Ein wichtiges Merkmal der 'vierten industriellen Revolution' ist die Durchgängigkeit von der Entwicklung über die Inbetriebnahme bis zur Produktion. Die Stolpersteine auf dem Weg dorthin sind vielfach nicht technologischer, sondern organisatorischer Natur. Dabei steht vor allem die Frage nach passenden Geschäfts- und Managementkonzepten im Raum.

Bild: Universität Stuttgart

Nicht wenige Menschen assoziieren mit dem Begriff ‚Industrie 4.0‘ menschenleere Fabriken, in denen Maschinen und Roboter Produkte autonom herstellen. In der Tat reizt der Gedanke, dass nach der modellierten ‚Digitalen Fabrik‘ und der selbststeuernden ‚Smart Factory‘ nun durch massiven Einsatz von Sensorik und Aktuatorik cyberphysische Systeme (CPS) entstehen, durch welche die digitalen Modelle und smarten Objekte zu autonomen Einheiten heranwachsen können. Diese Entwicklung, die in den Fabrikhallen voranschreitet, scheint das Potenzial einer neuen industriellen Revolution zu haben. Dabei stellt sich jedoch die Frage, ob eine industrielle Revolution allein durch die Existenz neuer Techniken initiiert wird – oder letztere eher als Befähiger innovativer Geschäftsmodelle und -prozesse ihren Beitrag zu sprunghaften industriellen Fortschritten gebracht haben.

Technologieorientierung: Nicht immer der Königsweg

Der Anstoß zur erfolgreichen Implementierung von Industrie 4.0 muss daher auch über ‚revolutionäre‘ Unternehmensvisionen und -strategien auf Managementebenen getragen werden, aus denen neue, CPS-basierte Geschäftsmodelle und -prozesse abgeleitet werden können. Wie aktuelle Untersuchungen des Lehrstuhls für allgemeine Betriebswirtschaftslehre (ABWL) und Wirtschaftsinformatik I der Universität Stuttgart verdeutlichen, ist dazu in der Praxis meist das Bottom-up-Verfahren für die Implementierung durchgängiger Engineering-Prozesse vorzufinden. So betreiben Unternehmen unter dem Schlagwort der ‚integrierten Fabrik‘ häufig einen hohen Aufwand, um IT-Systemlandschaften mittels Schnittstellen zu verbinden und fehlende Funktionalitäten auf der Basis neuer Systeme zu ergänzen. Hierbei werden nicht selten zusätzliche Techniken eingeführt. Dieser Ansatz, der zunächst vielversprechend zu sein scheint, führt nach aktuellen Erkenntnissen jedoch häufig zu unbefriedigenden Lösungen.

ANZEIGE

Ferninbetriebnahme durch IIoT

Was ist Fernbetriebnahme und welche Vorteile birgt sie in sich? Wir erzählen die Geschichte eines Kunden, der mit der IXON Cloud und einer HoloLens seine Maschinen aus der Ferne einsatzbereit gemacht hat und wie er und seine Kunden davon profitieren.‣ weiterlesen

Die Gründe hierfür sind vielschichtig, wie das Beispiel der Bereiche Konstruktion und Arbeitsvorbereitung zeigt: Zum einen herrscht in vielen Unternehmen nach wie vor eine funktional geprägte Organisationsstruktur vor. Das zeigen auch abgegrenzte organisatorische Einheiten, etwa Konstruktion und Produktion inklusive Arbeitsvorbereitung. Aus diesen Strukturen ergeben sich Grenzen für durchgängige Prozesse sowie deren Unterstützung durch IT-Systeme, die in der Hoheit von Fachbereichen betrieben werden, führen zu isolierten Dateninseln. Der zweite, für die Beschränkung von Integrationsansätzen wesentliche Einflussfaktor, ist die flächendeckende Verwendung von Spreadsheet-Lösungen. So pflegt beispielsweise der Konstrukteur seine Teileliste oder seine Festigkeitsberechnungsformeln gerne in einer Office-Tabelle. Auch von Produktionsplanern und mit der Arbeitsvorbereitung betrauten Mitarbeitern werden diese Hilfsmittel weitgehend als zwingend erforderlich eingestuft. Dies führt in dazu, dass bottom-up-orientierte Industrie 4.0-Ansätze teils hohe Kosten verursachen und vielfach hinter den Erwartungen zurück bleiben.

Enterprise Architecture Management als Alternative

Außerhalb des Industrie-4.0-Kontexts erfahren Top-down-Ansätze unter dem Begriff des Enterprise Architecture Management (EAM) zunehmend Aufmerksamkeit. Unternehmen versprechen sich hierdurch, neue Geschäftsmodelle und -prozesse zu identifizieren sowie eine bessere Ausrichtung der IT auf die Geschäftsziele zu erreichen. Erste Erfahrungen legen nahe, dass eine Portierung von EAM-Ansätzen wie ‚The Open Group Architecture Framework‘ (TOGAF) in den industriellen Kontext sehr vielversprechend ist. Diese Methodik ließe sich auch zur Unterstützung in Konstruktion und Arbeitsvorbereitung einsetzen. Dazu werden zuerst sogenannte Geschäftsfähigkeiten oder ‚Business Capabilities‘ identifiziert. Im Kontext von Industrie 4.0 würde ein Unternehmen dazu etwa festlegen, welchen ‚Fähigkeiten‘ zur Umsetzung der Geschäftsstrategie besondere Bedeutung zukommt. Dies kann etwa die wirtschaftliche Erstellung einer neuen Produktvariante sein. In einem nächsten Schritt können Anforderungen an Produktions- und Unternehmensprozesse, Mitarbeiter-Skills und IT-Unterstützung formuliert werden. Eine Anforderung kann dabei lauten, dass die an Konstruktion und Arbeitsvorbereitung beteiligten Mitarbeiter Informationen über die Auswirkungen ihrer Entscheidungen auf den Produktlebenszyklus erhalten.

In einem weiteren Schritt werden die Anforderungen in Anwendungs- und schließlich Datenarchitekturen überführt. Auf diese Weise könnte eine Architektur erstellt werden, welche die benötigten IT-Systeme enthält und spezifiziert, welche Daten in welcher Form zur Unterstützung der Konstruktion und Arbeitsvorbereitung zur Verfügung gestellt werden müssen. Diese Ziel-Architekturen können anschließend mit den Ist-Architekturen abgeglichen werden. Daraus ergeben sich dann Ansätze für IT-Projekte. Im Unterschied zur Bottom-up-Vorgehensweise können so Gesamtkonzepte ausgehend von der Unternehmensstrategie erstellt werden. Davon lassen sich Maßnahmen ableiten, die schrittweise umgesetzt werden können. Hierdurch wird unter anderem sichergestellt, dass der Einsatz neuer Technologien zielgerichtet und wirtschaftlich erfolgt. Beispielsweise lässt sich über die Geschäftsfähigkeiten prüfen, inwieweit CPS im Kontext der Konstruktion und Arbeitsvorbereitung einen Wertbeitrag liefern können und wie diese in die Anwendungs- und Datenarchitektur implementiert werden sollten. Als Resümee der Untersuchungen kann festgehalten werden, dass eine vierte industrielle Revolution mit Bottom-up-Vorgehensweisen eher nicht umsetzbar ist.

ANZEIGE

Produktionsmanagement in der Cloud

Digitalisierung wird zunehmend zum Wettbewerbsfaktor. Für KMUs sind diese Themen jedoch oft noch wenig greifbar. Das muss nicht sein. Der gfos.SmartProductionManager bietet KMUs die Möglichkeit, einen wichtigen Schritt in Richtung Digitalisierung der Fertigung zu gehen.‣ weiterlesen

Unternehmen benötigen demnach Managementkonzepte, die ausgehend von der Geschäftsstrategie Geschäftsfähigkeiten identifizieren und diese mittels gezielter IT-Unterstützung aufbauen. Weiter ist davon auszugehen, dass diese Vorgehensweise Unternehmen davor bewahren kann, Technologien und Systeme einzuführen, welche die Kosten von Technologieprojekten mit IT-Fokus ‚explodieren‘ lassen – während gleichzeitig für die Gesamtperformance nur ein überschaubarer Nutzen gestiftet wird.

Das könnte Sie auch interessieren:

Software-Dokumentation automatisch erstellen
Programmcode in kurzer Zeit gut dokumentiert

Dokumentation ist ein wesentlicher Bestandteil jeder nachhaltigen Datenarchitektur. Entwickler-Teams vernachlässigen das oft aus praktischen Gründen, denn sie stehen unter enormen Termindruck und werden eher nach dem Code beurteilt, als danach, wie gut sie ihn dokumentieren.‣ weiterlesen

Ablöse für die Heuristik?
Technologiesprung in der Produktionsplanung

Künstliche Intelligenz auf Werksebene dient meist der Optimierung oder der Analyse komplexer Zusammenhänge. In der Produktionsplanung zum Beispiel können bessere Algorithmen, getragen von mehr Rechenleistung, heuristische Ansätze im Ergebnis deutlich übertreffen.‣ weiterlesen

Ifo Produktionserwartungen
Industrie will mehr produzieren

Die Deutschen Industrieunternehmen wollen ihre Produktion ausweiten. Die gesteigerten Erwartungen verhelfen dem entsprechenden Indikator des Ifo Instituts zum höchsten Stand seit 1991.‣ weiterlesen

Resilienz-Studie von Sopra Steria
Mehrheit der Industrieunternehmen geht gestärkt aus der Krise

57 Prozent der Unternehmen aus der verarbeitenden Industrie gehen davon aus, gestärkt aus der Coronakrise hervorzugehen. Das geht aus einer Studie von Sopra Steria und dem F.A.Z.-Institut hervor. Um diese Position auch künftig behaupten zu können, wollen die Betriebe laut Studie die eigene Widerstandsfähigkeit als strategisches Thema verankern.‣ weiterlesen

Software-Development
Agile Methoden liegen im Trend

Das sogenannte Wasserfall-Prinzip in der Software-Entwicklung kommt immer seltener zum Einsatz. Häufiger sind agile Methoden wie die ’Continuous Integration’, bei denen Software in kleinen Einheiten kontinuierlich erweitert und verbessert wird. Welche Vorteile dies für die Nutzer bringt, zeigt das Softwareunternehmen Sage.‣ weiterlesen

Neues Mitglied
PSI Automotive & Industry tritt MES D.A.CH Verband bei

Neues Mitglied im MES D.A.CH: Der MES-Anbieter PSI Automotive & Industry ist dem Verband beigetreten.‣ weiterlesen

Wegbereiter des digitalen Wandels
Wie Edge Computing die Cloud überholt

Edge Computing leistet in der Industrie so gute Dienste, dass es Fachleuten zufolge den Einsatz von Cloud Computing innerhalb eines Jahrzehnts übertreffen könnte. Ein Grund ist die Vielseitigkeit der Geräte. Passend konzipiert können sie in beinahe jeder Situation Rechenressourcen bereitstellen - in fast jedem erdenklichen Formfaktor.‣ weiterlesen

Finanzkennzahlen
Siemens mit deutlicher Gewinnsteigerung im 2. Quartal

Siemens beendet das erste Halbjahr des laufenden Geschäftsjahres mit positiven Neuigkeiten. Umsatzerlöse und Gewinn legen kräftig zu.‣ weiterlesen

F&E-Ausgaben im Maschinen- und Anlagenbau
Mehr Investitionen in Forschung und Entwicklung

Insgesamt 8,2Mrd.€ hat der Maschinen- und Anlagenbau im Jahr 2019 für Forschung und Entwicklung ausgegeben. Auch in der Pandemie behalten F&E-Ausgaben einen hohen Stellenwert.‣ weiterlesen

Flexibilität statt Fließband
Technologiewende bei der Automobilproduktion?

Seit rund 100 Jahren steht die Automobilindustrie wie keine andere für die Fabrikarbeit am Fließband. Doch jetzt deutet sich eine Technologiewende an. Künftig könnten Fahrerlose Transportfahrzeuge Karosserien, Material und ganze Fahrzeuge durch die Fabrik bewegen. In mehreren Modellfabriken fahren die Automaten bereits durchs Werk.‣ weiterlesen

Susietec von Kontron
IoT-Toolset als Lösungsansatz für Industrie 4.0

Immer mehr Anlagen sollen Betriebsdaten im IoT zur Bearbeitung bereitstellen. Mit dem Susietec-Portfolio will Kontron insbesondere den Aufbau von IoT-Lösungen für bestehende Anlagen unterstützen. Der Anbieter von IoT- und Embedded-Computing-Technologie rechnet für 2021 mit mehr als 50 Prozent Wachstum in diesem Geschäftsfeld.‣ weiterlesen