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Schritt für Schritt zum digitalisierten Prozess

Die Brücke in die Industrie 4.0

Im Mittelstand ist die Digitalisierung industrieller Prozesse vielerorts weit hinter ihren Möglichkeiten zurückgeblieben. Wissensdefizite spielen dabei ebenso eine Rolle wie die finanziellen Risiken. Eine Musterfabrik der Euromicron-Tochter Elabo zeigt, welche Chancen Industrie 4.0 dem Mittelstand bietet und wie sich die Umstellung bezahlt machen kann.



Bild Elabo GmbH

Die öffentliche Wahrnehmung der deutschen Wirtschaft wird seit jeher durch Erfolge und Misserfolge einiger weniger Großunternehmen bestimmt. Der entscheidende Motor der ökonomischen Entwicklung ist jedoch der Mittelstand. Nach Angaben des Bonner Instituts für Mittelstandsforschung (IFM) besteht die deutsche Unternehmenslandschaft zu 99,6 Prozent aus mittelständischen Betrieben mit weniger als 500 Mitarbeitern. 36,8 Prozent aller unternehmerischen Umsätze und 56,5 Prozent der Wertschöpfung werden im Mittelstand erarbeitet. Dass die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschlands mit den Fähigkeiten des Mittelstandes steht und fällt, ist unter Wirtschaftsexperten deshalb schon seit langem Konsens. Da ist es folgerichtig, dass Politik und Verbände bestrebt sind, die im industriellen Sektor beheimateten Mittelständler auf dem Weg ins Industrie 4.0-Zeitalter zu unterstützen. Denn die Digitalisierung und Vernetzung ihrer Produktions- und Wertschöpfungsprozesse wird zunehmend über die Konkurrenzfähigkeit mittelständischer Industriebetriebe entscheiden. Doch der Weg zur Umsetzung ist weit. Zwar sind nach einer Studie von Expense Reduction Analysts mehr als 90 Prozent der mittelständischen Betriebe überzeugt, dass die zunehmende Digitalisierung industrieller Prozesse auch ihre eigenen Strukturen verändern werde. Gleichwohl besitzt rund die Hälfte aller Mittelständler keine ausgereifte Vorstellung davon, was Industrie 4.0 in concreto bedeutet.

Musterfabrik zeigt Möglichkeiten auf

Die Ergebnisse der Studie decken sich mit den Beobachtungen, die man auch bei der Elabo GmbH gemacht hat. Das zur Euromicron-Gruppe gehörende Unternehmen ist vor allem für die Entwicklung und Fertigung von Arbeitsplatzsystemen sowie Mess- und Prüfständen für die Elektroindustrie bekannt und hat sich in den vergangenen Jahren verstärkt um die Entwicklung eines mittelstandsspezifischen Smart Industry-Konzepts bemüht. Die Vorteile dieses Ansatzes zu vermitteln, erwies sich als Herausforderung. „Schon in den ersten Gesprächen, die wir zu diesem Thema führten, wurde schnell klar, dass vielen überhaupt nicht bewusst ist, welche Möglichkeiten ihnen Industrie 4.0 bietet“, sagt Elabo-Geschäftsführer Thomas Hösle. Als Reaktion hierauf hat das Unternehmen an seinem Firmensitz im baden-württembergischen Crailsheim eine Musterfabrik errichtet, die auf die kleinteilige Serienfertigung elektronischer Baugruppen zugeschnitten ist. Sie zeigt, wie mittelständische Produktions- und Wertschöpfungsprozesse digital vernetzt und so in puncto Qualität und Effizienz auf eine andere Ebene gehoben werden können.

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Bild Elabo GmbH

Datenmanagement im Mittelpunkt

Herzstück des Crailsheimer Demonstrators ist die Datenmanagementsoftware Elabo Informationsmanagement (EIM), die vom Unternehmen selbst entwickelt wurde. Sie ermöglicht die Steuerung industrieller Produktions- und Wertschöpfungsprozesse, indem sie an jedem Arbeitsplatz alle prozessrelevanten Daten verfügbar macht. Für Forschung und Entwicklung gilt das ebenso wie für Materialbeschaffung und Lagerhaltung, Fertigung und Qualitätssicherung oder Service und Wartung. Die Software greift dazu auf eine SQL-Datenbank zurück, in der die Prozessdaten eines Unternehmens archiviert sind und extrahiert die benötigten Datensätze. Das können Dokumentationen sein, welche die einzelnen Arbeitsschritte vorgeben, aber auch Montage-, Schalt- und Prüfpläne oder Fehlerstatistiken. Werden Mess- und Prüfparameter in die Datenbank eingepflegt, nimmt die Software automatisch die vorgangsspezifische Parametrisierung der einzelnen Geräte vor.

Im Interesse einer steten Qualitätssicherung ermöglicht die Software zudem Einstellungen, die verhindern, dass Arbeitsschritte ausgelassen oder unvollständig durchgeführt werden. So lässt sich etwa die Durchführung einer Messung blockieren, wenn der Techniker zuvor bestimmte Montageanweisungen nicht befolgt hat. Das wird möglich, da das Tool Fertigungs- und Messvorgänge nicht nur präparieren, sondern auch protokollieren und überprüfen kann. Die Protokollfunktion des Systems ist jedoch nicht nur im Hinblick auf die Prozesskontrolle von Bedeutung. Ebenso wichtig ist sie am Anfang des Wertschöpfungsprozesses, also in der Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Erstens wird die Dokumentation von F&E-Daten erleichtert, indem zum Beispiel Messergebnisse automatisch festgehalten werden. Zweitens können F&E-Abteilungen auf Produktionsdaten und Rücklaufinformationen sowie Fehler- und Reparaturstatistiken zurückgreifen und so Schwachstellen bereits im Entwicklungsstadium vermeiden. Drittens stehen am Ende der Entwicklungsarbeit alle zukünftig relevanten Datensätze in Echtzeit zur Verfügung.

Neue Konstruktionsdaten etwa gehen dann unmittelbar in die Fertigungs- und Qualitätssicherungsprozesse ein, neue Messparameter werden automatisch auf Mess- und Prüfgeräte übertragen. Überholte Datensätze werden nicht gelöscht, sondern langfristig archiviert und dienen der Serviceabteilung als Grundlage zur Reparatur und Wartung älterer Produkte. Die mit der Software vernetzte Prozesskette kann via Internet standortübergreifend realisiert werden. Hinzu kommt, dass über die Anwendung prozessbegleitende Schutz- und Sicherungsmaßnahmen sowie Arbeitsplatzkonfigurationen integriert werden können. Ein Arbeitsplatzsystem lässt sich dann beispielsweise erst in Betrieb nehmen, wenn sich der Techniker am Eingang via ID-Card authentifiziert und seine Arbeitskleidung in der ESD-Schleuse überprüft hat. Zudem können die Höheneinstellung des Arbeitstisches und die Arbeitsplatzbeleuchtung programmiert und so an den jeweiligen Mitarbeiter sowie die Erfordernisse der jeweiligen Arbeitsschritte angepasst werden. Auch Materialschütten und Geräteaufbewahrungen an der Montagelinie lassen sich in das System einbinden.

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Kunststoff in Form bringen

Bild: KEB Automation KG

Bild: KEB Automation KG

Sie begegnen uns in vielen Bereichen: Kunststoffprodukte. Hinter ihnen stehen Maschinen, die zuverlässig sein müssen. Ob es sich um Extrusions- oder Spritzgießtechnik handelt – KEB Automation bietet die passende Automatisierungs- und Antriebstechnik.



Montage- und Prüfstände im Smart Factory-Demonstrator bei Elabo. Bild Elabo GmbH

Wirtschaftlich umgesetzt in kleinen Schritten

Bei allem Potenzial für die eigene Entwicklung warnt der Geschäftsführer vor übertriebenen Erwartungen: „Wir geben uns nicht der Illusion hin, dass unser Smart Industry Konzept auf Anhieb 1:1 in die Praxis umgesetzt werden könnte“. Zumal die meisten Mittelständler weder die finanziellen, noch die personellen Ressourcen hätten, ihre Prozesskette im Schnellverfahren umzustellen. Außerdem müsse berücksichtigt werden, dass fast überall bewährte Arbeitsplatz- und Prüfsysteme im Einsatz seien, die nicht ad hoc ausgetauscht werden könnten. Das Smart Industry-Konzept sieht daher die schrittweise Einführung der Lösung vor. Bestehendes Equipment lässt sich über Schnittstellen in die softwaregesteuerte Produktionslandschaft integrieren. Anwender können mit dem System bei Bedarf erst ein Segment ihrer Prozesskette digitalisieren und die Umstellung dann in anderen Bereichen fortsetzen. „Durch diese Möglichkeit bauen wir dem Mittelstand gleichsam eine goldene Brücke ins Industrie 4.0-Zeitalter“, sagt Hösle. Schon eine segmentweise Umsetzung soll spürbare Effizienzgewinne und Kostenreduktionen erwirken, sodass sich die Umstellung auf vernetzte Prozessketten quasi von selbst finanziere. „Wir bei Elabo etwa konnten mit Hilfe unseres eigenen Systems die Effizienz im Wareneingang deutlich erhöhen und streben allein durch diese Maßnahme eine jährliche Kostensenkung von rund 60.000 Euro an. Das zeigt, was schon kleine Schritte bewirken können.“


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