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Einführung von Industrial IoT-Umgebungen

Dreisprung zu optimierten Produktionsprozessen

Wollen Fertigungsunternehmen die Vorteile einer vernetzten Produktion erschließen, kommen sie an der Einführung eines firmenweiten IIoT-Netzwerks kaum vorbei. Der Weg bis zum Betrieb einer solchen zentralen Steuerungsinstanz lässt sich in drei Schritte gliedern.

(Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com)

(Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com)

Der Produktionsprozess umfasst weit mehr als die Fertigung an einer Linie. Soll dieser auf dem Weg zur digitalisierten Fertigung optimiert werden, braucht es eine übergreifende Betrachtung, die neben Produktionsleitsystemen auch die ERP-Umgebung einschließt. So lassen sich für die Produktion benötigte Ressourcen überblicken und anhand von Kennzahlen orchestrieren, wenn es beispielsweise um das Nachbestellen der Materialien, die Lagerhaltung oder das Ersatzteilmanagement geht. Um diesen Überblick zu erhalten, setzen Industrieunternehmen auf IIoT-Netzwerke, in denen alle Datenströme aus den Applikationen und vernetzten Maschinen zusammenlaufen. Doch bevor ein solche Plattform in Betrieb genommen und genutzt werden kann, müssen die Rahmenbedingungen geschaffen werden.

Technologische Voraussetzungen schaffen

Zunächst gilt es sicherzustellen, dass die am Produktionsprozess beteiligten Maschinen und das MES in der Lage sind, relevante Daten zu erzeugen und in das Netzwerk einzuspeisen. Da die Anschaffung komplett neuer Anlagen in den meisten Fällen zu teuer ist, setzen Unternehmen in der Regel auf Retrofitting, also das Nachrüsten bestehender Produktionsanlagen. Mithilfe von Sensoren und Edge Devices werden so laufend Daten erhoben, die bestehende Prozesse digital abbilden. Wichtig ist hier vor allem, dass die Geräte anhand kompatibler Protokolle mit der IIoT-Umgebung kommunizieren können. Nur wenn alle involvierten physischen und virtuellen Maschinen die gleiche Sprache sprechen, entsteht ein realistisches Gesamtbild der Fertigungsabläufe. Zudem kommt es bei einer Nachrüstung immer auf das nötige Augenmaß an. Das bedeutet auch, zwischen wichtigen und unwichtigen Informationen unterscheiden zu können. Nicht alle Datenpunkte, die erhoben werden können, sind für IIoT-Lösungen relevant – manche kosten ab einem gewissen Punkt sogar mehr als sie nützen.

Durch Vernetzung der realen und virtuellen Maschinen und IT-Systeme können Datenströme aus unterschiedlichen Applikationen und Maschinen zentral auf einer Plattform zusammenlaufen und ein lückenloses digitales Bild aller Prozesse liefern. (Bild: ©Nataliya Hora/stock.adobe.com)

Durch Vernetzung der realen und virtuellen Maschinen und IT-Systeme können Datenströme aus unterschiedlichen Applikationen und Maschinen zentral auf einer Plattform zusammenlaufen und ein lückenloses digitales Bild aller Prozesse liefern. (Bild: ©Nataliya Hora/stock.adobe.com)

Gemeinsame Datenbasis entwickeln

Sind alle Produktionsanlagen horizontal entlang der Fertigungslinie vernetzt, folgt der zweite Schritt: die vertikale Integration mit den IT-Systemen anderer Unternehmensbereiche. Fließen die Datenströme aus ERP-System, MES und IIoT- spezifischen Anwendungen zusammen, ergibt sich ein transparentes Bild der Supply-Chain-Prozesse vom Büro bis Produktion, also von Einkauf und Beschaffung über die Fertigung bis hin zur Auslieferung und After-Sales-Services. Diese Verzahnung der Abläufe kann ineffiziente Verfahren offenlegen und ermöglicht eine KPI-gesteuerte Produktionsoptimierung. Kennzahlen geben Aufschluss über Ausschussquote, Produktqualität und die Gesamteffizienz der Anlage (OEE). Anhand der an der Linie erhobenen Daten lässt sich feststellen, welche Faktoren und Variablen wie Druck, Temperatur und Materialqualität zu welchem Ergebnis geführt haben. Diese Zusammenführung von Informationen auf einer IIoT-Plattform ist Ausgangspunkt für eine zentrale Verwaltung und Steuerung aller an der Produktion beteiligten ERP- und MES-Prozesse.

Optimierung mit cloudbasierten IIoT-Services

Weiteres Potenzial einer IIoT-gestützten Fertigung können Firmen durch unterschiedliche cloudbasierte Services erschließen. Dafür stehen auf dem Markt konfigurierbare Anwendungen zur Verfügung, die bereits eine Reihe von Tools, etwa für Analytics, mitbringen. Die Ergebnisse dieser Analysen können zeigen, wo die Stellschrauben zur Prozessoptimierung zu finden sind. Tauchen beispielsweise nachweislich redundante, monotone und zeitraubende Tätigkeiten auf, eignen sich diese unter Umständen für eine Automatisierung mit Robotic Process Automation (RPA). In Summe haben Anwenderunternehmen somit alle Werkzeuge in der Hand, um ihre Produktion der Vision einer Industrie 4.0 immer weiter anzunähern.


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