Handelt es sich beim Manövrieren der Industrie 4.0-Umgebung um einen Sprint oder um einen Dauerlauf?
In diesem Blog reflektieren wir den Ansatz von NEDCON zur digitalen Transformation von Fertigungsprozessen und wie wir Industrie 4.0 sehen.
Der Ausgangspunkt
Als die ersten Konzepte der industriellen Revolution 4.0 (2011) aufkamen, waren wir gerade damit beschäftigt, Produktionskonzepte mithilfe der seinerzeit vorhandenen Automatisierung und Robotik zu überarbeiten bzw. umzugestalten. Wir befanden uns damals also selbst noch in der Phase der 3. industriellen Revolution, aber wir sahen die veränderte Situation als Chance. Diese Aussicht beschleunigte unsere Bereitschaft zur Einführung cyber-physischer Systeme. Die Implementierung fühlte sich an wie ein echter Sprint, erfolgte aber auf koordinierte Weise. Dies war der Beginn unserer digitalen Transformation.
Von Bestandsanwendungen zu vollständig integrierten Lösungen
Vor unseren Industrie 4.0 Bemühungen, basierte die Betriebstechnologie (operational technology oder OT), einschließlich der automatisierten und robotergestützten Fertigung, weitgehend auf IT – auch bei NEDCON. In dieser Phase ging es um die vertikal-digitale Verbindung zwischen OT und IT (information technology), insbesondere um die Verknüpfung von Systemen wie FIELD und SAP/ERP. Diese Verknüpfung umfasste mehrere Anwendungen auf der sogenannten MES-Ebene (manufacturing execution system), die den digitalen Informationsfluss in beide Richtungen verknüpfte. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören die Auftragsabwicklung, die Zustands-/Energieüberwachung, die Verwaltung von Messdokumenten und die derzeitige Implementierung von Echtzeit OEE (overall equipment efficiency). Das neue Echtzeit OEE-System sollte die digitale Anwendung, die nicht in Echtzeit arbeitet, ersetzen. Selbstverständlich ist es nicht logisch, funktionierende Technologien schlichtweg austauschen zu lassen und so war es eine Herausforderung, ältere Bestandsanwendungen an die Systeme anzuschließen. Heute besteht lediglich noch Bedarf an einer globaleren Integration der entwickelten Lösungen, an der Vervollständigung der hierarchischen Darstellung der Informationen (Fabrik-Übersicht) und an Schritten zu erhöhter Mobilität.
Die traditionelle Sichtweise von MES ist wahrscheinlich nicht mehr ausreichend
Auf den ersten Blick schien die Implementierung der MES-Ebene ein klares und greifbares Ziel zu sein, doch mit der stetig fortschreitenden Digitalisierung verschiebt sich auch stetig das Ziel. Die Automatisierungspyramide verändert sich in vertikaler Richtung erheblich. Deshalb bereiten wir sowohl auf der FIELD- als auch auf der MES-Ebene die IIoT-Anbindung (industrial internet of things) sowie die Supportfunktion für die Mensch-Maschine-Schnittstelle vor. Wir bevorzugen die Anwendungen von IIoT-Plattformen, die mit der Produktion und der Datenverarbeitung verbunden sind und sich von den bekannten Anwendungen auf mobilen Geräten abgrenzen. Zu Beginn haben wir uns mehr auf ein monolithisches System konzentriert, welches perfekt auf unsere Bedürfnisse zugeschnitten ist, die Teilnahme am digitalen Ökosystem der Industrie 4.0 bietet jedoch viele Vorteile. Die Spitze der Pyramide des digitalen Ökosystems hat sich entsprechend verändert. Die Spitze besteht demnach nicht mehr nur aus einem ERP, sondern umfasst eine Business Intelligence (BI)-Ebene, die erweiterte Berichts- und Analysefunktionen für Produktionsdaten bietet. Dies ist einer der aktuellen Schwerpunkte von NEDCONs Digitalisierung der Produktion.
Die digitale Transformation läuft nicht nur vertikal
Auf dem richtigen Weg zu bleiben, bedeutet nicht nur an laufenden Projekten zu arbeiten, sondern auch ständig neue Ideen und Schritte zu unternehmen. An diesem Punkt beginnen sich die Wege zu verzweigen. Die Zukunft ist nicht mehr nur vertikal, sondern auch horizontal mit dem Fokus auf Daten. Wir können uns nicht mehr nur auf Produktionsdaten verlassen, um optimale Produktionsbedingungen zu gewährleisten, sondern müssen auch eine Verbindung zu anderen robusten Datenplattformen herstellen, wie z. B. Integrierte Planung, TQM, usw. Viele dieser Plattformen liefern Daten in unstrukturierten Dateien, z. B. in Form von Sprachberichten. Diese Daten müssen häufig semantisch analysiert werden, um sie in eine strukturierte Datei umzuwandeln, welche sich für weitere Analysen eignet. Die Koordinierung verschiedener (un-)strukturierter Systeme ist in diesem Stadium eine der größten Herausforderungen. NEDCON verstärkt seine Data-Engineering-Fähigkeiten, um das Potenzial der BI-Ebene voll auszuschöpfen, einschließlich der Analyse horizontaler Datensysteme mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz. Dieser Ansatz ist unerlässlich, um wichtige Korrelationen und Ursachen zu entdecken. Auf diese Weise können wir Optimierungen ermöglichen. Nicht nur innerhalb der Produktion, sondern letztlich in der gesamten Lieferkette. Auf diese wichtige Komponente konzentrieren wir uns in unseren Analysen in Bezug auf mögliche nächste Schritte bei der digitalen Transformation unserer Produktion.
Eine weitere Dimension als Bonus
Das Finden von Zusammenhängen und deren Ursachen liefert wertvolle Erkenntnisse, löst aber nicht automatisch Optimierungsentscheidungen ab, geschweige denn ermöglicht es komplexen Systemen und Prozessen, sich selbst zu optimieren oder anzupassen. Hierzu sind digitale Modelle erforderlich, sowohl von Objekten/Systemen als auch von Prozessen. Bei NEDCON steckt die mathematische Modellierung von Prozessen noch in den „Kinderschuhen“. Wir wollen den Einsatz grafischer und funktionaler 3D-Modelle sowohl für Anlagenprozesse als auch für die Nutzung von Ausrüstungen erheblich ausbauen. Bislang haben wir nur über die Affinität zwischen Betriebs- und Informationstechnologie (OT-IT) gesprochen. Doch nun besteht weiterer Diskussionsbedarf: Die Engineeringstechnologien (ET) und insbesondere die Konvergenz von IT, OT und ET. Wenn wir das volle Potenzial robuster Werkzeuge wie Deep Learning und künstliche Intelligenz ausschöpfen wollen, muss diese neue Dimension eine Priorität in unserer Digitalisierungsstrategie erhalten.
Was sind die größten Risiken und Herausforderungen, um erfolgreich zu sein?
Hier sind die wichtigsten, folgende:
- Schaffung einer langfristigen Vision und Anwendung eines strukturierten Rahmens zur Konsolidierung von Problemen
- Unterschätzung der Aufgabe der Daten-Experten, insbesondere den Mangel an Dateningenieuren und sogenannten Citizen Data Scientists mit Geschäftskenntnissen und grundlegenden Kompetenzen in der Analytik
- Änderung der Organisationskultur, um die Organisation an eine Situation anzupassen, in der einige Aspekte schwer zu erklären sind oder die Lösung nicht im Voraus bekannt ist
- Die Backbone-Prozesse und -Plattformen müssen robust digital und nach Möglichkeit horizontal sein
- Die Aufgabe der Führungskräfte und die Beziehung zum Team sollten sich in Richtung agiler Methoden verschieben
Was ist also die Antwort auf die Frage in der Überschrift?
Wahrscheinlich ist hier ein mehrtägiges Radrennen der beste Vergleich, wenn man eine sportliche Analogie heranziehen möchte. Unser Fahrplan für die digitale Transformation in Etappen, ist in klare Ziele unterteilt. Auf jede Etappe muss man sich vorbereiten, hat aber immer eine klare Vision und Strategie für das gesamte Rennen vor Augen. Das Digitalisierungsrennen kann auch dann gewonnen werden, wenn man keine einzige Etappe gewinnt. Man muss nur zu jeder Zeit optimal aufgestellt sein. Jede Etappe ist anders und die Agilität und Taktik des Teams entscheidet über den Erfolg. Und außerdem gibt es bei den Sprints vor dem Ziel keine Ausnahmen!
