und Bewertung der Bereitschaft

Eine gründliche Bestandsaufnahme ist der erste Schritt zu einer erfolgreichen Umsetzung der digitalen Fertigung. Unternehmen sollten ihre aktuellen Fertigungskapazitäten analysieren, Schwachstellen aufdecken und ermitteln, welche Aspekte der digitalen Fertigung den größten Mehrwert bieten. Diese Analyse sollte sowohl die bestehende Technologieinfrastruktur als auch die Kompetenzen der Mitarbeitenden und den Reifegrad der Geschäftsprozesse einbeziehen.

Zu Beginn sollten Unternehmen sich auf jene Bereiche konzentrieren, in denen die digitale Fertigung innerhalb von 90 Tagen spürbare Verbesserungen bringt – etwa durch Dashboards für detaillierte Einblicke in die Produktion, automatisierte Qualitätsberichte oder Analysen zur Bestandsoptimierung.

Strategische Planung und Entwicklung einer Roadmap

Eine strukturierte Planung hilft Unternehmen dabei, die komplexen Herausforderungen einer digitalen Transformation in der Fertigung erfolgreich zu bewältigen. Unternehmen sollten klare Ziele formulieren, realistische Zeitpläne festlegen und den Ressourcenbedarf für die einzelnen Phasen präzise bestimmen. Dabei gilt es, Investitionen in die digitale Fertigung gezielt mit den übergeordneten Unternehmenszielen und der Wettbewerbsstrategie abzustimmen.

Auswahl der richtigen Technologieplattform

Eine sorgfältige Bewertung von Funktionen, Integrationsanforderungen und langfristiger Skalierbarkeit spielt bei der erfolgreichen Auswahl der passenden Plattform eine wichtige Rolle. Unternehmen sollten Plattformen priorisieren, die ein breites Funktionsspektrum, bewährte Integrationsoptionen und zuverlässigen Anbietersupport umfassen. Cloudbasierte Fertigungslösungen bieten dabei häufig den Vorteil einer schnelleren Implementierung und geringeren Gesamtbetriebskosten im Vergleich zu On-Premises-Installationen.

Bei der Auswahl des richtigen Partners sollten nicht allein Funktionslisten oder Anschaffungskosten im Vordergrund stehen, sondern vor allem die Branchenkenntnis, der Implementierungsansatz, die fortlaufende Supportqualität sowie die langfristige Produktstrategie.

Pilotimplementierung und Validierung

Proof-of-Concept-Projekte bieten Unternehmen die Möglichkeit, den Nutzen der digitalen Fertigung nachzuweisen, bevor sie in eine flächendeckende Transformation investieren. Erfolgreiche Pilotprojekte verdeutlichen den geschäftlichen Mehrwert, bestätigen die technische Machbarkeit und schaffen Vertrauen in den digitalen Ansatz. Dabei ist es wichtig, Pilotprojekte zu wählen, die reale betriebliche Herausforderungen abbilden und gleichzeitig messbare Ergebnisse liefern.

Change Management und Schulungen

Programme zur Mitarbeiterförderung stellen sicher, dass die Mitarbeitenden über die nötigen Fähigkeiten für die Anforderungen der digitalen Fertigung verfügen. Erfolgreiche Implementierungen setzen auf umfassende Schulungen, transparente Kommunikation über Nutzen und Veränderungen sowie auf kontinuierliche Unterstützung, um Mitarbeitenden den Übergang zu neuen Prozessen und Systemen zu erleichtern.

Unternehmen, die gezielt in die Weiterentwicklung ihrer Mitarbeitenden investieren, profitieren in der Regel deutlich schneller von der digitalen Fertigung als Unternehmen, die ihren Fokus ausschließlich auf die technische Umsetzung legen.

Leistungsmessung und -optimierung

Kontinuierliches Feedback ist wichtig für den langfristigen Erfolg der digitalen Fertigung. Unternehmen sollten eindeutige Kennzahlen, regelmäßige Reviews und Optimierungsprozesse einrichten, um sicherzustellen, dass ihre Investitionen den erwarteten Nutzen bringen. Gleichzeitig sollten sie Potenzial für weitere Verbesserungen ermitteln.

Skalierung und Erweiterungsplanung

Eine systematische Expansion ermöglicht es Unternehmen, die Vorteile der digitalen Fertigung gezielt auf weitere Geschäftsbereiche zu übertragen. Erfolgreiche Implementierungen nutzen die Erkenntnisse aus Pilotprojekten, um Vorgehensweisen zu optimieren, Implementierungsvorlagen zu entwickeln und standardisierte Prozesse einzuführen, die die Transformation beschleunigen und gleichzeitig hohe Qualitätsstandards sichern.

90-Tage-Aktionsplan für den Einstieg:

  1. Woche 1–2: Analyse des Istzustands und Identifizierung der drei größten operativen Schwachstellen, die sich durch digitale Fertigung beheben lassen
  2. Woche 3–6: Bewertung geeigneter Technologieplattformen und Implementierungspartner anhand klar definierter Anforderungen und Erfolgskriterien
  3. Woche 7–10: Konzeption eines Pilotprojekts, um den geschäftlichen Mehrwert zu belegen und technische Lösungsansätze zu überprüfen
  4. Woche 11–12: Entwicklung eines umfassenden Change-Management- und Schulungskonzepts, um einen reibungslosen Übergang und hohe Akzeptanz bei den Mitarbeitenden sicherzustellen

Die Zukunft gehört den Herstellern, die Erkenntnisse aus vernetzten, intelligenten Abläufen schnell in konkrete Maßnahmen umwandeln können. Eine digital integrierte Fertigung schafft die Grundlage für nachhaltige Wettbewerbsvorteile durch Echtzeiteinblicke, KI-gestützte Optimierung und cloudbasierte Skalierbarkeit, die eine flexible Anpassung an wechselnde Geschäftsanforderungen ermöglicht.

Unternehmen, die die digitale Fertigung umsetzen möchten, sollten sich darauf konzentrieren, den Mehrwert durch gezielte Implementierungen sichtbar zu machen und sich auf eine umfassende Weiterentwicklung vorzubereiten. Die entscheidende Frage lautet nicht, ob Sie die digitale Transformation in der Fertigung anstoßen, sondern welche Rolle Ihr Unternehmen bei dieser Entwicklung einnehmen wird: Vorreiter oder Nachzügler.

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