IIoT-Plattformen

Andrea Gillhuber,

Wie Sie Herr über Ihre Fertigungsdaten werden

Damit die Digitalisierung erfolgreich ist, müssen Menschen und Technologie reibungslos ineinandergreifen. Bei der Auswahl der Technologie gilt es, bestimmte Voraussetzungen zu beachten. So sollte eine IT-Plattform für das industrielle Internet der Dinge (IIoT) offen, herstellerunabhängig sowie modular erweiterbar sein. 

Damit die Digitalisierung erfolgreich ist, müssen Menschen und Technologie reibungslos ineinandergreifen. © Stock – 7postman / Forcam

Was bedeutet Internet of Things (IoT) in wenigen Worten? Das Internet der Dinge bedeutet, dass Softwareprogramme auf Plattformen die Daten zur Verfügung stellen, welche von vernetzten Geräten eingesammelt werden. Klingt abstrakt, hat aber unseren Alltag enorm verändert. Den großen Siegeszug des IoT begründete der Megatrend der platformization: Zur Mutter aller Plattformen – Apple iTunes (heute App Store) – gesellten sich bald viele weitere digitale Fertighäuser. Sie zwangen ganze Wirtschaftszweige in die Knie. Die bekanntesten Plattformen unserer Gegenwart: Facebook, Amazon, Ebay, Google, WhatsApp, SnapChat, Instagram, Flickr, Netflix, Spotify, Twitter, LinkedIn, Xing.

Diese Plattformisierung hat auch das industrielle IoT, das IIoT, voll ergriffen. Auf internationalem Level sind mittlerweile mehr als ein Dutzend Anbieter von IIoT-Plattformen am Start. Das Beratungshaus ISG hat die wichtigsten Anbieter analysiert (https://bit.ly/2CZan0v).

Was aber bringt eine IIoT-Plattform Unternehmen konkret, ob Mittelständler oder multinationaler Konzern? Eine IIoT-Plattform bringt Unternehmen eine Menge, wenn sie bestimmte technologische Anforderungen erfüllt. Die zentralen Vorteile lauten höhere Produktivität, größere Wettbewerbsfähigkeit und mehr Standort- und Arbeitsplatzsicherheit.

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Der größte Vorteil winkt, wenn die IIoT-Plattform nicht das Ökosystem nur eines Herstellers darstellt, sondern einem offenen, von Herstellern unabhängigen Standard entspricht. Idealerweise ist dieser offene Standard wie eine modular erweiterbare Fertighaus-Lösung konzipiert. Dann bringt sie Produktions- verantwortlichen vor allem den Vorteil, dass sie (wieder) zum Bauherren ihrer aktuellen und künftigen IT-Architektur in der Fertigung werden.

1. Schnell anbinden: Mit Echtzeit-Daten der Maschinen die Planung (ERP) füttern

Was Fertigungsleitern am wichtigsten ist: Wie schließe ich meinen heterogenen Maschinenpark an eine neue Plattform an? In den meisten Fabrikhallen sind Maschinen aus unterschiedlichen Jahrgängen und von unterschiedlichen Herstellern die Regel.

Dafür müssen Plattform-Lieferanten Unternehmen einfache Lösungen bieten können. So darf der Anschluss von zum Beispiel drei Pilot-Maschinen nicht viel länger als drei Tage dauern – inklusive Vernetzung mit der Planungsebene (ERP) via Adapter.

Die Leistungsdaten der eigenen Fertigung im Überblick. © Forcam

Im nächsten Schritt geht es darum, Big Data aus den Maschinen in Echtzeit in nutzbare Smart Data zu verwandeln. Dazu sind hochperformante und regelbasierte Datenverarbeitungs-Maschinen notwendig. Schließlich geht es darum, auf allen benötigten Computern im Shop Floor digitale Spiegelbilder zu erzeugen, mit denen Fertigungsleiter und Werker Betriebszustände und den Produktionsfortschritt virtuell analysieren und real optimieren können.

Eine solche Echtzeit-Datenverarbeitung erreichen zum Beispiel Rule-Engines, die auf Basis von Hauptspeicher-basierter IN-MEMORY- und CEP-Technologie arbeiten (Complex Event Processing). Sie fungieren wie eine Brücke zwischen Shop Floor und Top Floor, auf der präzise gemessene Fertigungsdaten in die Unternehmenssteuerung (ERP) wie zum Beispiel mit SAP einfließen. Tanja Knechtskern vom Controlling der Grammer AG berichtete jüngst auf einem Industrie-4.0-Kongress: „Diese Ist-Rückmeldungen an SAP sind eine echte Bereicherung für uns im Controlling.“

2. Sofort loslegen: Mit vorinstallierten Anwendungen, die wichtig sind

Es gibt eine Handvoll Anwendungen, die für Manager digitaler Transformationsprojekte wesentlich sind. Ein Muss in allen Branchen ist heute die lückenlose Rückverfolgung aller Prozesse. „Die Kunden verlangen das von uns“, erzählt Alexander Stappert von BorgWarner Europe. „Wir brauchen eine lückenlose Rückverfolgbarkeit aller Prozesse. Es geht vor allem darum, Haftungsrisiken zu minimieren. Denn als Zulieferer liegt in Schadensfällen die Beweislast bei uns.“

In einem Fabrik-Projekt von BorgWarner Europe in Polen, das Alexander Stappert verantwortete, war die Rückverfolgbarkeit aller Teile und Prozesse oberstes Ziel der digitalen Steuerung. Ergebnis: Die Datensätze aus sieben Monaten – in Summe mehrere Millionen – werden heute in zwei Sekunden ausgewertet angezeigt. Angenehmer „Nebeneffekt“ einer lückenlosen Rückverfolgbarkeit: BorgWarner konnte die Produktivität in verschiedenen Fabriken zwischen fünf und 15 Prozent erhöhen.

Unternehmen dürfen daher von einer modernen IIoT-Plattform erwarten, dass die wichtigsten Applikationen für die Fertigung vorinstalliert und vorkonfiguriert sind. Dazu zählen: Leistungsanalysen zur Gesamtanlageneffektivität (OEE), Visualisierungen und Alarmierungen, Feinplanung & Steuerung von Aufträgen und Kapazitäten, Energiedaten-Management, Rückverfolgung (Track&Trace), Produktionsdaten-Management (Dokumente).

3. Zukunftsfähig bleiben: Mit offenen Schnittstellen Drittlösungen integrieren

Das BDE-Terminal. © Forcam

Smart sein heißt offen sein: Das jüngste Kriterium für eine moderne IIoT-Plattform stammt von einer „Freiheitsbewegung“ in den USA – der OPEN API Initiative (http://www.openapis.org). Sie hat sich zum Ziel gesetzt, durch offene Anwender-Programmier-Schnittstellen (API – Application Programming Interface) den freien Datenaustausch zwischen Applikationen und Anwendungen unterschiedlicher Hersteller zu fördern.

Eine weitere Bewegung, die Force Bridge Community, verfolgt das Ziel, einen offenen Industriestandard für Smart Manufacturing zu entwickeln (http://edu.forcebridge.io/). In dieser Fachgemeinschaft haben sich führende Industrieunternehmen, Softwarepioniere und Hochschulen zusammengefunden. Das Ergebnis ist die erste offene Schnittstelle für intelligente Fertigung – die Force Bridge API, heute in der 2. Version (https://docs.forcebridge.io/api/).

Diese Schnittstelle bringt Unternehmen die große Freiheit: Programmierer können auf Wunsch sowohl bestehende IT-Systeme als auch Drittsysteme wie Anwendungen für Werkzeugdatenmanagement, Qualitätssicherung oder Vorhersagende Wartung – Predictive Maintenance – nahtlos integrieren.


Ein Beispiel für den Vorteil Herstellerunabhängigkeit: Das Familienunternehmen Kostal, einer der Top-100-Automobilzulieferer weltweit, kombiniert zum Beispiel SAP-Anwendungen mit der Plattform von Forcam. „So können wir gezielt Schwachstellen der Standardsysteme überwinden und diese gezielt ergänzen“, so Kostal-IT-Manager Patrick Saslona. Diese große Freiheit bieten MES-Systeme zur Betriebsdatenerfassung (Manufacturing Execution System) nicht, weil sie abgeschlossene IT-Silos darstellen, auch wenn sie oft wie eine offene Plattform vermarket werden.

„Get digital or die“

Digitalisierung ist kein Selbstzweck. Sie soll konkrete Ergebnisse bringen: Arbeitsabläufe sowie Aufgaben erleichtern, die Produktivität im Sinne von Standort- und Arbeitsplatzsicherung steigern. Die Vorteile für Werker wie Manager beschreibt Raynald Richard von der Schweizer MPS Micro Precision Systems AG in Biel, ein führender Hersteller für Präzisionsteile in Medizintechnik, Uhren, Automation, Luftfahrt und Optik. Raynald Richard spricht von einem „Blindflug“ vor der Einführung digitaler Fertigung. Heute, nach Umstellung auf digitale Steuerung, wird bei MPS der Produktionsstatus von 700 Produkten visuell dargestellt. Top und Shop Floor sind nahtlos miteinander verzahnt, es gibt größte Kostentransparenz durch Echtzeitdaten, die Effizienz wird kontinuierlich verbessert.

Fazit: Die erfolgreiche, die Produktivität steigernde Digitalisierung der Fertigung ist kein Hexenwerk, sondern hängt ab von Hightech-Lösungen für die Maschinen sowie von gleichzeitigen modernen Change-Prozessen für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Technologischer und kultureller Wandel müssen zusammengehen. Für den technologischen Teil der Transformation gilt: Fertigungsleiter sollten sich die leistungsfähigste und herstellerunabhängigste IT-Plattform entscheiden.

Wer seine Zukunft sichern will, kann sich der Digitalisierung jedenfalls nicht mehr entziehen. Der ehemalige CEO von General Electric Jeff Immelt hat es so auf den Punkt gebracht: „Wenn Sie gestern Abend als Industrieunternehmen ins Bett gegangen sind, werden Sie heute als Software- und Analytik-Unternehmen aufwachen.“ Oder einfach: Get digital or die.

Franz Gruber, Gründungsgeschäftsführer von Forcam / ag

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