Getrieben durch die digitale Vernetzung in Industrie und Wirtschaft steckt die heutige Produktions- und Arbeitswelt mitten in einem fundamentalen Wandel: Bestehende Wertschöpfungssysteme werden zunehmend in einem bis dato noch nicht dagewesenen Ausmaß von Informations- und Kommunikationstechnologien durchdrungen, um eine signifikante Produktivitätssteigerung zu realisieren. Dieses Phänomen wird derzeit unter dem Schlagwort 'Industrie 4.0' zusammengefasst. Die Implikationen der Veränderungen betreffen auch die Funktion von Enterprise-Resource-Planning-Systemen.
Der Begriff ‚Industrie 4.0‘ wurde durch die Hightech-Strategie der Bundesregierung geprägt und steht für eines von zehn Zukunftsprojekten, die zu mehr Wachstum und Wohlstand in Deutschland führen sollen. Nach den ersten drei industriellen Revolutionen, bedingt durch die Dampfmaschine, den Taylorismus und die IT-basierte Automatisierung, steht die vierte industrielle Revolution zusammengefasst für die Informatisierung der Fertigungstechnik und somit für die digitale Vernetzung von Produkt, Maschine, Werkzeug und Mensch.
Revolution in Aussicht
Mit der Prägung des Begriffs hat die Bundesregierung eine Revolution in Aussicht gestellt, deren Vorzeichen im Bereich der Konsumgüter schon gut sichtbar werden: Dank Smartphones, Smart Gadgets und Apps lassen sich heutzutage Prozesse enorm vereinfachen und neue Einnahmequellen erschließen. Im industriellen Kontext hingegen werden mögliche Anwendungsfälle wesentlich langsamer realisiert. Dies liegt weniger an der Trägheit bestimmter Branchen als vielmehr an deren Komplexität: Während etwa ein Smartphone nur sechs Sensoren besitzt, deren Auswertung in verschiedene Funktionen überführt werden kann, hat ein bereits mäßig komplexer Motor rund 2.000 Messpunkte, die man unterschiedlich verknüpfen und interpretieren kann. Nichtsdestotrotz müssen sich produzierende Unternehmen dieser Herausforderung stellen, um weiter konkurrenzfähig zu bleiben. Eine Schlüsselfunktion in diesem Zusammenhang nehmen betriebliche Anwendungssysteme ein, welche die effiziente Planung, Steuerung und Allokation der unternehmerischen Ressourcen gewährleisten.
Anwender einbinden
Die reine Weiterentwicklung betrieblicher Anwendungssysteme als Insellösungen ist allerdings nicht zielführend. Die gestiegene Komplexität erfordert es, dass neben der Evolution von IT-Systemen Anwendungsunternehmen stärker in den Entwicklungsprozess eingebunden werden müssen – zum einen, um gezielt Probleme zu lösen, und zum anderen, um das Vertrauen zu schaffen, bei dem rasanten Technologiefortschritt nicht auf das falsche Pferd zu setzen. Des Weiteren wird es in Zukunft keine All-in-one-Anbieter geben, die sämtliche Anwendungssysteme als modulare Standardlösungen bereitstellen. Deshalb sind IT-Hersteller zusätzlich gefordert, sich verstärkt mit den Themen Interaktion, Datenhoheit, Aufgabenteilung et cetera auseinanderzusetzen. Die Realität zeigt nämlich schon heute, dass es zum Beispiel Plattformen gibt, die Daten direkt vom Shop Floor inner- und überbetrieblich austauschen können. Gegebenenfalls erfolgt dieser Transfer sogar an jeweils etablierten betrieblichen Anwendungssystemen vorbei.
Technologisch vieles möglich
Technologisch ist heute bereits vieles möglich, diese technischen Möglichkeiten müssen aber auch in die reale Anwendung überführt werden. Dies bedeutet, dass zunächst klar sein muss, wie die Produktion von morgen aussieht, welche Stufen dafür zu bewältigen sind und wie sich betriebliche Anwendungssysteme in diese Landschaft einordnen beziehungsweise neu ausrichten müssen. Im Forschungszusammenschluss von Instituten und Softwareanbietern ‚Center Enterprise Resource Planning‘ werden diese Fragestellungen mittels eines vierstufigen Modells beantwortet. Die Hypothese dabei ist, dass eine vollumfängliche Umsetzung von Industrie 4.0 in einem Zug für Unternehmen nahezu unmöglich ist. Sowohl Begrifflichkeit als auch Fortschritt bei der Umsetzung von Industrie 4.0 werden dabei sehr subjektiv definiert und wahrgenommen. Unternehmen sollten sich daher von dem Gedanken lösen, ‚Industrie 4.0‘ sei bereits erreicht, sobald die meisten Prozesse digital abgebildet sind.
Die Idee von ‚Industrie 4.0‘ geht weit darüber hinaus. Ausgangspunkt für den Weg hin zu ‚Industrie 4.0‘ sind die Errungenschaften der dritten industriellen Revolution – so auch herkömmliche ERP-Systeme mit der derzeit noch immanenten Manufacturing-Resource-Planning-2-Logik. Durch sie planen und steuern Unternehmen ihre Prozesse und setzen zur Unterstützung des Auftragsabwicklungsprozesses betriebliche Anwendungssysteme ein.
Vier Etappen
Die Segmentierung des Weges von dort bis zur ‚Industrie 4.0‘ erfolgt in folgenden vier wesentlichen Etappen:
• ‚Transparentes Produktionssystem‘: die Schaffung eines digitalen Abbildes sämtlicher Unternehmensprozesse
• ‚Prognosefähiges Produktionssystem‘: die Identifizierung von Mustern sowie Verhaltensweisen zur Realisierung einer guten und zuverlässigen Prognose
• ‚Regelungsfähiges Produktionssystem‘: das gezielte Entgegenwirken bezüglich identifizierter sowie antizipierter Abweichungen
• ‚Selbstlernendes Produktionssystem‘: das Lernen aus getroffenen Entscheidungen zur nachhaltig effizienten und produktiven Unternehmensführung.
Die Hypothese der Industrie-4.0-Roadmap ist, dass eine vollumfängliche Umsetzung von ‚Industrie 4.0‘ in einem Zug für Unternehmen nahezu unmöglich ist. Bild: FIR e. V. an der RWTH Aachen
Disruptive Veränderungen
Die disruptiven Veränderungsprozesse, die mit diesen Schritten einhergehen, wirken sich in besonderem Maße auf betriebliche Anwendungssysteme wie beispielsweise ERP-Systeme aus. Zunehmend in den Fokus rücken aber auch Manufacturing-Execution-Systeme sowie Plattform-/Cloud-Lösungen zur systemübergreifenden Speicherung und Nutzung relevanter Planungsdaten. Die klassische Aufgabenteilung wird in diesem Zusammenhang voraussichtlich an Bedeutung verlieren. Lösungen müssen folglich intensiver vernetzt sein sowie den Austausch relevanter Daten und Informationen mit anderen Anwendungen ermöglichen. Aufgrund dessen müssen sich ERP-Hersteller an die neuen Rahmenbedingungen anpassen. Des Weiteren müssen sie sich von der Vorstellung lösen, dass alle Anwendungen funktional einer Ebene der Automatisierungspyramide zugeordnet werden können.
Zukünftig wird es vielmehr so sein, dass die Anwendungssysteme nicht mehr funktional differenziert werden können, sondern Unternehmen zur Erfüllung ihrer Aufgaben Funktionen aus verschiedenen Systemen im Sinne einer Modularisierung/’App-isierung‘ verknüpfen oder bündeln. Dabei erfolgt der Daten- und Informationsaustausch über eine zentrale Drehscheibe. Es zeigt sich, dass der Weg zur ‚Industrie 4.0‘ sich nicht nur auf ein betriebliches Anwendungssystem beschränkt. Der Wandel hat Auswirkungen auf die Kernprozesse der Wertschöpfung, aber auch Supportprozesse sind betroffen. Das zukünftige Ziel besteht neben dem Wandel vor allem darin, klar herauszustellen, welche Unterstützungssysteme betroffen und wo diese im Gesamtkonstrukt zu verorten sind. Darauf aufbauend müssen die notwendigen Schritte abgeleitet werden, um aktuelle Systeme weiterzuentwickeln.
Grundsätzliches Umdenken
Um den skizzierten Herausforderungen gerecht zu werden und die entstehenden Potenziale auszuschöpfen, ist ein grundsätzliches Umdenken hinsichtlich der den gängigen Systemen zugrundeliegenden Architekturen und etablierten Planungslogiken erforderlich. Um der mit ‚Industrie 4.0‘ einhergehenden Geschwindigkeit gerecht zu werden, müssen sich Industrie und Forschung noch stärker als bisher vernetzen und intensiv zusammenarbeiten. Das ‚Center Enterprise Resource Planning‘, welches durch den FIR e. V. an der RWTH Aachen, die Trovarit AG sowie die Myopenfactory Software GmbH als Initiatoren geleitet wird, beantwortet deshalb schrittweise die dabei aufgeworfenen Fragen: Was genau sind die durch die Vision von ‚Industrie 4.0‘ erzeugten konkreten Handlungsschritte beziehungsweise welche Meilensteine müssen auf dem Weg auf jeden Fall passiert werden? Welche Auswirkungen hat dies auf die im Einsatz befindlichen Systeme? Und wie beeinflusst dies die Planungsprozesse in den verschiedenen Branchen und Unternehmenstypen? Der Weg, um diese sich im Kontext von ‚Industrie 4.0‘ bietenden Potenziale auszuschöpfen, wird dabei in die vier oben beschriebenen Teiletappen der Industrie-4.0-Roadmap unterteilt, an welchen sich die Aktivitäten des Centers orientieren. Dazu werden im Center einmalige Infrastrukturen genutzt, wie zum Beispiel ein ERP-Innovation-Lab.
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