Eine aktuelle Umfrage des VDMA ergab: 40 Prozent der Unternehmen agieren ohne digitale Agenda – stehen also noch ganz am Anfang ihrer digitalen Transformation. Es lohnt der Blick auf die zentralen Fragen: Welchen Nutzen können Unternehmen und ihre Angestellten aus Industrie 4.0 und Digitalisierung schöpfen? Und welchen Vorteil bieten Integrationsplattformen auf Produktionsebene?
Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com
Seit mehr als zehn Jahren prägen Schlagwörter wie Industrie 4.0, Digitalisierung und Digitale Fabrik die öffentlichen Diskussionen in der produzierenden Industrie. Und auch in der Praxis bringen viele Unternehmen aktuell Digitalprojekte voran. Die Gründe dafür sind in der individuellen Situation des Unternehmens begründet, werden aber von einigen Herausforderungen flankiert, denen sich so gut wie alle Produzenten am Markt verstärkt stellen müssen. Dazu zählen sich stetig ändernde und steigende Kundenanforderungen wie die Dokumentation des Herstellungsprozesses bis hin zur Fertigung von Losgröße 1 sowie der zunehmende globale Wettbewerbsdruck, um nur einige Beispiele zu nennen. Nach Angaben des Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) sehen „91 Prozent der Unternehmen Industrie 4.0 als Voraussetzung für den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie“.
Die Themen Industrie 4.0 und Digitale Fabrik ermöglichen den produziernden Unternehmen solche Herausforderungen zu bewältigen und wettbewerbsfähig zu bleiben. Dazu müssen Unternehmen eine Strategie entwickeln – branchen- und größenunabhängig – um mit dem digitalen Wandel Schritt zu halten, indem sie die Chancen und Optimierungspotenziale einer digitalisierten Fertigung für sich nutzen. Anfangs hilft ein auf die Route der Digitalisierung festgelegter Stufenplan, der an den Unternehmenszielen und individuellen Strukturen ausgerichtet ist. Dabei müssen der Ist-Zustand der Fertigung festgestellt und ein künftiges Zielbild entwickelt werden. Welche Anforderungen muss dabei die Fertigungs-IT erfüllen und was ist überhaupt möglich? Dazu ist es wichtig, mit den Mitarbeitern zu sprechen und herauszufinden, auf welches vorhandene Wissen zurückgegriffen werden kann. Dabei sind vor der Umstellung auf digitalisierte Prozesse in der Fabrik immer wieder eine Reihe von Herausforderungen zu beobachten, die es vor dem eigentlichen Rollout zu bewältigen gilt.
Die Grundlage einer digitalen Fabrik sind definierte Fertigungsprozesse und ihre Stammdaten. Sie legen den Blick frei auf das Geschehen in der Fertigung und zeigen die Abhängigkeiten unterschiedlicher Prozessschritte auf. Um diese Transparenz zu schaffen, ist der erste Schritt die konsequente digitale Erfassung aller Daten. Dazu zählen Maschinendaten, Betriebsdaten, Prozessdaten und andere Informationen. Diese gilt es den jeweiligen Mitarbeitern zu visualisieren. Bereits auf dieser Grundlage lassen sich eine Reihe von Verbesserungen herbeiführen.
Erschließbares Potenzial: Werden Maschinendaten automatisch erfasst, können Maschinenstillstandszeiten nach entsprechenden Störgründen analysiert werden, um Stillstände und Störungen zu reduzieren und die Ressourcenauslastung zu steigern. Dafür lassen sich mit Griff zu aktueller Technik auch alte Maschinen digitalisieren, ohne in die Steuerung eingreifen zu müssen oder gar die Fertigung stillzulegen. Anhand digital erfasster Betriebsdaten sehen die Mitarbeiter der Fertigungsleitebene in Echtzeit, welcher Auftrag an welchem Arbeitsplatz gefertigt wird, wie viele Teile bereits produziert wurden und ob es im Fertigungsprozess Unterbrechungen gab oder gibt. Sind diese Datenflüsse einmal errichtet, ist Transparenz leicht herzustellen und es ist möglich, Kennzahlensysteme aufzubauen.
Viele Unternehmen stehen bei ihrer Digitalisierung nicht ganz am Anfang. Vielleicht haben sie in der Vergangenheit bereits Systeme in der Fertigung integriert, häufig auch eigenentwickelte Anwendungen. Diesen Anwendungen fehlt es oft an Schnittstellen und generell an Vernetzungsmöglichkeiten mit der restlichen Systemlandschaft. Solche Insellösungen haben also oft eine eigene Datenbasis und tauschen notwendige Daten nicht mit anderen Anwendungen aus. Für durchgehend digitalisierte Prozesse in der Fabrik ist es meist zuvor erforderlich, eine einheitliche Datenbasis zu schaffen, auf die alle Anwendungen zugreifen. Ein ‚Single Point of Truth‘ kann sicherstellen, dass sowohl die Systeme als auch die Mitarbeiter die richtigen und aktuellen Daten und Informationen nutzen. Außerdem ermöglicht die zentrale Datenhaltung, Abhängigkeiten im Fertigungsprozess zu erkennen und daraus oft Optimierungsmaßnahmen abzuleiten.
Auf dem E-Commerce-Markt werden immer mehr maßgeschneiderte Lösungen für Endkunden angeboten. Deshalb sind Produktkonfiguratoren zu einem wichtigen Instrument für Onlinehändler geworden. So haben die E-Commerce-Experten von netz98 für den Spezialisten Maschinenbau Feld einen 3D-Produktkonfigurator entwickelt, der dessen Stahlprodukte greifbar visualisiert und zu mehr Conversions führt.‣ weiterlesen
Erschließbares Potenzial: Aus erfassten Maschinendaten kann Analyse-Software günstige Zeitpunkte für Maschinenwartungen errechnen. Die so planbaren Ausfallzeiten von Maschinen lassen sich dann in der Auftragsplanung berücksichtigen, um die Ressourcenauslastung zu erhöhen.
Geschäftsmodell einer Integrationsplattform (Bild: MPDV Mikrolab GmbH)
Produzierende Unternehmen unterhalten für ihre unterschiedlichen Fertigungsverfahren meist einen heterogenen Maschinenpark. Jeder Bereich stellt zudem individuelle Anforderungen an die unterstützende Software. So benötigt der Kunststoffspritzgießprozess andere Maschinen und Software als die Metallumformung oder Montage. Wenn übergreifend für alle Bereiche das System eingesetzt wird, das am ehesten passt, wird bewusst ein Kompromiss in Kauf genommen. Sollte dieser Kompromiss eines Tages nicht mehr tragfähig sein, ist ein Wechsel dieses Systems für den Betreiber oft mit hohem Aufwand und hohen Kosten verbunden. Um dieses Risiko auszuschalten, können Firmen direkt bei der anfänglichen Wahl einer Software auf deren Flexibilität achten – die Plattform der Wahl sollte auch mit wechselhaften Anforderungen zurechtkommen.
In der Praxis sind Fertigungen sowohl systemseitig als auch maschinell sehr heterogen und spezifisch. Die Digitalisierungsstrategie einer Firma orientiert sich an den individuellen Unternehmenszielen und Strukturen. Die Grundlage einer digital abgebildeten Fabrik bleiben dagegen gleich: Digital erfasste Echtzeitdaten in einer einheitlichen Datenbasis über die Fertigungsprozesse hinweg. So lassen sich Mitarbeiter bedarfsgerecht bei ihrer Arbeit unterstützen und dem Management fundierte Grundlagen für Entscheidungen ausgeben. In der Auswahl der Anwendungen sollten Fertigungsunternehmen darauf achten, dass sie flexibel bleiben und eine zum Unternehmen passende Lösung wählen. Damit lassen sich Kompromisse und Abhängigkeiten von IT-Unternehmen reduzieren.
Einen Lösungsansatz für diese Herausforderungen bietet der MES-Anbieter MPDV mit seiner Integrationsplattform Manufacturing Integration Platform (MIP). Im Sinn einer zentralen Daten- und Informationsdrehscheibe in der Fertigung ermöglicht das System eine einheitliche Datenbasis (Unified Namespace) für Maschinen, Anlagen und Anwendungsprogramme. Bestehende Systeme lassen sich erhalten, über die Integrationsplattform zusammengeführen und mit neuen Lösungen ergänzen. Die Plattform ist darauf ausgerichtet, erfasste Echtzeitdaten zu kontexualisieren, um darauf nutzenstiftende Informationen zu aggregieren.
Erschließbares Potenzial: Wird die erfasste Hallentemperatur in den Kontext der Qualitätsergebnisse etwa eines Spritzgießprozesses gesetzt, kann der Wert zur Information werden und als Grundlage für nachgelagerte Entscheidungen dienen. Generell gilt, dass es solche Plattformen den Fabrikbetreiber vergleichsweise leicht machen, präzise kuratierte Informationen aus den Fertigungsprozessen für Mitarbeiter zu visualisieren. Zudem lassen sich Abweichungen von Prozessen dokumentieren und auf diesen Daten Alarme aufsetzen.
MPDV Mikrolab hat seine Integrationsplattform als Ökosystem ausgerichtet, das sich aus Anbietern unterschiedlicher Lösungen zusammensetzt. Dabei soll die MIP den offenen Ansatz verfolgen, die jedem Marktteilnehmer die Teilnahme erlaubt. Für Anwender bedeutet das vielfältige Optionen bei der Auswahl stets interoperabler Anwendungen. So lässt sich eine IT-Infrastruktur mit den Lösungen verschiedener Hersteller zusammenstellen und auf einer Datenbasis betreiben, ohne im Einzelnen in Abhängigkeit von ihnen zu geraten. Ändern sich die Anforderungen an die eingesetzten Systeme, können Fabrikbetreiber mit Erweiterungen ihrer Anwendungslandschaft oder dem Austausch von Systemen reagieren. Diese Flexibilität bietet Unternehmen einen dynamischen Start mit der Digitalisierung, ohne sich früh zukünftige Wege zu verbauen.
Der Automatisierer Siemens hat eine Infrastruktur für private industrielle 5G-Netze vorgestellt. Das Paket mit Fokus auf Automatisierungsanwendungen besteht aus einem 5G-Core und einem Funkzugangsnetz, das die Central Unit, die Distributed Unit und die Radio Units beinhaltet. Die 5G-Scalance-Router von Siemens sind mit dem Paket kompatibel.‣ weiterlesen
1988 gründen Andreas Melkus, Theodor Kusejko und Marianne Kusejko Sigmatek und bringen eine Steuerung für den Maschinenbau und die Robotik auf den Markt. 35 Jahre später umfasst das Produktspektrum neben Steuerung und I/Os auch Visualisierung, Antriebstechnik und Safety.‣ weiterlesen
Ein neues Software-Framework soll Unternehmen die Abnahme bzw. Auditierung von KI- Anwendungen erleichtern. Das Framework erarbeiten das Fraunhofer IPA und das Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF der Universität Stuttgart gemeinsam im Forschungsprojekt ’AIQualify’ der Forschungsgemeinschaft Qualität.‣ weiterlesen
Mit Gavin Moore hat der Cloud- und Daten-Spezialist NetApp einen neuen Vice President sowie CTO für die Regionen EMEA und LATAM. Er berichtet an Giovanna Sangiorgi.‣ weiterlesen
Gestiegene Preise belasten die deutsche Industrie weiterhin. Und auch beim Thema Fachkräfte ist keine Entspannung in Sicht. Hier kommt die autonome Instandhaltung ins Spiel. Was es mit diesem Konzept auf sich hat und wie Industrieunternehmen es für sich nutzen können, erklärt der Anbieter der Connected-Worker-Plattform Augmentir. ‣ weiterlesen
AM-Experten aus dem Maschinenbau verstärken Fachbeirat der Rapid.Tech 3D. Die Veranstaltung findet 2024 zum 20. Mal statt.‣ weiterlesen
KI-Use Cases in der Smart Factory setzen meist individuelle Projektierungen voraus. Jetzt hat MES-Hersteller MPDV die AI Suite vorgestellt. Darin sind acht KI-Standardanwendungen für die Fertigungs-IT Hydra und Fedra enthalten, mit denen sich etwa Ausschuss reduzieren, Rüstzeiten optimieren oder die Produktqualität prognostizieren lassen.‣ weiterlesen
Zum zweiten Mal in Folge wurde die Marke von weltweit 500.000 neu installierten Industrie-Robotern übertroffen. Für das laufende Jahr prognostiziert die International Federation of Robotics ein erneutes Plus von 590.000 Einheiten.‣ weiterlesen
Im Rahmen einer Partnerschaft zwischen TeamViewer und Ivanti wird die Ivanti-Software Neurons for Mobile Device Management (MDM) in TeamViewers Angebot für Remote Monitoring and Management integriert.‣ weiterlesen
Mittelständische Unternehmen investieren selbst in schwierigen Zeiten in Microsoft-Technologien, weil sie überzeugt sind, dass ihre Mitarbeiterproduktivität steigt und sich ihre Kostenstruktur bessert. Microsoft hat mit dem Microsoft-Partner-Network ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. Für unsere Leser gibt die Microsoft-Partnerübersicht in Ausgabe Juli/August der IT&Production Tipps für die Suche nach einer geeigneten Branchen- oder Speziallösung im Bereich des produzierenden Gewerbes.
Auf der Suche nach Innovation, nach neuen Lösungen und der Abgrenzung zum Mitbewerb vernetzen sich zunehmend mehr Unternehmen mit externen Experten und Partnern. SAP hat mit dem SAP-Ecosystem ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. In der Maiausgabe der Fachzeitschrift IT&Production erhalten unsere Leser einen aktuellen Überblick zum SAP-Ecosystem im Bereich des produzierenden Gewerbes.
Das Internet of Things verändert Produktwelten und die Vernetzung in der Fertigung gleichermaßen. Entstehende Ökosysteme laden zur einer neuen Form der Zusammenarbeit ein. Die Spezialausgabe IoT Wissen Kompakt informiert über die Technologie, Projektierung und Anbieter für die eigene Applikation, in- und außerhalb der Fabrik.
Um alle Potenziale eines MES umfassend ausnutzen zu können, beleuchten unsere Autoren in der Serie von MES Wissen Kompakt die erfolgskritischen Faktoren, um Fertigungsunternehmen präventiv zu steuern. Darüber hinaus präsentiert MES Wissen Kompakt ein breites Spektrum an Firmenportraits, Produkt- neuheiten und Dienst- leistungen im MES-Umfeld.
Ein Unternehmen, das sich mit der Auswahl eines ERP- Systems befasst, muss sich gleichsam mit einem viel- schichtigen Software-Markt und unklaren Interessen- lagen an interne Abwick- lungsprozesse auseinander- setzen. Guter Rat bei der Investitionsentscheidung ist teuer. ERP/CRM Wissen Kompakt unterstützt Sie bei der gezielten Investition in die IT-Infrastruktur.
Immer mehr Anbieter von Maschinen, Automatisierungstechnik und Industriesoftware integrieren künstliche Intelligenz in ihre Produkte. Das ganze Potenzial spielen selbstlernende Systeme aber erst aus, wenn sie passgenau auf ihren Einsatz in Fertigung und Büro zugeschnitten wurden. Über beide Möglichkeiten, als Fertiger die Vorzüge von industrieller KI zu nutzen, geht es im regelmäßig aktualisierten Themenheft Künstliche Intelligenz.
