Warum die Produktion das Internet der Dinge braucht

Auch 2018 stand die Hannover Messe ganz im Zeichen der Digitalisierung – „Connect & Collaborate“ war das Leitthema, unter dem in diesem Jahr wieder zahlreiche Aussteller ihre Lösungen für die Herausforderungen der Digitalisierung präsentierten.

Doch Maschinen, Unternehmen und Menschen über die gesamte Wertschöpfungskette zu verbinden, ist für produzierende Unternehmen ein großer Schritt. Es gilt, ihn in kleine, machbare Schritte aufzuteilen. Die Technologien hierfür stehen bereit: IT-Plattformen, Software, Sensoren und Protokolle. Mit ihrer Hilfe sowie einer klaren Vorstellung der Ziele wird die Produktion effizienter, werden die Reaktionszeiten schneller und die Fertigung sehr flexibel. Dieser Wandel ist unvermeidbar, wenn man im globalen Wettbewerb überleben möchte.

Ein Sportartikelhersteller hat seit langem wieder eine Fabrik in Deutschland errichtet, nahe am Kunden. Das Unternehmen nennt die Fabrik „Speedfactory“. Bei ihr bestimmen die Kunden, welcher Schuh in Losgröße 1 gefertigt wird. Im Internet konfiguriert der Kunde seinen Schuh, der dann vollautomatisiert produziert und verpackt wird. Am nächsten Tag kann er schon beim Kunden sein. Das zeigt die Herausforderungen in der Produktion: Man kann nicht wie immer weitermachen, wenn sich die Welt dreht.

Industrie 4.0:  Umsetzung braucht eine klare Vorstellung

Auf der Hannover Messe zeigten Unternehmen wie die SAP anschauliche Fallbeispiele, wie sich „Connect & Collaborate“ in der Produktion praktisch umsetzen lässt. Die Besucher erfuhren beispielsweise, wie ein Hersteller von Abfüll- und Verpackungsanlagen eine Abfüllung ganz nach Kundenwunsch liefert. Die Idee besteht in der Produktion der Losgröße 1: eine Flasche in der vom Besucher gewünschten Größe und Wunschetikett. Die Flaschenauswahl, die Befüllung sowie die Fertigung des Etiketts erfolgen in einer speziellen Maschine.

Auch im sogenannten Makerspace machte die SAP das industrielle Internet der Dinge erlebbar: So konnten die Besucher ganz ohne Entwicklerkenntnisse mit dem SAP IoT Application Enablement in kürzester Zeit Anwendungen für das Internet der Dinge (IoT) innerhalb eines Produktionsprozesses erstellen.

Jedes produzierende Unternehmen kann für solche Anwendungen verlässliche und sichere IT-Grundlagen schaffen und damit deutliche Effizienz- und Flexibilitätsvorteile gewinnen. Es braucht dazu lediglich eine klare Vorstellung, was es erreichen möchte.

Die Umsetzung sollte in kleinen, machbaren und finanzierbaren Schritten erfolgen. Sie folgt in der Regel keinem starren Projektplan, sondern wird in agile Sprints gegliedert, die jeweils wenige Wochen umfassen und schnelle Zwischenerfolge absichern.

Ein erster Schritt in der Fertigungsindustrie kann sein, Maschinen mit Sensoren auszustatten und die so gewonnenen Daten auf einer Plattform zusammenlaufen zu lassen, dem sogenannten digitalen Kern. Daten sind damit in Echtzeit verfügbar und Betriebsleiter, CIOs und CEOs erhalten aktuelle Auswertungen. Um die Echtzeit-Verfügbarkeit abzusichern, sollten Unternehmen Edge-Computing einsetzen, kleine Servereinheiten, die Daten direkt im Betrieb sammeln und versenden. Auch Lieferanten, Bestellplattformen und natürlich das ERP-System müssten dann entsprechend an die zentrale Plattform angebunden werden.

Diese Vorbereitung kann nach und nach erfolgen. Zeitgleich können Unternehmen erste Vorteile erreichen: Sensoren überwachen beispielsweise vernetzte Silos oder Tanks für Zement, Chemikalien oder Korn. Sie messen je nach Anforderung den Füllstand, die Temperatur, Feuchtigkeit und Geoposition. Der Silo meldet, wenn er nachgefüllt werden muss, so dass die Nachschublogistik beispielsweise mit SAP Connected Goods fein gesteuert wird. Oder er zeigt rechtzeitig an, wenn der Zement zu feucht wird.

Digitaler Zwilling: Ein Fundus an wertvollen Vorteilen

Intelligente Anwendungen verknüpfen Produktionsdaten mit betriebswirtschaftlichen Informationen. Wenn dann die Daten zentral gespeichert werden, entsteht der sogenannte digitale Zwilling, der die physische Welt spiegelt. Sie vernetzen die Maschinen über den kompletten Lebenszyklus, ermöglichen damit die genaue Analyse und eine optimale Prozesssteuerung. Der Werksleiter erhält Handlungsempfehlungen, optimiert den Betrieb und vermeidet Stillstände. Das dürfte auch die Top-Führungskräfte erfreuen.

Digitale Zwillinge unterstützen Unternehmen von der CAD-Konstruktionszeichnung über virtuelle Prototypen bis zur präzisen Kostenkalkulation. Sie sind das Bindeglied zwischen Entwicklung und Produktion und können vorgeben, wie in der Fertigung Produkte zusammengefügt werden sollen. Dazu unterstützen sie die dynamische Entscheidungsfindung in der Fertigung. Mit ihnen wird die vorausschauende Wartung real: Statt in fixen Intervallen warten Unternehmen Maschinen erst, kurz bevor Fehler eintreten. Sensoren messen dazu Vibrationen, Temperatur oder die Leistung von Maschinen und lernen ständig dazu, wann Fehler auftreten könnten.

Außerdem warten Unternehmen mit IoT und digitalen Zwillingen komplexe Anlagen aus der Ferne und übertragen Steuerungskonfigurationen, ohne dass ein Techniker vor Ort sein muss. Sind die digitalen Grundlagen für ein solches Projekt gegeben, können Unternehmen die digitale Transformation professionell umsetzen, ohne während des Prozesses an Leistung oder an Produktivität zu verlieren.

Veränderungsbereitschaft zur Vernetzung muss vorhanden sein

Damit der digitale Wandel funktioniert, müssen die Unternehmer bereit sein, ihre Netze zu öffnen. Nur so können die Daten der Sensoren zentral zusammengeführt und den beteiligten Personen und anderen Maschinen zugänglich gemacht werden. Sicherheit schaffen neue Protokolle, die Industriemaschinen über die Cloud vernetzen, und verschlüsselte Verbindungen zur Businesssoftware sowie VPNs.

Produktionsleiter, CIOs und COOs dürfen von IoT und der Industrie 4.0 deutliche Effizienzsteigerungen erwarten. Sie erhalten den genauen Überblick über die Leistungen einzelner Werke: An welcher Stelle liegen Ist- und Soll-Produktionszeiten auseinander und wie viel Prozent der Aufträge sind überfällig? Die Führungsmannschaft kann alle Key Performance Indicators (KPI) auswerten, hat die Overall Equipment Effectiveness (OEE) detailliert im Blick und kann Entscheidungen auf einer besseren Datengrundlage treffen. Alles ist bereit für „Connect & Collaborate“. Unternehmen sollten bald den ersten Schritt gehen und die Punkte identifizieren, an denen ihre Reise zum intelligenten Unternehmen beginnt. Auf der Hannover Messe wurde deutlich, dass dieser Weg machbar ist und zu einer erfolgreichen Zukunft führt.

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