Thought Leadership
Das Fließband als Produktionsmethode war lange Zeit die ideale, weil schnellste Produktionsmethode. Inzwischen wurden Technologien entwickelt, durch die Unternehmen ihre bisherigen Produktionslinien in den wohlverdienten Ruhestand schicken können. Das neue Zauberwort heißt heute modulare Produktion.
Basis der sogenannten Industrie 4.0 ist Hochleistungs-IT zur Organisation und Steuerung der Fertigung, des Transports und der Lagerlogistik.
IT als Basis für optimal gesteuerte Produktionsprozesse
Eine noch so ausgefeilte technische Lösung im Hinblick auf optimierte Produktion nützt nichts, wenn sie nicht durch eine ebenso ausgeklügelte IT-Lösung gesteuert wird. Wo früher Mitarbeiter die notwendigen Tätigkeiten ausführen, übernehmen heute Produktionsroboter oder FTS (Fahrerlose Transportsysteme) die Arbeit. Solche Maschinen können allerdings nur dann die Produktivität steigern, wenn sie auf den Punkt und die Millisekunde genau funktionieren. Um dies zu gewährleisten, kommen hochentwickelte, lernfähige Computersysteme zum Einsatz.
Die neue Gemeinschaft mit Blick auf die Industrie 4.0 setzt sich also aus Ingenieuren und Informatikern zusammen. Gemeinsam entwickeln sie neue IT-Lösungen sowie Technologien und arbeiten daran, die Digitalisierung von Unternehmen voranzutreiben. Die Industrie 4.0 stellt sozusagen das Ineinandergreifen von Produktion und Kommunikations- bzw. Informationstechnik dar. Ziele sind die Reduktion von Herstellungskosten und Produktionszeiten, größere Transparenz der Lieferketten sowie die Vollautomatisierung von der Bestellung bis zum Lieferung des Produkts.
Interoperabilität – interaktiver Austausch zwischen Objekten
Damit eine Maschine bzw. ein Roboter seine Arbeit, etwa das Zusammenfügen einzelner Komponenten, exakt ausführen kann, braucht es Informationen, z. B. über die Art der einzubauenden Komponente, ihre Größe oder ihre Positionierung. Dazu ist eine eindeutige Identifizierung aller beteiligten Bausteine notwendig. Maschinen, Werkzeuge, Fördersysteme und Bauteile müssen „einander kennen“ und mittels vorhandener Detailinformationen miteinander „kommunizieren“.
Damit dieses Zusammenspiel in der Praxis gelingt, werden zunächst von jedem Teil digitale Zwillinge erstellt, die dann einander bei einer digital durchgeführten Simulation des Produktionsprozess mittels MEZ-Technik oder ERP (Enterprise-Resource-Planning) zugeordnet und zum Zweck der Auftragssteuerung genutzt werden. Das Ziel ist die Interoperabilität.
Eine hohe Interoperabilität macht den interaktiven Austausch und damit eine einheitliche Sprache zur Verständigung zwischen all den Objekten möglich, die in den Produktionsprozess eingebunden sind.
Zudem lässt sich durch diese Technologie die Automatisierung von Steuerung, Logik, KI sowie Machine Learning optimieren. Außerdem kann so das bisher auf die Hardware und den Materialfluss begrenzte Niveau der Automatisierung auf die Software inklusive intelligentem Materialfluss erweitert werden.
Digitale Transformation für funktionierende Industrie 4.0
Die MR Plan Group beschäftigt sich mit der Entwicklung digitaler Transformation für Unternehmen und bietet als einer der wenigen eine Gesamtplanung an. Die Erfahrung hätte dabei gezeigt, dass „das Gesamtkonzept von produzierenden Unternehmen sich radikal wandeln wird. Wir werden eine riesige Transformation erleben. Immer im Blick: die Effizienz, die Wertschöpfung, Kostenreduzierung – und mehr Nachhaltigkeit“, Thomas R. Mayer Mitglied des Management Boards von MR Plan Group.
Um bei der digitalen Transformation voranzukommen, stehen im Rahmen des dazugehörigen Gesamtprojekts verschiedene Maßnahmen an, die IT-gestützt durchgeführt werden. Dazu gehören als strategische Schritte unter anderem die Erstellung sogenannter Lebenslaufakten zu jedem Produkt (also eine Datenbank bezüglich Herstellung, Nutzung, Nachhaltigkeit und Recycling), die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle und -felder sowie die Gewinnung von Daten für eine zukünftige Wertschöpfung. Zudem ist die Erstellung einer sogenannten Roadmap, die der späteren Umsetzung dient, ein Aspekt der digitalen Transformation. Durch dynamische Simulation mit digitalen Zwillingen werden für Logistik und Produktion Modelle erstellt und auf ihre Belastbarkeit getestet.
Heute sind KPIs (Key Performance Indicators) wie Durchlaufzeiten, Durchsatz oder Kapazitätseinsatz die grundlegenden Kennzahlen für die Effizienz von Fertigungs –, Logistik – oder Montageprozessen. Zudem zählen die Werte in den Bereichen Ressourcen- und Energie-Einsatz sowie Umweltverträglichkeit zu den maßgeblichen Faktoren. All diese KPIs lassen sich durch digitale Simulationen erfassen.
Mithilfe digitaler Simulationen lassen sich anhand der verschiedenen KPIs schwankende Auslastungen und daraus entstehende Überkapazitäten oder Engpässe besser analysieren und einschätzen. Dadurch ist ein Unternehmen in der Lage, Prozesse vorausschauend zu planen und in den jeweiligen Situationen schnell gegenzusteuern, die Produktion zu steigern oder zu bremsen. Das Stichwort lautet hier Engineering for Excellence, also die Konzentration auf die möglichst hohe Effizienz eines industriellen Prozesses.
IT-Strukturen als entscheidender Faktor für effiziente Prozesse
Je mehr Prozesse in einem Unternehmen ablaufen, desto effizienter muss die IT-Abteilung sein. Bei einem kleinen Betrieb können die notwendigen Tätigkeiten vielleicht nebenbei erledigt werden. Ein mittelständisches oder international agierendes Unternehmen mit Produktions-, Vertriebs- und Verwaltungsniederlassungen an verschiedenen Orten oder sogar auf verschiedenen Kontinenten aber kann heute nur wettbewerbsfähig bleiben, wenn es über effiziente, in bestimmten Bereichen Cloud-gestützte IT-Strukturen verfügt. Gerade in der Fertigungsindustrie ist es nicht das vorrangige Ziel, die Cloud zu nutzen, sondern es geht um die richtige Gestaltung der umliegenden IT-Landschaft.
Die bereits existierenden Manufacturing Execution Systeme (MES) erleben durch die Industrie 4.0 eine große Herausforderung. Wo immer beispielsweise Fertigungs-IT genutzt wird, muss sie die bereits erwähnte Interoperabilität aufweisen. Das bedeutet auch, dass sie Schnittstelen besitzt, über die sie moderne und ältere Maschinen gleichermaßen effizient steuern kann. Eine weitere Aufgabe zukünftiger IT im Bereich Produktion, Logistik oder Vertrieb besteht darin, dass sie die Mitarbeitenden, die sie nutzen, unterstützt. Das kann durch automatisierte Datenerfassung, einfache manuelle Bedienung sowie Übersichtlichkeit geschehen. Es geht also auch um Ergonomie und Anwendungsorientierung.
