Einfach intelligenter produzieren: Was eine Plattform für die Industrie 4.0 können muss

Illustration: Absmeier, Mrpstips

Megatrend »Plattformisierung in der Cloud« ergreift auch das industrielle Internet der Dinge (IIoT). Vom geschlossenen IT-Silo zum flexibel erweiterbaren IT-Fertighaus für die Smart Factory.

 

Seit dem Jahrtausendwechsel erleben wir einen atemberaubenden Siegeszug: Im sogenannten Internet of Things (IoT) werden Dinge zu Daten, alles wird Algorithmus. Einer der Megatrends in dieser digitalen Revolution: die »Plattformisierung« in der Cloud.

Die Ur-Mutter aller Plattformen war Apple iTunes, heute der App Store. Viele weitere sind hinzugekommen – und zwingen ganze Wirtschaftszweige in die Knie, ob Facebook, Amazon, Ebay, Google, WhatsApp, SnapChat, Instagram, Flickr, Netflix, Spotify, Twitter, LinkedIn, Xing und und und.

Diese Plattformisierung in der Cloud hat auch das industrielle Internet der Dinge (IIoT) ergriffen. Auf internationalem Level sind mehr als ein Dutzend Anbieter von IIoT-Plattformen am Start. Das Beratungshaus ISG hat die wichtigsten Anbieter analysiert. Mehr: isg.forcam.io

Eine IIoT-Plattform bringt Unternehmen sowie Volkswirtschaften große Vorteile: höhere Produktivität, größere Wettbewerbsfähigkeit, mehr Standort- und Arbeitsplatzsicherheit. Der größte Vorteil für Unternehmen aber winkt, wenn die IIoT-Plattform nicht nur das Ökosystem 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 Produktionsverantwortlichen vor allem den Vorteil, dass sie – wieder – zum Bauherren ihrer IT-Fertigungsarchitektur werden.

 

  1. Einfach vernetzen: Mit Echtzeitdaten der Maschinen die Planung (ERP) füttern

Für Fertigungsleiter am wichtigsten: Wie binde ich meinen heterogenen Maschinenpark digital an? In den meisten Fabriken sind Maschinen aus unterschiedlichen Jahrgängen und von unterschiedlichen Herstellern die Regel. Dafür müssen IIoT-Plattform-Lieferanten einfache Lösungen bieten können. So darf der Anschluss von zum Beispiel drei Pilot-Maschinen nicht viel länger als ein bis zwei Tag dauern – inklusive Vernetzung mit der Planungsebene (ERP) via Adapter.

Im nächsten Schritt geht es darum, Big Data aus den Maschinen in Echtzeit in nutzbare Informationen (Smart Data) zu verwandeln. Dazu sind hochleistungsfähige, cloudbasierte Rechnerlösungen zur Datenmodellierung und Validierung notwendig (Semantic layer): Sie müssen digitale Zwillinge am Computer erzeugen, damit Betriebszustände virtuell analysiert und real optimiert werden können. Diese Vernetzungs- und Validierungskompetenz ist sowohl horizontal für den Shop Floor notwendig, aber auch vertikal hin auf die Planungsebene – dem Top Floor (ERP – Enterprise Ressource Planning).

 

  1. Schnell profitieren: Mit wichtigen Anwendungen, die vorinstalliert sind

Es gibt eine Handvoll Anwendungen, die für Fertigungsleiter wesentlich sind. Ein Muss in allen Branchen ist heute die lückenlose Rückverfolgung (Track&Trace) aller Prozesse. Daneben sind wichtige Apps auf einer IIoT-Plattform: Leistungsanalysen zur Gesamtanlageneffektivität (OEE), Visualisierungen und Alarmierungen, Feinplanung & Steuerung von Aufträgen und Personalkapazitäten, Energiedaten-Management, Produktionsdaten-Management (Dokumente).

Im besten Falle sind diese wichtigen Apps auf der IIoT-Plattform vorinstalliert, dann ist das vergleichbar mit einem Fertighaus: Unternehmen können mit nutzerfreundlich aufbereiteten Charts und Grafiken schlüsselfertig starten, ihre Produktivität zu steigern. Das sollte dann auch sehr zügig gehen mit der Effizienzsteigerung: FORCAM garantiert mindestens zehn Prozent höhere Produktivität schon in den ersten drei Pilot-Monaten – gemessen an der Gesamtanlageneffektivität (OEE – Overall Equipment Effectiveness).

 

  1. Zukunftsfähig bleiben: Mit offenen Schnittstellen Drittlösungen integrieren

Smart sein heißt offen sein: Das jüngste Kriterium für eine moderne IIoT-Plattform stammt von einer »Freiheitsbewegung« in den USA – der OPEN API Initiative (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 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. Unternehmen werden mit einer solchen integrierten offenen Schnittstelle (wieder) zu unabhängigen Bauherren ihrer ganz individuellen IT-Architektur.

Herstellerunabhängigkeit – eine solche 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 vermarktet werden.

 

Kulturkampf vermeiden – umfassender Change-Prozess notwendig

Eine die Produktivität steigernde Digitalisierung ist kein Hexenwerk, sondern hängt ab von Hochleistungs-Lösungen für die Maschinen sowie von einem gleichzeitigen modernen Change-Prozesse für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ab. So muss ein technologischer Wandel von einem dauerhaften kulturellen Wandel begleitet werden.

Für den kulturellen Teil gilt: Es muss das Ziel sein klarzumachen, dass es beim Führen nach digital erfassten Kennzahlen nicht um eine bessere Überwachung von Menschen sondern von Maschinen geht. Belegschaften in Werken profitieren zudem durch eine bequemere und eigenverantwortlichere Möglichkeit zu arbeiten.

Für den technologischen Teil der Transformation gilt: Fertigungsleiter sollten sich für die leistungsfähigste und herstellerunabhängigste IT-Plattform entscheiden.

Und für Geschäftsleiter gilt: Wer seine Zukunft sichern will, kann sich der Digitalisierung 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.

 

Hier geht es zum Download der Vorträge vom FORCAM Innovation Day FID 2018 bei DXC.Technology in Böblingen. Link: http://bit.ly/FID2018Vorträge
Der SERIEN-PLAN
  1. Folge:          Wozu wir digitale Fabriken brauchen (Link: bit.ly/IntelligenterProduzieren01)
  2. Folge:          Was intelligente Produktion konkret bringt (bit.ly/IntelligenterProduzieren02)
  3. Folge:          Einfach intelligenter produzieren – so geht´s (bit.ly/IntelligenterProduzieren03)
  4. Folge:          Aller Anfang ist einfach – mit einem Starter Kit

 


 

 

IIoT: Mit Vernetzung und Prozessexzellenz zur intelligenten Fabrik

Handlungsempfehlungen, wie sich smarte Servicekonzepte speziell für das industrielle Umfeld realisieren lassen.

Illustration: Absmeier, PrettySleepy1

Industriebetriebe stellen komplett andere Anforderungen an vernetzte Prozesse und die dafür eingesetzte Hardware als Verbraucher. Deshalb ist das Industrial Internet of Things (IIoT) als Konzept entwickelt worden, das die Konnektivität für intelligente Fabriken, Maschinen und Management-Systeme in den Fokus rückt. Das wirkt sich auch auf den Servicebereich aus: Coresystems, Spezialist für Field Service Management und Workforce Management, verschafft Herstellern die nötige Orientierung, um entsprechende Servicekonzepte zielgerichtet umzusetzen und Geschäftsprozesse zu optimieren.

 

Das Potenzial von IIoT für Industrieunternehmen ist enorm

Das Konzept liefert die Basis, die M2M-Kommunikation sowie die Effizienz von lernenden Maschinen und Automaten entscheidend zu verbessern und die höhere Effizienz intelligenter Maschinen gegenüber von Menschen gesteuerten planvoll zu nutzen. Zudem bietet es die Möglichkeit, die bislang fixen Grenzen zwischen der physischen und digitalen Welt zu überschreiten. Physische Produkte können auf Basis rein digital vorliegender Anforderungen entwickelt, designt und produziert werden. Einzelprodukte oder Kleinserien werden dadurch zu Preisen produzierbar, die in der traditionellen Industrie nur in Großserien möglich waren. Langfristig steigert dies die Wettbewerbsfähigkeit und somit die Zukunftsfähigkeit von Herstellern.

Zusätzlich sind die eingesetzten Maschinen durch zukunftsweisende Lösungen für Predictive Maintenance und Condition Monitoring in der Lage, selbstständig zu erkennen, wann Wartungsbedarf besteht. Unter bestimmten Umständen kann die Wartung sogar von den Maschinen selbst durchgeführt werden. Die Folge: Störungen und Produktionsunterbrechungen nehmen ab bei gleichzeitiger Steigerung des Durchsatzes und der Produktionskapazität.

 

Sicher aufgestellt mit digitalem Field Service Management

Hersteller, die von den Vorteilen profitieren wollen, sollten zunächst die Voraussetzungen für die Implementation des IIoT schaffen. Neben einer fortgeschrittenen Digitalisierung des Betriebs umfasst dies beispielsweise Remote-Systemverwaltung, Verwaltung der Softwarekonfiguration und Datenverwaltung. Weitere wichtige Faktoren sind die richtige Sensorhardware und eine IoT-Cloud-Plattform, die die enormen Datenströme bewältigt und einen reibungslosen Informationsfluss zwischen den Systemen ermöglicht. Nicht zuletzt gehen mit den praktischen Optimierungen durch smarte Maschinen, die schneller, exakter und kostengünstiger arbeiten, auch erhöhte Anforderungen an die Prozesssicherheit einher. Vor diesem Hintergrund werden einwandfrei funktionierende Servicekonzepte in Echtzeit zum entscheidenden Erfolgsfaktor. Die passende Lösung bietet eine leistungsfähige Software für digitales Field Service Management.

 

Erfolgsformel für ein wegweisendes IIoT-Konzept

Vernetzung verlangt nach Sicherheit. Daher sind Hersteller gut beraten, zum Schutz vor Cyberattacken in puncto IT- und Datensicherheit sowie Datenintegrität auf einen vertrauenswürdigen Serviceanbieter zu setzen. Vielen Herstellern mangelt es jedoch an genügend on-demand verfügbaren Fachkräften, um Echtzeit-Services anbieten zu können. Hier setzt das Konzept Crowd Service an. Das Prinzip dahinter: Hersteller bündeln gemeinsam all ihre Ressourcen – Mitarbeiter in der Unternehmensgruppe und in Tochtergesellschaften, Partner und freiberufliche Spezialisten. So gelingt es, einen Pool verfügbarer Servicetechniker einzurichten, mit dem sie schnell auf den gestiegenen Bedarf an Echtzeit-Services antworten können. Um hinsichtlich zentraler Aspekte wie Serviceanfragen, Produktinformationen und Kundenhistorie jederzeit auf dem Laufenden zu bleiben, nutzt die Crowd eine Field-Service-Management-Software, in der zu jeder Zeit die benötigten Daten über die Mobilgeräte abgerufen werden können.

 

»Das IIoT führt alle relevanten Daten-Assets zusammen: Sensordaten, Eingaben von Kunden, Verfügbarkeit von Servicetechnikern, vorhandenes Know-how und vieles mehr«, erklärt Manuel Grenacher, CEO der Coresystems FSM AG. »Dadurch wird es ermöglicht, in Echtzeit auf Problemstellungen zu reagieren und der Industrie effektive Lösungen zu liefern, die ihre speziellen Anforderungen von Anfang an berücksichtigen. Wer sich dafür entscheidet, IIoT konzeptionell im Unternehmen zu verankern, und dabei frühzeitig alle Schnittstellen zu anderen Disziplinen berücksichtigt, wird somit zum Vorreiter der nächsten industriellen Revolution.«

 


 

 

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