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Smart Factory: Die Fabrik der Zukunft

Portrait von Freca DumreseFreca Dumrese
04.09.2025
19 Min.

    Die Smart Factory steht für die Vision einer intelligenten Fabrik, deren Produktion vollständig vernetzt ist. Sie arbeitet ressourcenschonender, ist agiler und reagiert schneller auf Anforderungen des Marktes und Wünsche von Kund:innen. Produktionsprozesse laufen weitgehend autark von menschlichen Eingriffen ab. Die digitale Vernetzung aller Unternehmensbereiche und die daraus resultierende hohe Flexibilität in der Smart Factory bilden den Kern von Industrie 4.0.

    Moderne Produktion weitergedacht: In der Smart Factory kommunizieren alle Komponenten entlang der Produktionskette miteinander. Dazu gehören Produktionsanlagen und Roboter, aber auch Transportsysteme und Bauteile. Grundlage ist ein Technologie-Trio aus Vernetzung, Automatisierung und Datenanalysen, in das die Smart Factory auch Lieferketten und Vertrieb einbezieht. Idealerweise organisiert sich die Smart Factory so nahezu von selbst.

    In der Praxis ergeben sich verschiedene Ansatzpunkte, um die Fertigung tatsächlich smart zu machen – dafür sind bestimmte technische und organisatorische Voraussetzungen notwendig. Was eine Smart Factory genau ist, welche ihrer Bestandteile wie zusammenarbeiten und welche Effizienzgewinne durch vernetzte Industrieprozesse möglich sind, erfahren Sie hier.

    Inhaltsverzeichnis

    Definition: So funktioniert die Smart FactoryVon Sensoren bis KI – die zentralen Bausteine der Smart FactoryWelche Rolle spielt der Mensch in Smart Factories?Warum sich Smart Factories lohnen – die Vorteile im Überblick

    Definition: So funktioniert die Smart Factory

    Der Begriff „Smart Factory“ bedeutet wörtlich übersetzt „intelligente Fabrik“ und ist Teil des Konzepts Industrie 4.0 sowie der Hightech-Strategie der deutschen Bundesregierung. Smart Factories in Deutschland zählen zu den modernsten der Welt und die Entwicklung geht ständig weiter. Laut einer im Frühjahr 2025 durchgeführten Umfrage von Bitkom Research nutzen bereits 71 % der deutschen Unternehmen Technologien aus dem Bereich Industrie 4.0. Weitere 21 % planen deren Einsatz.
    Produktionsprozesse mussten schon immer gut organisiert sein, um möglichst effizient und profitabel zu arbeiten. Das beginnt historisch bereits in der Aufsplittung von Produktionsabläufen in den ersten Manufakturen (große Handwerksbetriebe), setzt sich in der Industrialisierung mit ihren Maschinen fort und gipfelt in den automatisierten Produktionsabläufen der Gegenwart. Auch automatisierte Prozesse und Robotik gibt es bereits seit vielen Jahrzehnten. Dreh- und Angelpunkt der Produktionsumgebung blieben dabei jedoch stets der Mensch und dessen Arbeitskraft.
    In den heutigen, teils vollautomatisierten Umgebungen ändert sich dies: Anlagen, Prozesse und Produkte sind durch das Industrial Internet of Things (IIoT) miteinander verbunden und arbeiten autonom Hand in Hand. Sogenannte cyber-physische Objekte (englisch: Smart Objects) tauschen in der smarten Fabrik direkt und eigenständig Daten untereinander aus – in Echtzeit.
    Auf diese Weise kann sich eine Smart Factory komplett selbst organisieren. Bei genauem Hinschauen sind es oft sogar die Produkte, die ihre eigene Fertigung steuern. Dadurch lassen sich individuelle Kundenwünsche und Anforderungen in der Smart Factory besonders schnell umsetzen.
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    Mittlerweile ist die Fabrik der Zukunft so weit, dass sie sich selbst ständig verbessert. Maschinen, Geräte und digitale Produktionssysteme optimieren ihre eigene Leistung kontinuierlich auf Basis von maschinellem Lernen. Der Mensch kann Abläufe einfach digital aus der Ferne überwachen, um Fehler zu beheben oder Verbesserungen und Innovationen einzuführen.
    Dabei endet die digital gesteuerte Fabrik nicht mit der Fertigung der Produkte. Auch die durchgängige Vernetzung und Kommunikation mit anderen Unternehmensbereichen sowie mit Zulieferunternehmen, externen Vertriebspartnern und Kund:innen wird durch die Smart Factory möglich.
    Das beginnt bei der Materialbestellung und Auftragsannahme und erstreckt sich bis hin zur Lagerlogistik, Auslieferung und zum Einsatz bei den Kund:innen. Dabei können beispielsweise Techniker:innen im Wartungseinsatz auf Messdaten zurückgreifen, die bei der Herstellung des Produktes in der Smart Factory entstanden sind.
    Drei Icons beschreiben die wichtigsten Säulen der Smart Factory: Daten sammeln, Daten analysieren und Automatisierung.
    Die drei wichtigsten Verfahren der Smart Factory sind: Daten sammeln, Daten analysieren und Automatisierung.

    Von Sensoren bis KI – die zentralen Bausteine der Smart Factory

    Wichtigster Baustein der Smart Factory sind die oben erwähnten cyber-physischen Systeme, auch bekannt unter dem englischen Begriff Cyber-Physical Systems (CPS). Ein CPS vernetzt mechanische Komponenten wie einzelne Maschinen oder ganze Produktionsanlagen mit der virtuellen Welt – das heißt mit IT- und Softwarekomponenten sowie mit dem Internet (Cyberspace). So entstand der Begriff „Internet der Dinge“ (Internet of Things, kurz: IoT).
    In der Smart Factory entfallen viele übliche Verzögerungen während des Produktionsablaufs – etwa die manuelle Erfassung von Daten und die händische Eingabe von Befehlen.
    Was bedeutet Smart Factory für deutsche Industrieunternehmen? Immer mehr Firmen setzen Anwendungen der Industrie 4.0 ein oder planen, dies zu tun. (Quelle: Statista)
    Für die Umsetzung der Smart Factory sind bestimmte technische Voraussetzungen nötig. Nur dann lassen sich Fertigungsabläufe ordnungsgemäß digitalisieren – und die Kommunikation der einzelnen Komponenten funktioniert.
    Voraussetzungen für eine Smart Factory:
    • State-of-the-Art-Informationstechnik zur Etablierung des Industrial Internet of Things (u.a. Sensoren, Prozessoren, Funktechnik, ggf. ein Campusnetz und Edge-Computing)
    • Cyber-Physical Systems (CPS)
    • Sensoren (z.B. für Temperatur, Beschleunigung, Druck) und Sensorknoten (für die Datenübertragung)
    • RFID-Chips, Bluetooth oder WLAN zur drahtlosen Kommunikation
    • Ein leistungsfähiges Gesamt-Datennetz (z.B. mit 5G)
    • Technologien zur Erfassung von Big Data
    • Cloud-Computing-Services
    • Überwachungs- und Steuerungssysteme (Embedded Systems)
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    Anwendung für die Smart Factory: Der Digital Twin

    Laut einer Bitkom-Umfrage setzten im Jahr 2023 bereits vier von zehn Industrieunternehmen in Deutschland bei der Produktion auf digitale Modelle wie digitale Zwillinge (Digital Twins). Damit werden die später herzustellenden Produkte zunächst virtuell simuliert.
    Ein Digital Twin umfasst zum einen das fertige Produkt und die Verfahren, die zu seiner Herstellung nötig sind. Zum anderen berücksichtigt und protokolliert ein digitaler Zwilling den kompletten Lebenszyklus des Produkts: von der Anlieferung der Rohstoffe, die zur Herstellung notwendig sind, über die Vorprodukte bis hin zum Verkauf und Einsatz bei den Kund:innen.
    Alle im Verlauf dieses Lebenszyklus anfallenden Informationen, beispielsweise Rückmeldungen der Kund:innen und Erfahrungen aus der Wartungstechnik, fließen über den Digital Twin fortlaufend in die Produktverbesserung in der Smart Factory ein.
    Ein Digital Twin ermöglicht Unternehmen konkret:
    • Monitoring-Funktion zur Fehleranalyse via Virtual Reality (unter möglicher Einbeziehung externer Sachverständiger)
    • Bessere Planbarkeit und Zukunftsprognosen hinsichtlich neuer oder veränderter Produktionsabläufe
    • Reduktion von Verzögerungen und Optimierung von Workflows zur Effizienz- und Qualitätssteigerung
    • Simulation und Überwachung des Ressourcenverbrauchs
    • Individuelle Anpassungen von Produktionsprozessen in Koordination mit externen Partner:innen und Kund:innen
    • Schulungsinstrumente für Mitarbeiter:innen
    Beispiel: In einer Autofabrik simuliert ein Digital Twin den Wareneingang durch einen Zulieferer von Komponenten für die Karosserie.
    Der digitale Zwilling erfasst sämtliche Daten auf dem Produktionsweg, beispielsweise:
    • Die verwendeten Rohstoffe
    • Deren Weiterverarbeitung an verschiedenen Stationen
    • Deren Integration in das fertige Fahrzeug durch Roboter, die mit Sensoren ausgestattet sind
    Anschließend wird ausgewertet: Wie lange haben Abläufe gedauert? Wo kam es zu Verzögerungen oder Fehlern? Wie verändert sich die Stückzahl verbauter Einheiten und deren Zeitvolumen? Mithilfe der gesammelten Daten lässt sich der komplette Produktionsweg analysieren und optimieren, um dessen Effizienz und damit die Rentabilität zu erhöhen.
    Übrigens: Die Europäische Kommission arbeitet in ihrer Leitinitiative „Digitales Europa“ mit einem digitalen Zwilling der Erde. Das digitale Modell soll mit vielen Echtzeitdaten Vorhersagen ermöglichen, um das komplexe Ökosystem in Europa und global besser zu verstehen und zu steuern.
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    Cloud-Technologien in der Fabrik der Zukunft

    Eine Smart Factory erfasst in jeder Sekunde eine Vielzahl von Daten. Sämtliche Maschinen und Komponenten senden permanent Informationen. Ein System für das sogenannte Enterprise-Resource-Planning (ERP) bündelt diese Daten und verarbeitet sie weiter. Die Daten müssen an einem zentralen Ort für alle am Wertschöpfungsprozess beteiligten Personen zugänglich sein – und gleichzeitig sicher vor unbefugtem Zugriff.
    Ein möglicher Weg für Unternehmen ist es, ihre ERP-Systeme (beispielsweise auf SAP-Basis) lokal zu hosten, etwa in einem eigenen Rechenzentrum oder Serverraum auf dem Firmengelände (englisch: On-Premises). Dies erzeugt jedoch hohe Betriebskosten und benötigt entsprechende In-House-Expertise. Zugunsten der vollen Kontrolle über die Daten muss also eine eigene, aufwendige IT-Infrastruktur errichtet und dauerhaft unterhalten werden.
    Daneben besteht die Möglichkeit, eine ERP-Lösung hybrid sowohl intern als auch in der Cloud zu betreiben. Hierfür kommen auch bestehende interne Systeme zum Einsatz. Allerdings kann die technische Komplexität sehr hoch sein, da aktuelle On-Premises-Software die Basis darstellt und viele Schnittstellen nötig sind. Der Integrationsaufwand kann beträchtlich sein, prüfen Sie diesen also vorher gut.
    Die dritte Möglichkeit ist die komplette Verlagerung der ERP-Systeme in die Cloud. Diese Option bietet für Unternehmen folgende Vorteile:
    1. Kostenersparnis: Die Cloud erspart hohe Anschaffungskosten für Hardware und Software sowie laufende Unterhalts- und Wartungskosten, denn diese übernimmt der Cloud-Anbieter. Dank flexibel anpassbarer Lizenzmodelle lassen sich die Betriebskosten für die Cloud und darin gehostete ERP-Systeme betriebswirtschaftlich leicht kalkulieren.
    2. Flexibilität: Umfang und Leistung der in der Cloud gehosteten Systeme lassen sich jederzeit anpassen. Veränderungen erfordern wenig Vorplanung, sodass Unternehmen kurzfristig auf neue Entwicklungen oder Anforderungen von Kund:innen eingehen können.
    3. Verfügbarkeit: Die Cloud ist für Mitarbeiter:innen eines Unternehmens jederzeit und von jedem Ort aus erreichbar. Im Zuge von Homeoffice und Remote Work (New Work) sind VPN-Zugänge und die dezentrale Anbindung an die interne Netzwerkarchitektur häufig bereits obligatorisch. ERP-Systeme in der Cloud lassen sich hier üblicherweise problemlos integrieren.
    4. Effizienz: Mit der Cloud steigt die Geschwindigkeit der Datenverarbeitung. Durch Edge-Computing und die Einbindung eines 5G-Campus-Netzes in eine Smart Factory sinken die Latenzen. Daten lassen sich dadurch in Echtzeit verarbeiten, da sie in der Cloud gehostet werden.
    5. Sicherheit: Viele Unternehmen fürchten um die Sicherheit der eigenen oder der Daten ihrer Kund:innen in der Cloud. Mithilfe spezialisierter Cloud-Anbieter lassen sich die Sicherheitsanforderungen je nach Standort anpassen – das erspart die Beschäftigung eigener Mitarbeiter:innen für diesen Zweck. Auch setzen Cloud-Anbieter datenschutzrechtliche Bestimmungen gemeinhin besser und schneller um, als wenn diese in unternehmenseigene Systeme integriert werden müssen.
    6. Administration: ERP-Systeme in der Cloud automatisieren administrative Aufgaben und entlasten so die unternehmenseigene IT-Abteilung. Zu diesen Aufgaben gehören das Ausrollen von Updates, die Datenbankverwaltung und das Reporting. Mitarbeiter:innen können sich somit darauf konzentrieren, die Geschäftsprozesse in den Cloud-Systemen abzubilden.
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    Welche Rolle spielt der Mensch in Smart Factories?

    Durch die Etablierung der Smart Factory wandelt sich auch die Rolle des Menschen. Wenn Produktionsprozesse weitgehend automatisiert ablaufen, reduzieren sich viele monotone Aufgaben, die vorher Menschen übernehmen mussten.
    Aber auch in der Industrie 4.0 spielen die Mitarbeiter:innen weiter eine entscheidende Rolle: Digitalisierte und sich selbst steuernde Abläufe benötigen nach wie vor Kontrolle; Mitarbeiter:innen in der Produktion nehmen parallel Fehlerdiagnosen und Optimierungen vor. Und wenn eine Maschine mal ausfällt, ist es nach wie vor der Mensch, der eingreift. Das allerdings ist in der smarten Fabrik viel einfacher geworden: Oft genügt es, mit einem Tablet einen QR-Code einzuscannen, um herauszufinden, wo ein Fehler liegt und welche Lösungsmöglichkeiten sich anbieten.
    Daneben obliegt Entwickler:innen das grundlegende Design der Smart Factory. Sie entwickeln, überwachen und optimieren sowohl die zu automatisierenden Fertigungsabläufe als auch die Vernetzung mit anderen Unternehmensbereichen sowie externen Systemen.
    All diese Tätigkeiten finden künftig immer weniger vor Ort in der Fabrik statt, sondern verlagern sich in den virtuellen Raum. Der Zugriff auf sämtliche Produktionskomponenten und externe Schnittstellen via Augmented Reality, beispielsweise mittels einer Virtual-Reality-Brille, reduziert den physischen Kontakt deutlich. Eine Vor-Ort-Wartung wird allenfalls bei mechanischen oder hardwareseitigen Problemen notwendig. Ein weiterer Vorteil: Techniker:innen können mehrere Produktionsstandorte zeitgleich betreuen, ohne bei Problemen oder Produktionsausfällen erst dorthin kommen zu müssen.
    So ist es technisch bereits möglich, dass Reparaturpersonal per Datenbrille ein:e Techniker:in virtuell mit ins Geschehen holt, um vor Ort ein schwierigeres Problem zu lösen.
    Noch immer trägt der Mensch also für alle Prozesse in der Smart Factory die Verantwortung. Manche Aufgaben, vor allem unbeliebte Routinetätigkeiten, werden weniger werden. Doch in der Smart Factory entstehen auch neue Arbeitsfelder. Hierfür müssen Arbeiter:innen, Handwerker:innen und Ingenieur:innen künftig jedoch über deutlich mehr Kenntnisse in der Informations- und Kommunikationstechnik verfügen.

    Warum sich Smart Factories lohnen – die Vorteile im Überblick

    Die Smart Factory bietet gegenüber der klassischen Infrastruktur eines Unternehmens erhebliche Vorteile. Sie optimiert die Wertschöpfungsprozesse und verbessert die Wettbewerbsfähigkeit angesichts steigender individueller Anforderungen von Kund:innen.
    Im Einzelnen ergeben sich mit einer Smart Factory folgende Vorteile für Unternehmen:
    • Erfüllen neuer Marktanforderungen: Die Smart Factory ermöglicht es der Produktion, schneller und effektiver auf aktuelle Marktentwicklungen und neue Herausforderungen zu reagieren. Dazu zählen Engpässe in Lieferketten oder Fachkräftemangel (Maschinen sind außerdem nicht an Arbeitszeiten gebunden).
    • Automatisierte Prozesse: Indem Big Data ausgewertet wird, entstehen sinnvoll vernetzte und vollautomatisierte Abläufe. Dadurch entfallen Latenzen und Stillstandzeiten. Arbeitszeit kann besser genutzt werden.
    • Höhere Produktivität: Aus den optimierten Prozessen heraus entsteht ein höherer Output bei gleichem Zeitaufwand.
    • Vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance): Fehler und unplanmäßiger Reparaturbedarf werden schon früh erkannt, noch bevor sie überhaupt auftreten.
    • Optimierte Verzahnung aller Fertigungsschritte: Alle Instanzen innerhalb der Fertigungskette kommunizieren permanent miteinander. Dadurch können alle Produktionsschritte schnell aufeinander abgestimmt werden. Das gilt auch, wenn es Ausfälle oder veränderte Taktzahlen gibt. So entstehen weniger halbfertige Produkte, was den Bedarf an Lagerkapazitäten und die Kapitalbindung reduziert.
    • Niedrigere Produktionskosten: Bedarfsgerechte Ressourcenbeschaffung und kürzere Produktionszeiten resultieren in geringeren Kosten.
    • Flexibilität und individuelle Produktion (ab Losgröße 1): Wenn die Nachfrage innerhalb automatisierter Prozesse optimal geplant wird, können kleine Mengen zu denselben Stückpreisen wie bei der Massenproduktion hergestellt werden. Das nennt sich Mass Customization oder individualisierte Massenproduktion.
    • Automatisierte Bestell- und Auslieferungsprozesse: Wenn Auftragseingang, Erfassung, Produktion und Lieferlogistik vernetzt sind, läuft ein Auftrag vollständig automatisiert und somit schneller ab.
    • Schnellere Produktentwicklung und Markteinführung: Unternehmen können mit einem Digital Twin leichter Daten auswerten, die im gesamten Prozess anfallen – und so Neuentwicklungen simulieren. Unter diesen Voraussetzungen können sie Produkte auch schneller entwickeln und auf den Markt bringen.
    • Höhere Agilität: Smart Factories kommunizieren in Echtzeit mit Zulieferern, Logistikern und Abnehmern – und reagieren so zeitnah auf neue Bedarfe, veränderte Liefersituationen oder Störungen in den Lieferketten. Unternehmen können etwa schnell auf Preisschwankungen reagieren, indem sie Rohstoffe schnell ersetzen. Auch Vorschläge von Kund:innen oder Vertriebspartner:innen zu möglichen Produktverbesserungen lassen sich noch in der laufenden Produktion zeitnah umsetzen.
    • Ressourcenschonung und Kostenersparnis: Unternehmen können relevante Ressourcen effizienter managen und z.B. globale durch regionale Ressourcen ersetzen. Energieaufwendige Produktionsschritte wie Schmelzen und Sintern lassen sich auf Tageszeiten mit niedrigen Energiekosten legen.
    • Mehr Informationen: Unternehmen gewinnen in kurzer Zeit mehr Wissen über ihre Produkte und deren Produktionsvorgang, indem sie konstant Daten erheben und auswerten (Big Data).
    • Nachhaltigkeit: Die Optimierung der Wertschöpfung führt zu geringerem Ressourcenverbrauch (Energie, Wasser) und weniger Emissionen.
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    Neue Geschäftsmodelle: Smart-Factory-as-a-Service

    Das Geschäftsmodell der Smart-Factory-as-a-Service wird abgekürzt als „SFaaS“ und übersetzt mit „Smart Factory als Dienstleistung“. Dabei handelt es sich um ein Angebot externer Dienstleister, das es produzierenden Unternehmen ermöglicht, ihre gesamte Wertschöpfungskette zu digitalisieren. Das beginnt bei der automatisierten Produktion durch Roboter, setzt sich über die Vernetzung sämtlicher Komponenten des Produktionsprozesses fort und beinhaltet darüber hinaus auch Finanzierungsmodelle und Risikomanagement.
    Unternehmen können sich damit auf ihr Kerngeschäft konzentrieren, während sie die Umwandlung ihrer klassischen Unternehmensstruktur zu einer Smart Factory auslagern. Teile der dafür notwendigen Investitionskosten belasten somit im Idealfall keine vorhandenen Budgets. Gleichzeitig ermöglicht SFaaS die Transformation hin zu einem flexibel anpassbaren Produktionsprozess, der dem Unternehmen die Vorteile einer Smart Factory verschafft. Hat ein Unternehmen genügend Erfahrungen mit SFaaS gesammelt, kann es auf Basis dieser Erfahrungen später leichter eine eigene Smart Factory errichten.
    Die Umstellung auf eine Smart Factory ist mit Investitionen verbunden.

    Die digitale Fabrik: Beispiele und Use Cases

    In Deutschland planen oder betreiben bereits zahlreiche Unternehmen eigene Smart Factories. Einige Beispiele hierfür sind:

    Automatisierter Schaltschrankbau bei Rittal

    Die zur Friedhelm Loh Group gehörende Firma Rittal aus dem hessischen Herborn gehört zu den modernsten Fabriken der Welt. Sie fertigt mit rund 250 hochgradig digital integrierten Maschinen pro Tag etwa 8.000 Kompaktschaltschränke und Gehäuse für beispielsweise Klimatechnik und Server-Racks. Rittal treibt in der eigenen Produktion die Automatisierung kontinuierlich voran und gilt als Vorzeigeunternehmen im Bereich der Smart Factory und Industrie 4.0.
    Die Anlagen kommunizieren miteinander, während die einzelnen Produktionsschritte stattfinden –etwa das Zuschneiden, Kanten, Schweißen und Lackieren von Blechen. Die hochautomatisierte Produktionssteuerung ist außerdem mit dem unternehmenseigenen globalen Distributionszentrum verbunden, um Fertigung und Versand zu integrieren.
    Mehrere hundert vernetzte Maschinen und Anlagen sowie fahrerlose Transportsysteme generieren jeden Tag bis zu 18 Terabyte an Daten, die über ein Live-Dashboard gesichtet und ausgewertet werden. So können Mitarbeiter:innen alle Fertigungsprozesse nahezu in Echtzeit aus der Distanz überwachen. Wissensbasierte, lernfähige Systeme planen Wartungsarbeiten via Predictive Maintenance zielgenau, um Störungen und Ausfallzeiten im eigentlichen Produktionsprozess zu minimieren.

    Boehringer Ingelheim: Smart Factory generiert Daten für die lokale Fertigung

    Im Jahr 2021 eröffnete der Pharmahersteller Boehringer Ingelheim an seinem Stammsitz in Ingelheim am Rhein seine Smart Factory. Es handelt sich dabei um eine sogenannte Solids-Launch-Fabrik mit rund 75 Beschäftigten.
    Als Solids werden in der Medikamentenherstellung verschiedene Formen von festen Arzneimitteln bezeichnet, beispielsweise Tabletten. Eine Solids-Launch-Factory stellt neu entwickelte Arzneimittel automatisiert her, um auf Basis dieser Erfahrungen eine Großserienfertigung für dieses Medikament an anderen Standorten aufzubauen.
    Die smarte Fabrik dient bei Boehringer Ingelheim als Wissensakkumulator und -speicher, indem sie in allen Produktionsschritten Sensordaten sammelt. Aus diesen Daten lassen sich dann leichter und genauer als bisher größer skalierte Berechnungen ableiten.

    Mercedes-Benz: Die Smart Factory erfindet das Fließband neu

    Die Automobilindustrie steht gleich vor mehreren großen Herausforderungen: beispielsweise hohem Wettbewerbsdruck, sich verändernden Kundenbedürfnissen und nicht zuletzt Lieferschwierigkeiten der Zulieferer.
    Die Mercedes-Benz-Group hat deshalb an ihrem Standort Sindelfingen die Factory 56 gebaut und 2020 eröffnet. In dieser Smart Factory ersetzen digital verzahnte Fertigungsbereiche namens TecLines den klassischen Fahrzeugbau entlang eines Fließbandes. Fahrerlose Transportsysteme verbringen die einzelnen Fahrzeuge und Fahrzeugkomponenten von Arbeitsstation zu Arbeitsstation.
    Mercedes kann so einzelne Fertigungsschritte und -verfahren leichter in die Produktionskette integrieren oder austauschen, ohne dass hierfür die gesamte Fertigung mit allen Fließbändern über längere Zeit stillstehen müsste. So kann das Unternehmen in derselben Smart Factory parallel Fahrzeuge der S-Klasse, ihres elektrischen Schwestermodells EQS und der Premiummarke Mercedes-Maybach bauen.
    Die Vernetzung ist umfangreich: Montageanlagen und Fördertechnik sind im IIoT per WLAN und Mobilfunk verbunden. Und sogenannte Ladungsträger mit Materialien für die Factory 56 werden weltweit per Track and Trace nachverfolgt, um mögliche Lieferprobleme frühzeitig zu erkennen. Dadurch ist die Smart Factory agiler als bisherige Automobilfabriken und kann schneller auf globale Marktschwankungen oder veränderte Kundennachfragen reagieren.
    Kund:innen können nach der Bestellung ihres Fahrzeuges einzelne Fertigungsschritte in der Factory 56 online verfolgen und erhalten eine genauere Vorhersage zum anvisierten Liefertermin als bisher. Damit schafft die Smart Factory 56 Mehrwerte für den Hersteller ebenso wie für die Kund:innen.
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    Smart Factory: Herausforderungen, Risiken und Lösungsansätze

    Der Bau von Smart Factories im Rahmen der Industrie 4.0 bedeutet eine grundlegende Transformation bisheriger Produktionsformen. Viele der bisher lokal in Unternehmen angesiedelten Teilbereiche werden in die virtuelle Sphäre ausgelagert (Cyber-Physical Systems, ERP, Digital Twin) oder sogar zu externen Dienstleistern (Cloud-Services). Gleichzeitig fallen durch die Datenerhebung während des Produktionsprozesses erhebliche Datenmengen an (Big Data), die entsprechend geschützt werden müssen.
    Um von den vielen Vorteilen einer Smart Factory zu profitieren, sind neben den hierfür erforderlichen Investitionen vier Themenkomplexe zu berücksichtigen:
    1. Sicherheit: Ein entscheidender Aspekt bei der Errichtung einer Smart Factory ist die Sicherheit der vernetzten Firmeninfrastruktur sowie der im Rahmen von Big Data erhobenen Daten. Diese Daten müssen nach den jeweiligen datenschutzrechtlichen Bestimmungen des Standorts verarbeitet werden und gleichzeitig vor Cyberangriffen geschützt sein. Dafür ist die Beschäftigung interner Cyber-Security-Expert:innen empfehlenswert – und die Auslagerung von Daten zu zertifizierten Cloud-Anbietern.
    2. Infrastruktur: Eine Produktionskette ist nicht von heute auf morgen automatisierbar. Teilprozesse sollten zunächst schrittweise und aufeinander abgestimmt digitalisiert werden, beispielsweise durch cyber-physische Systeme und Embedded Systems. Gleichzeitig muss eine leistungsfähige Netzinfrastruktur für das IIoT errichtet werden, die Big Data durch Cloud-Services und Edge-Computing in Echtzeit verarbeiten kann – beispielsweise auf der Basis von 5G-Campus-Netzen.
    3. Datenvolumen: Die Vielzahl an Sensoren, Maschinen und Systemen in der Smart Factory erzeugt enorme Mengen heterogener Daten (z.B. Messwerte, Bilder, Logdaten), die effizient gespeichert, in Echtzeit verarbeitet und analysiert werden müssen. Ungenaue, fehlerhafte oder unvollständige Daten können zu falschen Informationen und Entscheidungen führen. Daher sind Mechanismen zur Sicherstellung der Datenqualität essenziell (z.B. das Bereinigen von Daten). All dies setzt unter Umständen hohe Investitionen in die IT voraus.
    4. Ausbildung: Obwohl die Produktion in einer Smart Factory vollständig automatisiert abläuft, steht der Mensch nach wie vor im Mittelpunkt. Denn ohne Mitarbeiter:innen, die die gesamte Infrastruktur überwachen, lassen sich Fehler nicht beheben. Gleichzeitig muss ein fortlaufender Optimierungsprozess gewährleistet sein, der bei flexiblen Auftragseingängen und zunehmender Individualfertigung Anpassungen ermöglicht. Auch für die Bedienung von Cyber-Physical Systems und die Abbildung von Prozessen durch einen Digital Twin sind entsprechend qualifizierte Mitarbeiter:innen nötig. Die Anforderungen an die Fachkräfte steigen in der Smart Factory also erheblich. Eine angepasste Ausbildung sowie die ständige Weiterbildung aller Mitarbeiter:innen ermöglichen erst den erfolgreichen Betrieb einer (tatsächlich) intelligenten Fabrik.
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    Smart Factories und die Zukunft der Produktion

    Die Transformation hin zur Smart Factory markiert einen grundlegenden Wandel in der industriellen Fertigung. Sie eröffnet neue Perspektiven für Effizienz, Flexibilität und Umweltverträglichkeit. Durch den Einsatz vernetzter Systeme, intelligenter Sensorik und datengetriebener Steuerungstechnologien lassen sich Ressourcen gezielter einsetzen, Energieverbräuche optimieren und Produktionsabfälle minimieren – ein wichtiger Beitrag zur nachhaltigen Transformation der Industrie.
    Smart-Factory-Technologien entwickeln sich rasant weiter. Beispielsweise sind Industrieroboter längst nicht mehr aus Sicherheitsgründen eingezäunt, sondern bewegen sich frei an einem festgelegten Ort, ohne eine Gefahr für ihre menschlichen „Kolleg:innen“ darzustellen.
    Für Unternehmen bieten sich zahlreiche attraktive Anwendungsmöglichkeiten. Beispielsweise können Knickarmroboter sich rasch Bewegungsabläufe merken, die ein Mensch mit einem elektronischen Armband einige Male vorgemacht hat. Anschließend führen die Roboter die Aufgaben selbst aus, können Produkte oder Werkteile selbst greifen und sicher von A nach B transportieren.
    Ein weiteres Beispiel: Eine Computerstimme meldet an einer Fertigungsstraße automatisch, der Roboter möge sicherstellen, dass ein bestimmtes Bauteil fett- und lösungsmittelfrei ist. Daraufhin kann sich der Roboter eigenständig darum kümmern, das Bauteil zur Reinigung zu transportieren.
    Die datenintensive Umgebung stellt hohe Anforderungen an das Datenmanagement: Die Erfassung, Verarbeitung und Sicherung gewaltiger Datenmengen erfordert leistungsfähige IT-Infrastrukturen, klare Governance-Strukturen und innovative, robuste Sicherheitskonzepte.
    Auch die Arbeitswelt erfährt einen tiefgreifenden Wandel: Mensch und Maschine arbeiten zunehmend kollaborativ. Digitale Kompetenzen, adaptive Arbeitsmodelle und kontinuierliche Weiterbildung sind hierbei zentrale Erfolgsfaktoren.
    Smart Factories sind somit nicht nur technologische Innovationstreiber, sondern auch Wegbereiter für eine nachhaltige und zukunftsorientierte Industriegesellschaft. Sie gelten als zentraler Bestandteil der industriellen Transformation und prägen die Produktion der Zukunft maßgeblich.

    Das Wichtigste zur Smart Factory in Kürze

    • Smart Factories bedeuten einen grundlegenden Transformationsprozess für die klassische Produktion. Digitalisierten Unternehmen fällt die Evolution zur Smart Factory leichter.
    • In Deutschland sind bereits zahlreiche Smart Factories in Betrieb. Sie dienen der effizienteren und schnelleren Fertigung im Regelprozess oder auch als Prototypen für den Umbau weiterer Fertigungsanlagen.
    • Unternehmen, die noch keine eigene Smart Factory errichten wollen oder können, können Erfahrungen mit einem extern zugekauften Dienst sammeln, der Smart-Factory-as-a-Service.
    • Die Smart Factory schont Ressourcen, beschleunigt Umstellungsprozesse und verschafft allen Beteiligten eine bessere Sicht auf Fertigungs- und Lieferdaten.
    • In der Smart Factory sind alle Fertigungsschritte miteinander vernetzt, beispielsweise per WLAN und Mobilfunk.
    Portrait von Freca DumreseFreca Dumrese
    04.09.2025
      # Tags:5GCloudDigitalInnovationIoT-VernetzungRoboterVR
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