Industrie 4.0: Die neuen Regeln der Daten-Ära

INTERNET DER DINGE

Industrie 4.0: Die neuen Regeln der Daten-Ära

Das Internet der Dinge: Was Ende der Neunziger Jahre als Vision eines allgegenwärtigen Computereinsatzes begann, ist auch knapp 20 Jahre später noch eines der beherrschenden Themen unserer Gesellschaft. Intelligenz, Vernetzung und Produktion sind dabei wichtige Schlüsselfaktoren.

Industrie 4.0
Alles ist vernetzt im Internet der Dinge. (Bild: Schneider electric)

Wie kaum ein anderes Schlagwort steht die digitale Transformation mit ihrem Fokus auf intelligentem Datenmanagement für Umsatzerlöse in Milliardenhöhe, Innovation und Ressourcenschonung.

Das Prinzip: Mittels intelligenter Sensorik kommunizieren im Internet der Dinge sogenannte Smart Objects untereinander und erfassen laufend Daten, dank derer wir unser Leben besser planen und Prozesse optimieren können. 50 Milliarden vernetzte Geräte – Dinge – sollen schon in fünf Jahren Zeit, Geld und unsere natürlichen Ressourcen schonen.

Vor allem in der Industrie ist der digitale Optimismus groß. Die Bundesregierung spricht von einer vierten industriellen Revolution – und erhofft sich bis 2020 durch den intelligenten Informationsaustausch in der Industrie 4.0 ein zusätzliches volkswirtschaftliches Wachstum in Höhe von 153 Milliarden Euro.

Das Öl des 21. Jahrhunderts

„Daten sind das Öl des 21. Jahrhunderts, und Datenanalyse der Verbrennungsmotor“ wird Peter Sondergaard, Executive Vice President of Research beim Marktforschungsunternehmen Gartner zitiert. Während Sondergaards‘ Metapher auf den ersten Blick alles andere als nachhaltig klingt, ist das Thema Internet der Dinge in punkto Ressourcenschonung von höchster Bedeutung. Experten sprechen von einer neuen Welle der digitalen Transformation, die uns hilft, brandaktuelle Herausforderungen  wie ein effizientes und nachhaltiges Energiemanagement global zu meistern. Damit wird die Datenanalyse zum wahrscheinlich grünsten Verbrennungsmotor, den die Welt je gesehen hat – und das gleich auf mehreren Ebenen.

Flexible Arbeitsumgebungen fordern neue Lösungen

In modernen Arbeitsumgebungen ist das Internet der Dinge heute nicht mehr wegzudenken. Schließlich verliert in Zeiten der Globalisierung die Standortbindung immer stärker an Relevanz. Wir arbeiten mobiler denn je, haben oft mehrere Endgeräte gleichzeitig im Einsatz. Menschen finden sich in virtuellen Teams zusammen, um via modernster Kommunikations- und Kollaborationslösungen gemeinsam Lösungsansätze zu erarbeiten. Der durch gezielte Vernetzung und Automatisierung geschaffene flexible Gestaltungsfreiraum der eigenen Produktivität steigert dabei nicht nur die Effizienz und Motivation der Mitarbeiter, sondern macht auch den Ressourceneinsatz besser planbar.

Kein Wunder, dass Unternehmen den Ausbau von IoT-Lösungen (Internet of Things) im Rahmen ihrer Mobilitätsstrategie stetig vorantreiben. In einer aktuellen Studie im Auftrag von Schneider Electric gaben zwei Drittel aller befragten Unternehmen an, in den kommenden Jahren in diesen Bereich konkret investieren zu wollen.

Das Ziel ist dabei nicht nur eine verbesserte Analyse des Kundenverhaltens und damit eine Optimierung der Serviceleistung, sondern vor allem eine nachhaltig optimierte Wertschöpfungskette. Auch Länder und Kommunen sind durch eine sukzessive Versmartung ihrer Infrastruktur mittlerweile in der Lage, aufbauend auf existierenden Technologien neue Geschäftsmodelle zu entwickeln, ohne das Rad dabei vollkommen neu erfinden zu müssen.

IoT für mehr Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz

Was die meisten Geschäftsmodelle eint, ist ihr Fokus auf Energieeffizienz und Nachhaltigkeit durch die Aggregation von Daten. Nach Angaben des Bundesumweltamtes zählen für jede und jeden Fünften in Deutschland Umwelt- und Klimaschutz zu den wichtigsten Herausforderungen, denen sich die Bundesrepublik aktuell gegenübersieht. Mit der Stärkung des Umweltbewusstseins in der Öffentlichkeit geht auch eine Sensibilisierung von Herstellern und Verbrauchern für das Thema Energieverbrauch in der IT und Industrie einher – Stichwort Green IT.

Vom papierlosen Büro über Videokonferenzen, Home Office, Online-Bestellungen, Online-Trainings bis hin zu Smart Home und Energie-Management (z.B. Home-Automation) – überall sehen wir zunehmend die Etablierung von Prozessen, die die natürlichen Ressourcen schonen und dem Umweltschutz dienen. Ein Bericht der Boston Consulting Group ergab, dass IoT-basierte Klimaschutzstrategien den globalen Klimawandel bis zum Jahr 2020 um 16,5 Prozent im Vergleich zu den laufenden Anstrengungen reduzieren könnten.

Daten zum Leben erwecken

So sollen innovative Lösungen – vom Smart Home bis hin zum intelligenten Gebäudemanagement – in allen industriellen Zweigen in Zukunft helfen, Energie einzusparen und mithilfe intelligenter Datengenerierung Prozesse nachhaltig zu optimieren. Die intelligente Vernetzung spielt dabei eine wichtige Rolle, indem sie in der Industrie 4.0 Energieeffizienz, eine bessere Auslastung der Produktionsmaschinerie, smarte Prozesse sowie eine stärkere, automatisierungsbedingte Risikominimierung ermöglicht.

Schneider Electric ist optimistisch: So könnten kleine und mittelständische Unternehmen mehr als 20 Millionen Energiedatenpunkte aus Kosten- und Verbrauchsinformationen, Nachhaltigkeitsindikatoren und Effizienzkennzahlen in einem einzigen Jahr generieren und auswerten. Der Spezialist im Bereich Energiemanagement und Automatisierung empfiehlt Unternehmen eine Cloud-basierte Plattform zur Bereitstellung von Nachhaltigkeitskennzahlen, Gebäudeinformationen und Daten in Echtzeit, um einen souveränen Überblick über Leistungsfähigkeit und Nachhaltigkeit zu erhalten und unkompliziert mit internen und externen Stakeholdern teilen zu können. Das kann entscheidende Wettbewerbsvorteile sichern, denn die Experten sind überzeugt: Nur Unternehmen, denen es gelingt, ihre Daten zum Leben zu erwecken, punkten mit Effizienz und Nachhaltigkeit und können sich so langfristig marktführend etablieren.

 

Originaltext FAZ.net

 

 

 

 

 

 

 

Industrie 4.0: Intelligente Fabriken der Zukunft

Industrie 4.0: Intelligente Fabriken der Zukunft

Industrie 4.0 bringt gewaltige Veränderungen mit sich, da sie Unternehmen durch digitale Fertigung, Robotik und Automatisierung neue Chance eröffnet. Dadurch haben Hersteller unabhängig ihrer Größe die Chance, global wettbewerbsfähig zu sein.

Industrie 4.0 - Die intelligenten Fabriken benötigen qualifiziertes Personal
Industrie 4.0 – Die intelligenten Fabriken benötigen qualifiziertes Personal. – Bild: Proto Labs

Industrie 4.0 und die digitale Fertigung schaffen die Voraussetzung für eine neue Art des Datenaustauschs während des gesamten Produktlebenszyklus. Robotik und Automatisierung machen extrem kurze Durchlaufzeiten, bedarfsorientierte Produktion und kundenspezifische Massenproduktion möglich, die neue Chancen in der Fertigung eröffnen. Die vierte industrielle Revolution hat deswegen mehr als alle anderen vor ihr das Potenzial, sowohl die Industrie als auch unsere Lebensweise vollständig zu verändern.

Selbstregulierende Fertigungsprozesse

Die Smart-Factorys-Studie von Capgemini hat bereits die enorme Bedeutung von intelligenten Fabriken deutlich gemacht. 84 Prozent der Umfrageteilnehmer gaben an, bereits eine Initiative hinsichtlich intelligenter Fabriken gestartet zu haben, bei der vernetzte Fertigungsprozesse in Verbindung mit Big-Data-Analysen und dem Internet der Dinge (IoT) eingesetzt werden, um die Produktivität, Qualität und Effizienz von Fabriken zu steigern.
Außerdem gaben mehr als die Hälfte (56 Prozent) der befragten Führungskräfte von Fertigungsunternehmen an, sie hätten in den letzten fünf Jahren über 100 Millionen US-Dollar in derartige Initiativen investiert. 20 Prozent der Befragten nannten sogar Summen von 500 Millionen US-Dollar und mehr.
Die Studie sagt voraus, dass bis zum Jahr 2020 die Hälfte aller Fabriken intelligent sein könnte. Die dadurch erzielte Produktivitätssteigerung könnte bis 2022 einen zusätzlichen Beitrag zur globalen Wirtschaft von bis zu 1,5 Billionen US-Dollar bedeuten.

Digitale Fabrik der Zukunft

Smart Factory bei Proto Labs
Smart Factory bei Proto Labs – auch Proto Labs automatisiert dank der Smart Factory alle Facetten der Fabrik. Entdecken Sie auf der Infografik, wie die Zusammenhänge funktionieren. – Bild: Proto Labs

Doch wie wird die digitale Fabrik im Jahr 2020 in Deutschland genau aussehen? Antworten darauf hat eine aktuelle Studie von PwC, die sich mit dem Status Quo der Digitalisierung in den führenden deutschen Industrieunternehmen und ihren Herausforderungen beschäftigt hat.
Um bei der Digitalisierung voranzukommen, sind Investitionen erforderlich, und zwar nicht nur in neue Fertigungstechnologien. Dazu ist die Mehrheit der deutschen Unternehmen bereit, denn 9 von 10 Unternehmen investieren bereits in den Ausbau von digitalen Fabriken.
Dabei ist Deutschland als Standort enorm beliebt: 93 Prozent der Befragten, die in digitale Fabriken investieren wollen, planen alle oder einige Standorte in Deutschland. Dies zeigt, welche enorme Bedeutung Deutschland als Wirtschaftsstandort auch in Zukunft haben wird.

3D-Druck als digitale Schlüsseltechnologie der Zukunft

Die PwC-Berater sagen für die Zukunft sowohl die vernetzte Sensorik als auch den 3D-Druck als digitale Schlüsseltechnologie voraus. Dabei soll sich der Einsatz von 3D-Druck in den kommenden Jahren mehr als verdoppeln: Derzeit arbeiten 18 Prozent der Unternehmen mit 3D-Druck, bis in fünf Jahren soll diese Zahl auf 37 Prozent ansteigen.
Bereits heute erkennen viele Unternehmen die zahlreichen Vorteile: Mit 3D-Druck können Stillstandzeiten vermieden sowie neue Wege in Produktion und Entwicklung gegangen werden – und das mit einer Vielzahl unterschiedlichster Materialien und in einer Schnelligkeit, die zurzeit kaum zu übertreffen ist. Deswegen wird 3D-Druck zurecht als eine Schlüsseltechnologie angesehen, die in Zukunft noch wichtiger werden wird.
Um neue Wege zu gehen, ist jedoch die Abkehr vom Althergebrachten unabdingbar. Zur Umrüstung auf neue Fertigungsweisen, die die Industrie 4.0 mit sich bringt, ist eine Transformation notwendig, die sowohl herkömmliche Geschäftsmodelle als auch die gesamte Lieferkette umfasst. Zusätzlich sind Investitionen erforderlich, die sich nicht nur auf die Fertigungstechnologie beschränken. Beispielsweise müssen auch Back-Office-Systeme aktualisiert und kundengerichtete Webanwendungen entwickelt werden. Außerdem sollten die Datenauswertung und -analyse stärker im Mittelpunkt stehen.

Qualifizierte Fachkräfte notwendig

Industrie 4.0
Schnell, kostensenkend und zuverlässig. Wer Industrie 4.0 in allen Bereichen clever nutzt und umsetzt, hat beste Chancen, von der digitalen Fertigung zu profitieren. – Bild: Proto Labs

In einigen Bereichen gibt es die Besorgnis, dass Automaten und Roboter die Fertigung vollständig beherrschen und die Menschen komplett aus der Arbeitswelt verdrängen könnten. Allerdings sind diese Ängste unbegründet, denn das zugrundeliegende Geschäftsmodell wird sich nicht verändern.
Es wird vielmehr ein Fokus auf die geschäftlichen Vorteile, die die neuen Technologien bringen, gelegt. Unabhängig vom Automatisierungsgrad sind auch in intelligenten Fabriken qualifizierte Fachkräfte notwendig, die für einen reibungslosen Produktionsprozess sorgen.
In Verbindung mit der Vernetzung von Kunden, den Geschäftsprozessen sowie den Produktionstechnologien, sind die Mitarbeiter das Fundament für eine optimal funktionierende digitale Fertigung. Auf dem Weg zur Industrie 4.0 müssen Unternehmen Investitionen in all diesen Bereichen tätigen, um Erfolge mit der intelligenten Fabrik zu erzielen.

 

Originaltext von Gabriel Pankow

 

 

Industrie 4.0 ist nie gleich

Bild industrielle Fertigung - Industrie 4.0

Bernhard Falkner am 16. Februar 2016 um 09:55 Uhr

Originaltext

Industrie 4.0 folgt keinem festen Schema. Es geht auch nicht um Das Voting ‚machen’ und ‚nicht machen’. Ein Begriff beschäftigt die Produktionswelt : die daraus entstehende Dynamik ist die Basis für neue Ideen, neue Prozesse, neue Geschäftsmodelle.

Dank voll automatisierter Abläufe, muss sich der Produktionsmitarbeiter nicht mehr um manuelle Standardabläufe wie Rüstvorgänge und Einstellwerte kümmern. Bild: Industrie Informatik


Grundsätzlich gilt es zu verstehen, dass Industrie 4.0 in jedem Unternehmen individuelle Prozesse darstellt, die auf die internen Gegebenheiten abgestimmt sein müssen. Eine wichtige, gemeinsame Grundlage ist jedoch die intensive Vernetzung verschiedenster Komponenten. Diese kann im gesamten Lebenszyklus eines Produktes stattfinden, der sich vom Engineering-Prozess, über die Produktion, bis hin zur konkreten Produkt-Nutzung erstreckt, oder einzelne Teilbereiche davon abdecken. Im Fokus der Produktion ergeben sich daraus folgende Handlungsfelder:


Handlungsfeld 1: Integration

Das erste wichtige Handlungsfeld, das daraus entsteht ist die Integration sowohl entlang der Wertschöpfungskette, als auch innerhalb des Unternehmens über Soft- und Hardware-Hierarchien hinweg. In unserem speziellen Fall als MES-Anbieter bedeutet das, dass wir für eine optimale Performance auf die Grobplanungsdaten eines übergeordneten ERP aufbauen. Die von uns generierten Informationen müssen lückenlos und bedarfsgerecht retourniert werden, um einen wahren Mehrwert für den Nutzer zu schaffen. Webservices spielen hier eine gewichtige Rolle. Auf der anderen Seite braucht es eine lücken- und fehlerlose Kommunikation mit der Maschinenebene. Im Hinblick auf Industrie 4.0 erfolgt diese Kommunikation im Idealfall unterstützt durch Standards wie OPC-UA. Erst im Zusammenspiel können all diese Komponenten ihre echten Stärken ausspielen und den mit Industrie 4.0 angestrebten Mehrwert auslösen.


Handlungsfeld 2: Daten

Daten spielen hier natürlich eine zentrale Rolle. Womit sich auch gleich eine wichtige Henne-Ei-Frage auftut: Betreibe ich Industrie 4.0 um Daten zu erhalten, oder benötige ich diese als Basis, um derartige Maßnahmen überhaupt in die Tat umsetzen zu können? Richtig ist natürlich beides. Ein breites Spektrum an Daten von Produktions-, über Maschinen-, Personen- und Prozess-, bis hin zu Produktdaten hat verschiedenste Ursprünge und Einsatzgebiete.

Die daraus resultierenden Möglichkeiten im Industrie 4.0 Umfeld lassen sich anhand eines voll automatisierten Produktionsprozesses – in diesem Beispiel eine Radfelge – sehr schön veranschaulichen: Den Beginn macht ein Fertigungsauftrag inklusive Vorgabewerte aus dem ERP, der an das MES übergeben wird. Der im ersten Arbeitsgang entstandene Rohling wird nach einem Check mittels Röntgengerät in Form und Größe erkannt, einem bestimmten Felgentyp zugeordnet und mit einer eindeutigen Seriennummer versehen. Die Felge wird anschließend – erneut automatisch – einem Produktionsauftrag zugeordnet und die Einstelldaten an den Arbeitsplatz übergeben. In der Folge werden, bezogen auf die Seriennummer der Felge, Ist-Prozessdaten zu jedem Arbeitsplatz gespeichert und an die Folge-Arbeitsplätze weitergegeben, wo sie sich auch auf die Einstelldaten der Maschinen auswirken können. Das alles erfolgt in einem voll automatisierten Ablauf, in dem Daten einerseits als Basis für weitere Arbeitsschritte dienen und andererseits aus diesen Bearbeitungsprozessen generiert werden.

Der Produzent profitiert von einer hochgradig flexiblen Produktion, in der sich Arbeitsplätze anhand der erkannten Seriennummer an den Anforderungen des aktuellen Produktes ausrichten – vorausgesetzt die Maschinenumrüstung erfolgt vollständig automatisch und in kurzen Zeitfenstern. Durch die automatisierte Weitergabe von Prozessdaten als Basis für weitere Einstelldaten, entsteht zudem schon im Produktionsprozess ein gewisser Grad an Qualitätssicherung. Qualität muss somit nicht mehr länger im Nachhinein hergestellt werden, sie wird vielmehr im Vorhinein mitproduziert und gesichert.


Handlungsfeld 3: Benutzerinteraktion

Voll automatisierte Abläufe wie das Felgenbeispiel haben zur Folge, dass sich der Produktionsmitarbeiter nicht mehr um manuelle Standardabläufe wie Rüstvorgänge und Einstellwerte kümmern muss. Das heißt auch, dass manuell ausgelöste Rückmeldungen nicht notwendig sind und daher auch nicht gemacht werden. Dementsprechend wichtig ist es also, Ergebnisse und Kennzahlen aus diesen Prozessen kontextorientiert und übersichtlich darzustellen und für weitere Benutzerinteraktionen aufzubereiten. Vereinfacht gesagt müssen dem Mitarbeiter die richtigen Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort zur Verfügung stehen. Den Spagat zwischen den enormen Datenmengen in einem Produktionsbetrieb und deren maßgeschneiderter Aufbereitung gilt es zu bewältigen. Industrie Informatik bietet in diesem Zusammenhang mit dem cronetwork Portal ein flexibles Dashboard, das sich je nach Anforderung aus verschiedensten Informationsquellen zusammensetzen lässt – und das ganz einfach per Drag & Drop. Aktuell noch als eher „visionär“ anzusehen, aber durchaus mit Potential versehen, werden Wearables wie die oft genannten Datenbrillen hier in Zukunft noch viele weitere Möglichkeiten und Anwendungsfelder eröffnen.

Neben der kontextorientierten Informationsbereitstellung ist die situationsgerechte Interaktion ein essentielles Merkmal von Industrie 4.0 Initiativen. Das heißt vereinfacht gesagt, dass es nicht länger ausreicht, die richtigen Daten als Information bereitzustellen. Vielmehr muss ein situationsabhängiger, intuitiver und daher erwartungsgerechter Dialog mit dem Nutzer entstehen.


Handlungsfeld 4: Optimierung

Aus diesem Dialog entsteht nun auch die Möglichkeit, eigene Prozesse und Abläufe zu optimieren. Ein passendes Beispiel ist in der Produktionsplanung zu finden. Um der hohen Dynamik, die üblicherweise im Fertigungsumfeld herrscht, Herr zu werden, benötigt es eine aktuelle Sicht auf die Durchführbarkeit der Planung. Ein Feinplanungstool muss Daten also in Echtzeit liefern und berücksichtigen, um die nötige Flexibilität zu gewährleisten. Ein Planer muss im Kurzfristbereich auf die nötigen Informationen zugreifen können und diese gegebenenfalls direkt anpassen. Als Ergebnis entstehen optimierte Rüstzeiten, verringerte Durchlaufzeiten, uvm. Durch die Berücksichtigung von Echtzeitdaten leistet ein Feinplanungstool wie das unsere einen wesentlichen Beitrag zu Industrie 4.0

In diesem Zusammenhang wird oftmals auch der Ruf nach einer dezentralen, sich selbst steuernden Planung laut. Dieses Prinzip mag in Zukunft in gewissen Teilbereichen Anwendung finden, über ganze Unternehmen hinweg ist sie aus unserer Sicht jedoch schwer denkbar. Der Mensch als Planer und schlussendlich als letzte Instanz im Planungsprozess ist und bleibt der zentrale Dreh- und Angelpunkt in der Fertigung.


Weg vom Produkt, hin zum Service

Neben den bisher erwähnten Handlungsfeldern gibt es eine unverzichtbare Grundlage auf dem Weg zu Industrie 4.0: eine klare, ausdefinierte digitale Strategie. Die zentralen Elemente hinter dieser Strategie sind der Kunde und dessen eindeutig identifizierbarer Nutzen. Dabei bauen Umsetzungen häufig auf folgendes Schema auf: Man verkauft dem Kunden nicht mehr länger ein Produkt, man bietet ihm vielmehr den Service und den Nutzen der damit verbunden ist. Man entbindet den Kunden von den Sorgen die er hinsichtlich Wartung, Service, Betriebsmitteln, also dem gesamten Umfeld um das Produkt hat und ermöglicht ihm die Freilegung neuer Ressourcen – vereinfacht gesagt, man bietet einen wahren Mehrwert. Aus dieser Philosophie heraus entwickeln sich ungeahnte Potentiale in Form neuer Prozesse und Geschäftsmodelle.


Fazit

Die Anwendungsgebiete für Industrie 4.0 sind ebenso vielseitig wie flexibel. Man kann einzelne Aspekte davon aufgreifen, bestehende Systeme hinterfragen und beispielsweise eine vergleichsweise „simple“ Maschinendatenerfassung einführen. Nach nur wenigen Stunden soft- und hardwareseitiger Implementierung hat man Zugang zu einer völlig neuen Datenqualität. Ein Grundstein für weitere Industrie 4.0 Maßnahmen wäre damit gelegt. Für den richtigen Entwicklungssprung sorgt jedoch erst die Ausrichtung der gesamten Wertschöpfungskette. Ein Unternehmen sollte kein festes Schema auf diesem Evolutionspfad suchen, sondern Industrie 4.0 vielmehr als gemeinsamen Ideentreiber sehen, der auf Basis der heutigen technologischen Standards neue Möglichkeiten eröffnet.

I4.0 krempelt das Engineering um

I4.0 krempelt das Engineering um

aus Produktion.de, Susanne Nördinger am 16. Februar 2017 um 12:20 Uhr

Totale Vernetzung setzt intelligente, mechatronische Systeme und Umdenken in der Konstruktion voraus.

Die von Schunk und Partnern entwickelte Montagezelle zeigt, wie Pick & Place-Einhieten, 3-Achs-Raumportale, Roboter und mobile Plattformen beim Montieren, Prüfen, Verpacken und Transportieren autonom kooperieren und eine smarte Produktion ermöglichen. - Bild: SchunkDie von Schunk und Partnern entwickelte Montagezelle zeigt, wie Pick & Place-Einheiten, 3-Achs-Raumportale, Roboter und mobile Plattformen beim Montieren, Prüfen, Verpacken und Transportieren autonom kooperieren und eine smarte Produktion ermöglichen. – Bild: Schunk

 

 

 

Beim Thema Industrie 4.0 – sprich einer durchgängigen Vernetzung – klaffen Vorstellungen und Wirklichkeit momentan noch auseinander. „Dieser Ansatz setzt voraus, dass in den Anlagen ausschließlich intelligente, mechatronische Systeme verbaut sind“, erklärt Rüdiger Timmermann, Geschäftsführer von SIM Automation. Bei einer großen Maschine können da enorme Kosten entstehen. Timmermann muss sich dann oftmals rechtfertigen: „Die Kunden wünschen in ihren Lastenheften beispielsweise eine Anbindung der Maschinen an das ERP-System. Am Schluss stellen sie aber fest, dass es vollkommen ausreicht, einmal in der Woche per USB-Stick einige ausgewählte Daten von der Anlage auf ihren Server zu laden.“ Da rechne sich der Aufwand für eine Realtime-Vernetzung keinesfalls.

Industrie 4.0 zum Verkauf

Diese Einschätzung teilt auch Michael Frieß, Technischer Leiter des Anlagenbauers Erhardt + Abt. Für ihn ist das Thema Kosten und Nutzen ein wesentlicher Aspekt bei der Umsetzung von I4.0: „Erst wenn wir die TCO aufzeigen können und dass es nicht nur um die reinen Investitionskosten geht, werden wir auch I4.0-Anlagen verkaufen können.“ Außerdem müsse man in der Lage sein, aus den in einer I4.0-Anlage gesammelten Daten auch Mehrwert zu erzeugen. „Sonst nützt es nichts“, ist sich Frieß sicher.

Technologisch ist es heute kein Problem, eine riesige Menge an Daten etwa in einer Datenbank wie SAP zu sammeln. „Aber man muss mit diesen Daten auch umgehen können“, weiß Christoph Kullmann, Management Consultant beim Softwarespezialisten Orbis. Im I4.0-Kontext wünscht er sich beispielsweise, dass diese Datensammlung auf Knopfdruck die richtige Information zu einer bestimmten Frage ausspuckt und in einer für den Menschen verständlichen Art und Weise visualisiert. „Es bringt nichts, wenn wir weiterhin Datengräber in Tabellenform erzeugen, davon haben wir schon mehr als genug“, erklärt er. Orbis versucht daher, in den Kundenprojekten einen Standard zu implementieren, der die Integration zwischen Sensor und Daten­ebene vereinfacht.

Kunden zahlen für fehlende Standards

Ein einzelnes Unternehmen kann eine solche Standardisierung jedoch kaum in Bewegung bringen. Und fehlende Standards sind momentan eine der großen Herausforderungen bei der Umsetzung von I4.0. „Letztendlich bezahlen derzeit die Kunden diese fehlenden Standards“, erläutert Ralf Steinmann, Geschäftsbereichsleiter Greifsysteme bei Schunk. Er ist optimistisch, dass in einigen Jahren die Konstruktionsdaten einer Komponente im Sinne von I4.0 als eine Art ‚digitaler Zwilling‘ bereitgestellt werden. „Früher gab es 2D-Zeichungen als Konstruktionsvorlage, heute gibt es 3D-Modelle, wo der Konstrukteur schon interagieren kann. Das ist die Vorstufe für einen digitalen Zwilling.“ Bei Schunk verfolge man das Thema und werde sich darauf einstellen. „Wenn wir heute Newton und Greifhub in einem Datenblatt angeben, steckt das morgen im digitalen Zwilling.“

Frieß von Erhard + Abt würde diese virtuellen Daten heute schon gerne nutzen. „Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen wir unsere gesamten Engineering-Methoden überdenken“, erklärt er. Konstruktion und Steuerungstechnik müssten heute schon parallel mit der Arbeit beginnen. „Wenn wir etwa von Schunk zu jeder Komponente nicht mehr wie heute ein CAD-Modell und eine Beschreibung der Elektrotechnik erhalten, sondern einen kompletten mechatronischen Datensatz, wäre das ideal.“ Timmermann von SIM Automation betrachtet die Herausforderung fehlender Standards noch ein wenig globaler: „Wir erwarten, dass sich über ein Smartphone alles aus der Ferne steuern lässt, weil wir das aus dem privaten Bereich kennen. Um dieses Bedienszenario an Sondermaschinen durchgängig zu etablieren, sind noch umfassende Anstrengungen erforderlich.“

Industrie 4.0 Anwender müssen realistisch bleiben

Auch Kullmann von Orbis bleibt realistisch: „Wir werden zum Beispiel nie in der Lage sein, aus einem SAP-System einen Roboter zu steuern.“ Das sei aber seiner Meinung nach auch gar nicht gefragt, da eine Robotersteuerung die komplexen Kinematiken einfach besser beherrsche. „Man sollte die Dinge auch da lassen, wo sie funktionieren“, so sein Fazit.

Grundsätzlich betrachten alle Vier das Thema I4.0 als Chance. Steinmann erklärt das abschließend an einem Beispiel: „Wenn Deutschland es hinbekommt, im Sinne von I4.0 hochautomatisiert zu fertigen, dann ist das ein klarer Standortvorteil. Ich war dort vor drei Wochen in China und habe festgestellt, dass die Chinesen uns nahezu von den Lippen ablesen bei diesem Thema. Denn sie müssen sich im Rahmen des globalen Wettbewerbs nun auch mit I4.0 beschäftigen.“

Viele glauben, Industrie 4.0 kann man kaufen

„Viele glauben, Industrie 4.0 kann man kaufen“

Interview mit Prof. Birgit Vogel-Heuser
übernommen von Produktion.de, Stefan Weinzierl am 24. Januar 2017 um 15:07 Uhr
Die Zukunft in der Produktion heißt Industrie 4.0. Doch was ist das? Prof. Birgit Vogel-Heuser von der TU München (TUM) erklärt, warum eine Definition so schwierig ist und wie Unternehmen die neue industrielle Revolution umsetzen können.

Birgit Vogel-Heuser,TUM, TU München, Industrie 4.0, Definition, Interview

Prof. Birgit Vogel-Heuser – hier am MyJogurt-Demonstrator – von der TU München (TUM) erklärt, warum eine Definition von industrie 4.0 so schwierig ist. – Bild: TUM

Prof. Birgit Vogel-Heuser vom Lehrstuhl für Automatisierung und Informationssysteme an der Technischen Universität München (TUM) erklärt, warum die genaue Definition des Terminus „Industrie 4.0“ so schwierig ist und wie Unternehmen die neue industrielle Revolution auch auf dem Shopfloor umsetzen können.

Alle reden von Industrie 4.0, aber viele Menschen können sich nichts Genaues darunter vorstellen. Gibt es eine Definition?

Birgit Vogel-Heuser: „Ja, es gibt Definitionen. Aber keine, die wirklich anerkannt ist. Oder aber die Definitionen sind so allgemein gehalten, dass sie nichts mehr aussagen. Eigentlich ist Industrie 4.0 ein Konzept, das viele Facetten hat. Das in einem Satz zusammenzufassen, funktioniert einfach nicht.“

Was sind die häufigsten Missverständnisse, wenn es um Industrie 4.0 geht?

Vogel-Heuser: „Viele Menschen denken, dass sie Industrie 4.0 kaufen können. Das ist nicht möglich. Oder Messe-Stände werben mit der Aufschrift: Wir haben einen Industrie 4.0-PC. Völliger Unsinn. Ein PC an sich kann gar nicht Industrie 4.0 sein, das ist ein Gerät mit einer Software.

Oft höre ich bei Schulungen auch: Sagen Sie mir mal, wie Industrie 4.0 für mein Unternehmen funktioniert. Das geht nicht. Jedes Unternehmen muss für sich überlegen, was von diesem Blumenstrauß an Komponenten von Industrie 4.0 für sie, für ihr Geschäft und für ihre Kunden interessant ist.“

Können Sie dafür Beispiele nennen?

Vogel-Heuser: „Ich hatte bei einer Schulung Kontakt zu einem Unternehmen, in dem noch viel manuell gearbeitet wird. Aber es gibt eine große Kernmaschine, die öfter ausfällt. Jetzt hat sich das Unternehmen mit dem Mitbewerber zusammengetan, der auch diese Maschine hat und ein Industrie-4.0-Projekt mit dem Maschinenhersteller gestartet, um die Ausfälle zu reduzieren und die Ursachen zu finden.

In einem anderen Fall, bei einer großen Firma, die viele Abteilungen hat, muss zum Beispiel die Kommunikation zwischen den Abteilungen optimiert werden, damit das Engineering und die Datenauswertung verbessert werden können. Daher kann man nicht sagen: Erklär mir, was ich in meinem Unternehmen machen soll. Hier muss jeder selbst überlegen, wo Schwächen vorhanden sind und was am meisten Nutzen bringt.“

Industrie 4.0 optimiert also die Unternehmen?

Vogel-Heuser: „Ja, es ist ein Optimierung-Prozess. Wir wollen ja im Endeffekt, dass unsere Anlagen besser laufen, damit wir wettbewerbsfähig bleiben oder sogar unsere Wettbewerbsfähigkeit verbessern können. Dazu haben wir diese verschiedenen Mechanismen von Industrie 4.0. Zum Beispiel kann ich mich jetzt vernetzten, weil fast überall ein gutes Internet vorhanden ist.

Diese Vernetzung kann aber nicht nur im eigenen Unternehmen, sondern auch mit dem Mitbewerber stattfinden. Viele Unternehmen sind durchaus bereit, ihre Daten auch mit einem Teil der Mitbewerber ein Stück weit zu teilen. Weil sie so mehr Wissen bekommen, und mehr Wissen heißt, ich kann produktiver arbeiten.“

Wie kann das konkret aussehen?

Vogel-Heuser: „Zum Beispiel können Hersteller und der Baustellenbetreiber miteinander Daten über Baumaschinen austauschen, also wie oft das Gerät im Einsatz ist oder welche Strecken gefahren werden oder welche Fehlermeldungen anstanden. Wenn ich sehe, ein Gerät fällt aus, kann ich schnell erfahren, wo ich ein anderes herbekommen oder leihen kann.

Und vielleicht eben auch beim Mitbewerber, wenn ich weiß, der braucht gerade seinen Bagger nicht. Und ich gebe ihm noch ein wenig Geld dafür. Dann haben wir beide was davon. Das ist das wirklich Neue, über Betriebsgrenzen hinaus zu schauen.“

Bei dem Projekt „MyJogurt“ arbeiten Sie mit mehreren Professoren an einem Projekt.

Vogel-Heuser: „Auch Professoren sind Mitbewerber, wenn sie an verschiedenen Universitäten forschen und lehren. Wir wollten zeigen, dass wir gemeinschaftlich etwas aufbauen und auch gemeinschaftlich lernen können und das auch ohne Förderung. Jeder hat seine Stärke und wenn wir uns zusammentun, dann entsteht daraus ein Industrie 4.0 System. Und so war es auch, wir haben gemeinschaftlich Modelle und Software geschrieben.“

In dieser Anlage ist ein anderer Aspekt von Industrie 4.0 zu sehen: Das intelligente Produkt. Wie funktioniert das?

Vogel-Heuser: „Sie haben sozusagen ein Joghurt-Gläschen, das weiß, wie es befüllt werden will. Sagen wir, Sie wollen Mango und Erdbeeren. Zuerst müssen Sie wissen: Kann das gefertigt werden, also sind alle Zutaten vorhanden und kann diese Frucht überhaupt in der Anlage verarbeitet werden.

Dann werden die Gläschen gefahren und holen sich, was sie brauchen. Sie sind sozusagen in Kontakt mit der Anlage. Die Idee an sich ist schon ziemlich alt. Nun ist es umsetzbar.“

Bei dem Begriff Industrie 4.0 denken viele Menschen auch an eine voll automatische Produktion, bei der Arbeitskräfte nicht mehr nötig sind …

Vogel-Heuser: „Menschenleere Fabriken sind nicht das, was wir erreichen wollen. Es gibt bestimmte Dinge, die können Maschinen besser als Menschen. Zum Beispiel schwere Dinge zu heben oder monotone Tätigkeiten wie Daten auswerten. Diese anspruchslosen zeitraubenden Tätigkeiten wollen wir wegbekommen. Diese vielen kleinen Dingen, die uns davon abhalten, das zu tun, was wir eigentlich wollen.

Dazu kann Industrie 4.0 beitragen. Andere Dinge können Menschen immer noch besser als Maschinen, wie etwa auf kritische und unvorhergesehene Situationen zu reagieren. Auch sollen Menschen in Industrie 4.0 in der Arbeit durch Maschinen unterstützt werden.“

Wie könnte das aussehen?

Vogel-Heuser: „Die Frage ist: Wie kann ich auch geringer qualifizierte Arbeitskräfte ertüchtigen, dass sie zum Beispiel eine Maschine warten können. Wichtig ist, die komplexen Arbeiten in einfache Schritte herunterzubrechen und die Menschen dabei nicht zu überfordern.

Es ist möglich, deren Reaktionen zu interpretieren. Etwa durch eine Brille, die die Blickrichtung feststellt. Wenn jemand herumschaut und nicht weiterweiß, kann man dies feststellen und versuchen herauszufinden was er nicht verstanden hat. Mithilfe dieser Informationen kann man die Schnittstelle und die Software dann neu programmieren und verbessern.“

TU München

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