Smart Factories – Noch ein weiter Weg oder doch schon greifend nah?

Veröffentlicht von Pierre Manière, Tamara Tüchelmann und Moritz Helbich am 23. Juli, 2018.

Streamlined Process von Bestellung bis zur Smart Factory

Heutzutage ist es quasi unmöglich komplett auf Digitalisierung zu verzichten. Egal, ob im privaten Leben oder im Beruf, überall wird man auf die neuen Technologien treffen. Auch kleine und mittelständische Unternehmen (KMUs) greifen in Form von E-Mail-Verkehr oder Cloud-Systemen, die Daten von überall aus abrufbar machen, auf (teil)automatisierte Prozesse zurück.

Allerdings gehen die meisten Unternehmen nicht über diese Möglichkeiten hinaus und lassen oftmals Optimierungsmöglichkeiten auf der Strecke.

So werden Prozesse, wie Nachbestellung von Fertigungsmaterialien, Einkauf und Preisberechnungen noch immer größtenteils manuell getätigt. Das kostet meistens Zeit und ist teuer – dabei könnte es mit der richtigen Software und dem richtigen Digitalisierungsansatz oftmals ganz einfach sein.

Ein offener Plattform Ansatz als IT-Basis für den Shopfloor der Smart Factory ist dringend nötig, um Prozesse strukturiert im Unternehmen laufen zu lassen.

Retrospektiv kann man die Fertigungs-IT mittlerweile in 4 Generationen einteilen:

1. Insellösungen: Hierbei wurde auf Qualitätssicherung, Maschinendatenerfassung oder die Fertigungssteuerung geachtet und diese digital implementiert.

2. Monolithische IT-Systeme: Mehrere Insellösungen werden zu einer monolithischen Gesamtlösung zusammengefasst. Diese Lösungen werden häufig auch als MES (Manufacturing-Execution-Systems) betitelt.

3. Modulare MES-Software: Eine Erweiterung der normalen MES, mit denen heutzutage viele Unternehmen arbeiten. Es gibt Programme, die einen 360°-Blick auf alle an der Produktion beteiligten Ressourcen haben und somit übergehende Prozesse nahtlos abbilden können.

4. Plattformbasierte Lösung: Eine Software, die die Komplexität beherrschbar und zukunftsfähig macht, damit diese von Unternehmen individuell eingesetzt werden kann.

Die 4. Generation könnte vielen Unternehmen aus dem Fertigungs Dilemma leiten. Doch wo liegen genau die Vorteile – gerade auch für KMUs – und welche Herausforderungen dürfen nicht außer Acht gelassen werden?

Vorteile der Smart Factories

Auf den ersten Blick kann der Außenstehende  schnell erkennen, wo im allgemeinen die Vorteile von Smart Factories und den damit verbundenen automatisierten Fertigungs- und Administrationsprozessen liegen.

Mit Hilfe von cyber-physischen Systemen und der intelligenten Vernetzung jeglicher Prozesse eines Unternehmens wird der Mensch in Zukunft womöglich fast komplett durch einen Roboter oder einen Computer ersetzt werden. Als Grundlage für die Kommunikation zwischen Produkten und Fertigungsanlagen dient das Internet of Things (IoT).

Zu unterscheiden ist noch die interne und externe Vernetzung in einer Smart Factory. Bei der internen Vernetzung werden alle möglichen Komponenten des Produktionsprozesse vernetzt und in interne IT-Systeme integriert. Sämtliche Kommunikation mit Dienstleistern oder anderen Smart Factories läuft unter externer Kommunikation.

Nun konkret zu den Vorteilen, die auch für KMUs sehr interessant sind!

Aufgrund der intelligenten Vernetzung und der (nahezu) kompletten Selbstorganisation, können Produktionsabläufe individuell und sehr flexibel gestaltet werden. So entsteht die Möglichkeit, dass individuell auf den Kunden abgestimmte Produkte oder Kleinserien zu einem viel geringeren Kostenaufwand produziert werden können, der sonst nur in Massenproduktion zu erreichen wäre. Der Shopfloor berechnet autonom über die Softwarelösung, mit Informationen zu Menge, Maße und Funktion, den optimalen Produktionsprozess.

Außerdem können durch die Einsparung von administrativen Aufgaben Aufträge um ein vielfaches schneller bearbeitet werden und Flexibilität in der Produktion geschaffen werden.

Durch die allgemeine Erfassung von jeglichen Daten kann die gesamte Wertschöpfungskette transparenter und übersichtlicher gestaltet werden, was dem Management präzisere Analysen von Schwächen oder Problemen ermöglicht.

KMUs können ihren Gewinn enorm steigern, da sie weniger Mitarbeiter für zeitintensive Berechnungen, Einstellungen, etc. im Produktionsprozess benötigen und somit die Kostenhürde signifikant  verringert wird.

Um all diese Vorteile nutzen zu können, müssen jedoch noch einige Herausforderungen gestemmt werden.

Herausforderungen und das Sicherheitsproblem

Gerade die Sicherheit der Daten muss gewährleistet werden, damit Sabotagen und Hackerangriffen präventiv entgegengetreten wird. Manipulation der Produktion und Sachschäden könnte für ein betroffenes Unternehmen sehr kostspielig werden.  Außerdem könnte das Unternehmen seinen guten Ruf verlieren und mit einem Reputationsschaden eine langfristige Schwächung erfahren. Hier gilt es also an der Sicherheit der Software zu arbeiten, damit keine Folgeschäden entstehen können.

Die Wartung dieser Systeme ist mit hohem IT-technischen Aufwand verbunden und muss stets überprüft werden, damit nicht nur Eigendaten, sondern auch Kundendaten permanent verschlüsselt sind und sicher bleiben. Neben der Sicherheit der Systeme ist auch ihre Entwicklung noch im vollen Gange. Derzeit arbeitet Siemens auf Hochtouren an der industriellen Digitalisierung. Mit mehreren Milliarden an Investitionsgeldern forscht und entwickelt Siemens stetig neue Konzepte, damit jede Branche den Schritt zur Digitalisierung wagt. Dabei sind sogenannte MindSphere Center – insgesamt schon 20 an der Zahl – auf einzelne Branchen spezialisiert und entwickeln zusammen mit Kunden von Siemens Innovationen für Datenanalysen und Software für maschinelles Lernen.

Eine weitere große Herausforderung sind schlicht und einfach die heute noch sehr hohen Investitionskosten, die oftmals nur von großen Unternehmen, mit sicherem Umsatz/Gewinn und einem guten Stand im Markt, bezahlbar sind. Außerdem wird für eine Smart Factory viel Fachpersonal benötigt, welches oftmals nicht in den Unternehmen vertreten ist. Das ist der Grund, warum in den letzten Jahren die Industrie 4.0 Anwenderzahlen nur langsam gestiegen sind. Es muss sich also noch einiges tun, damit Machine Learning, MES, autonome Wertschöpfungsketten, usw. für die breite Industrie bezahlbar und anwendbar werden.

Beispiele aus der Praxis

Nun aber weg von der grauen Theorie und hin zur Praxis. Wir haben Ihnen 3 Beispiele aus der Praxis rausgesucht, an denen die Thematik noch mal ein bisschen realitätsnäher dargestellt wird.

Digital Procurement: Beschaffung, die komplett autonom arbeitet und immer den optimalen Preis und beste Qualität findet. Über Predictive Analytics Software, Smart Contracts, Big Data und Echtzeitverfügbarkeit entstehen neue Möglichkeiten für einen effizienteren Einkauf, dessen Reaktionsgeschwindigkeit bei Veränderungen des Marktes ein enormer Vorteil sein wird.

Predictive Maintenance: Es geht primär darum, wie Unternehmen mit Hilfe digitaler Möglichkeiten (neudeutsch “Industrial IoT” oder Industrie 4.0 genannt) Prozesse optimieren und Service planen können. Dies erfolgt weitgehend autonom und soll so Mitarbeiter von administrativen Aufgaben befreien. Der Prozess wird permanent über Sensoren überwacht, Daten werden direkt übermittelt, sodass sich die Produktion auf jeden Prozess, der vorher stattgefunden hat, einstellen kann. Hierzu finden Sie weitere Informationen in unserem Blogpost zum Thema “Smart Maintenance und Process Innovation”.

Overall Equipment Effectiveness (OEE): Die Gesamtanlageneffektivität soll in Zukunft so hoch wie möglich sein, damit die angestrebte Produktivität selbst bei individuellen Aufträgen in Losgröße 1 erreichbar ist. Schon jetzt kommen manche Unternehmen der Losgröße 1 verdächtig nahe, da OEE sehr ausgeprägt benutzt wird. Bis es flächendeckend in der Industrie vorzufinden ist, müssen wir uns noch ein wenig gedulden.

Lösungen durch Smarte Software

Welche Lösungen es dennoch schon jetzt auch gerade für KMUs gibt und welche Anbieter man am besten auswählt, um den Weg zur Smart Factory zu starten, stellen wir Ihnen jetzt vor!

Um Digitalisierung zu meistern sollte man ein klares Ziel vor Augen haben, sonst ist die Gefahr der Zerstreuung groß, der Misserfolg wahrscheinlich. Wenn die Marschrichtung unklar ist, können in der Regel spezialisierte Beratungen helfen. Im Rahmen von Piloten oder kurzer “Hackathons” können die Ziele aber ebenfalls freigelegt werden: technische Möglichkeiten setzen manchmal ungeahnte Kreativität frei!

Weil sich diese Ziele nur mit Daten erreichen lassen, muss die Basis-Connectivity sichergestellt sein: “Wie kriege ich welche Daten wo her? Kann ich mich direkt an die Maschinensteuerung anschließen? Sollte ich auf das darunter liegende Bussystem zugreifen? Oder doch lieber einen Retrofitting-Ansatz probieren?” Viele Wege führen nach Rom. Hier empfiehlt es sich, mithilfe des Ziels kritisch zu prüfen, welche Daten wirklich gebraucht werden und welcher Aufwand überhaupt gerechtfertigt ist.

Die Digitalisierung kann ein Unternehmen unmöglich alleine bezwingen, also muss man sich informieren, welche Komponenten und Dienstleistungen von wem geliefert werden können.

Außerdem sollte man auf keinen Fall die längerfristigen Integrationsthemen der Data Governance und Sicherheit aus dem Blick lassen, da diese Bereiche meistens darüber entscheiden, wie schnell und erfolgreich eine Lösung tatsächlich in den Produktionsbetrieb überführt werde kann..

Wenn diese Grundlage geschaffen ist, können hohe Gewinne eingefahren werden – sowohl in der Produktion selbst als auch in allen administrativen Bereichen.

Cybus stellt genau einen solchen  Dienst zur Verfügung, der die Themen Connectivity, Daten-Sicherheit und -Hoheit löst und die richtigen Partner zusammenbringt. Ihre Connectware ist die wohl einfachste Fabrik-Datenmanagementlösung – Made in Germany. Diese Software wird lokal installiert und schließt die Lücke zwischen den hohen Sicherheitsanforderungen in der Fertigung und der vernetzten Welt der digitalen Dienste. Fabriken bleiben dabei Herr über ihre Daten und wahren ihre Unabhängigkeit: Sie können zum Beispiel verschiedene Anwendungen und Clouds ausprobieren, ganz ohne Lock-In.

Wir von KREATIZE setzen anders als Cybus bei der Beschaffung an. Diese ist oftmals gerade für KMUs sehr unübersichtlich und kompliziert. Deshalb stellen wir ein Online-Tool zur Verfügung, mit dem Bauteile jeglicher Art sehr einfach und intuitiv bestellt werden können. Mit unserer Software wird der beste Preis und das beste Material ermittelt und direkt an den Auftraggeber übermittelt.

Kombiniert man nun diese beiden Ansätze, Shopfloorautomatisierung von Cybus und KREATIZE Dienstleistung das beste Angebot zu finden, wird eine Prozesskette in einem Unternehmen um ein Vielfaches effizienter gestaltet. Bauteile können bei Bedarf von Maschinen automatisch in optimaler Menge angefragt werden und zu den besten Konditionen innerhalb kürzester Zeit bestellt werden, so dass der administrative Prozess durch einen Mitarbeiter komplett wegfallen könnte.

Ich hoffe, dass Sie durch unseren Blogpost einen besseren Einblick in die Digitalisierung bekommen haben, wo sie genutzt werden kann und wo eventuell noch große Herausforderungen bestehen.

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Moritz Helbich
Moritz HelbichMarketing & Communications at KREATIZE® GmbH.

Tamara Tüchelmann
Tamara TüchelmannMarketing & Communications at KREATIZE® GmbH.

By |2018-12-04T10:25:34+00:00Juli 23rd, 2018|Unkategorisiert|