IIoT-Plattform

Salto digitale

In Sachen Industrie 4.0 benötigen fertigende Unternehmen Mut und Entschlossenheit, einfach zu starten, weiß Gründungs-Geschäftsführer des Smart-Factory-Spezialisten Forcam. Franz Gruber umreißt für die SCOPE, wie viel Industrie 4.0 schon in der deutschen Industrie steckt, und erläutert vier Schritte, die zu einer erfolgreichen digitale Transformation führen können.

Digitale Fabrik

In der deutschen Industrie ist mehr Wissen über Digitalisierung und smarte Produktion vorhanden, als wir glauben. Was uns fehlt, ist die Entschlossenheit, dieses Wissen schnell und systematisch in der Breite zu tragen. Viel zu oft lassen wir uns noch von bremsenden Denkmustern leiten. Beispiel: „Deutschland hinkt im internationalen Wettlauf um die digitale Revolution Industrie 4.0 hinterher.“ So das Fazit einer Expertenkommission der Bundesregierung.

Das Urteil mag in der Masse stimmen. Richtig ist aber auch, dass deutsche Unternehmen, allen voran Automobilhersteller, schon vor mehr als 15 Jahren zu den Pionieren der smarten Produktion gehörten. Auch im Maschinenbau und weiteren produzierenden Branchen finden sich heute viel Wissen zur digitalen Fertigung – Kuka, Mann+Hummel, Schaeffler, um nur wenige zu nennen.

Weiteres Denkmuster: „Digitalisierung bringt mir nichts.“ Eine ungeheure Fehleinschätzung. Während unsere Kinder schon längst ihre Spielzeugloks und Rennautos mit Smartphones steuern, glaubt mancher Geschäftsführer noch, die digitale Fabriksteuerung sei eine Modeerscheinung.

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Ob „Industrie 4.0“ oder „Industrial Internet of Things“ (IIoT): Die Digitalisierung ist für Unternehmen eine zwingende Marktvoraussetzung geworden. Es geht um harte Fakten: höhere Produktivität, höherer Return on Investment, mehr Wettbewerbsfähigkeit. Wer nicht digitalisiert, wird bald einen Großteil seiner Kunden verlieren, prognostiziert Ex-Cisco-Chef John T. Chambers. Daher sollten Unternehmen jetzt einen Salto digitale wagen, um international weiter mitzuhalten.

Es winken mehr als attraktive Erfolge – Beispiele: 20 bis 30 Prozent Effizienzsteigerungen (Audi, BorgWarner, Mahle, MSR Technologies); ein schneller Return on Investment (beim US-Mittelständler Richards Industries nach knapp sieben Monaten); Fertigungstermine, die plötzlich nach vier Stunden auf allen Endgeräten sichtbar sind statt nach vier Tagen (Küchengeräte-Hersteller Fissler); das Einsparen von einem ganzen Arbeitstag pro Woche (britischer Bergbaumaschinenspezialist Weir Minerals).

Diese vier Schritte empfehlen Manager, die erfolgreich eine digitale Transformation verantwortet haben: Akzeptanz, Anschluss, Anfangen, Ausrollen.

Für Schritt 1, die Akzeptanz, ist ein moderner Change-Prozess entscheidend. Ein Technologietransfer bedeutet einen fundamentalen Wandel für das ganze Unternehmen. Somit muss die digitale Transformation Chefsache sein und mit einem Change-Prozess verbunden sein.

Heinz Adams von Mann+Hummel verglich es mit einer Erlebnisreise. „Sie treffen am Anfang sehr häufig auf zwei Aussagen: ,Wir haben dafür keine Kapazitäten‘ und ,Die Daten kann ich gar nicht analysieren‘.“ Es gilt, mit guten Argumenten dagegenzuhalten und die Menschen zu überzeugen, dass die neue Technologie für den Standort zum Einsatz kommt, nicht gegen ihn. „Sie müssen die Mitarbeiter laufend informieren und schulen. Sie verstehen dann sehr schnell, dass das Arbeiten leichter und besser wird.“

Ist ein moderner Change-Prozess organisiert, gilt es, die passende Technologie am Markt auszuwählen (Schritt 2). Diese muss vor allem in der Produktionslogistik „aufräumen“ können, was in den Fabrikhallen über Jahre gewachsen ist. Denn Realität in den meisten Unternehmen sind heterogene Maschinenparks – also Anlagen von unterschiedlichen Herstellern aus unterschiedlichen Jahrgängen. Maschinen-Durchschnittsalter von 30 Jahren und mehr sind keine Seltenheit.

Die Anforderung Nr. 1 an eine Industrie-4.0-Lösung lautet, heterogene Steuerungen flexibel auf einer Plattform zusammenzubringen – ebenso wie weitere Systeme der Unternehmensplanung (ERP/SAP). Anforderung Nr. 2: Die Technologie 4.0 stellt alle erfassten Daten in Echtzeit auf allen browserfähigen Endgeräten nutzerfreundlich dar. Das alles gelingt mit einer cloudfähigen Architektur mit 100 Prozent webbasierten Daten sowie mit In-Memory-Technologie, welche alle Daten im Hauptspeicher hält und verarbeitet, um zeitkritische Datenbankabfragen zu vermeiden. Anforderung Nr. 3 ist die Offenheit der Lösung für Drittsysteme. Dafür muss sie mit offenen Programmier-Schnittstellen arbeiten (Open Application Programming Interface, kurz: Open API).

Diese Anforderungen erfüllen viele herkömmlichen MES-Systeme nicht mehr. Eine moderne IIoT-Plattform wie Forcam Force Bridge unterscheidet sich von einem MES darin, dass eine IIoT-Plattform Drittsystemen alle in der Produktion erfassten Daten uneingeschränkt und in nahezu beliebiger Weise über generische Schnittstellen zur Verfügung stellt. Mit dieser IIoT-Plattform werden Maschinendaten, Prozessdaten und Betriebsdaten von weltweit mehr als 100.000 Produktionsanlagen erfasst.

Jeder Start benötigt einen „Piloten“

IT 4.0 bietet Echtzeit-Informationen für jede Maschine am Computer und visualisiert diese nutzerfreundlich – wie hier in einem frei konfigurierbaren Fabrikhallen-Layout.

Die digitale Transformation sollte mit einem Pilotenprojekt starten (Schritt 3), also mit einem ausgewählten Teilbereich mit störanfälligen Maschinen. So kann die Hauptproduktion weiterlaufen, während der Problembereich als erster optimiert wird. Alle Prozesse werden in Ruhe eingeübt, der Pilot wird so zur Blaupause für den späteren Rollout und die werksübergreifende nachhaltige Verbesserung.

Bei Mann+Hummel wurden zunächst 60 Primär-Anlagen in der Teilefertigung an die neue digitale IT angeschlossen. Jede optimierte Maschine erhielt einen neuen hellen Anstrich – als Signal für alle, dass die Transformation vorangeht. Zusätzlich gab es einen Phasenplan: Installation der neuen Technologie, Briefing der Mitarbeiter, Maßnahmen umsetzen und letztendlich die Einführung eines täglichen Konferenz-Rhythmus

Etwa zehn Prozent Produktivitätssteigerung werden während der Pilotphase in drei Monaten erreicht. Solche Erfolge sollten beim Rollout aktiv und ausführlich an den weiteren Standorten kommuniziert werden (Schritt 4). Das erhöht die Akzeptanz für den digitalen Transfer weiter. Dann sind weitere 20 bis 30 Prozent Produktivitätssteigerung drin.

In den Fabrikhallen hält dann auch analog eine neue Regelkommunikation Einzug: tägliche Arbeitsplatzbesprechung mit 24-Stunden-Analyse anhand von Computeranalysen, denn es hilft ungemein, Störungen abzustellen, wenn man sich täglich trifft.

Einmal pro Woche kann es an jeweils einer Anlage ein TPM-Audit geben (Total Productivity Management). Das gewährleistet, dass der optimierte Zustand dauerhaft gehalten wird. Auch sind „TPM-Inseln“ ratsam, besondere Bereiche in der Produktion, in denen sich die Mitarbeiter alle notwendigen Tools zur Verfügung haben und sich austauschen können. Wenn schließlich alle beteiligten Unternehmensbereiche alle erforderlichen Betriebs- und Prozessdaten auf einer Plattform in Echtzeit finden und neue Technologien jederzeit integriert werden können, dann ist die Industrie-4.0-Fertigung Wirklichkeit geworden. Franz Gruber / cs

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