Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 10/2016, 07.10.2016

Es gibt kein festes Schema

Der Begriff Industrie 4.0 beschäftigt die Produktionswelt – und das ist auch gut so, denn die daraus entstehende Dynamik ist die Basis für neue Ideen, neue Prozesse und neue Geschäftsmodelle. Aber das Konzept folgt keinem festgefahrenen Schema, ebenso wenig geht es um die Entscheidung zwischen «machen» und «nicht machen». Beim MES-Anbieter Industrie Informatik hat man sich dazu grundsätzliche Gedanken gemacht.

(msc) Es gilt zu verstehen, dass Industrie 4.0 in jedem Unternehmen Prozesse darstellt, die auf die internen Gegebenheiten abgestimmt sein müssen. Eine wichtige, gemeinsame Grundlage ist die intensive Vernetzung verschiedenster Komponenten. Diese kann im gesamten Lebenszyklus eines Produktes stattfinden, der sich vom Engineering-Prozess, über die Produktion, bis zur konkreten Produktnutzung erstreckt oder einzelne Teilbereiche davon abdeckt. 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. Im Fall eines MES-Anbieters bedeutet das, dass er für eine optimale Performance auf die Grobplanungsdaten eines übergeordneten ERP aufbaut. Die von ihm generierten Informationen müssen lückenlos und bedarfsgerecht retourniert werden, um 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 alle Komponenten ihre Stärken ausspielen und den mit Industrie 4.0 angestrebten Mehrwert auslösen.

Handlungsfeld 2 / Daten: Daten spielen eine zentrale Rolle. Womit sich gleich die 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 von Produktionsdaten, angefangen bei Maschinendaten, über Prozess- und Produktdaten bis hin zu Personendaten hat verschiedenste Ursprünge und Einsatzgebiete.

Die daraus resultierenden Möglichkeiten im Industrie-4.0-Umfeld lassen sich anhand des voll automatisierten Produktionsprozesses – in diesem Beispiel den einer Autofelge – 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 Felgentyp zugeordnet und mit einer eindeutigen Seriennummer versehen. Die Felge wird anschliessend 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 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 nicht mehr länger im Nachhinein hergestellt werden, sie wird vielmehr von Vorherein 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 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 der massgeschneiderten Aufbereitung der Daten gilt es zu bewältigen.

Der Anbieter Industrie Informatik bietet in diesem Zusammenhang mit dem «Cronetwork»-Portal ein flexibles Dashboard, das sich je nach Anforderung einfach per Drag-and-Drop aus verschiedensten Informationsquellen zusammensetzen lässt. Zudem 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. Es reicht also nicht länger aus, 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 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 sie gegebenenfalls direkt anpassen. Als Ergebnis entstehen optimierte Rüstzeiten, verringerte Durchlaufzeiten und vieles mehr. Durch die Berücksichtigung von Echtzeitdaten leistet ein Feinplanungstool also einen wesentlichen Beitrag zu Industrie 4.0.

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

Neben den 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 hinsichtlich Wartung, Service, Betriebsmitteln im Umfeld des Produktes und ermöglicht ihm die Freilegung neuer Ressourcen und bietet so einen wahren Mehrwert. Aus dieser Philosophie heraus entwickeln sich neue Prozesse und Ge-schäftsmodelle.

Gesamte Wertschöpfungskette ausrichten: 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.


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Dank voll automatisierter Abläufe muss sich der Produktionsmitarbeiter nicht mehr um manuelle Standardabläufe wie Rüstvorgänge und Einstellwerte kümmern.


Bernhard Falkner, der Geschäftsführer von Industrie Informatik, beschreibt die vier Handlungsfelder von Industrie 4.0. (Bilder: Industrie Informatik)