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Fahrplan – Skalierung von Pilotkonzepten bis hin zu industrialisierten Lösungen

Dieses Szenario richtet sich an Unternehmen, die eine Reihe von Pilotprojekten durchgeführt haben, um verschiedene Industrie-4.0-Konzepte zu erlernen und zu testen.

Eine wichtige Überlegung für die Skalierung von Pilotprojekten bis hin zu einer breiteren Einführung von Industrie 4.0 ist die Abstimmung über den Produktionsprozess oder die Wertschöpfungskette sowie über die verschiedenen Produktgruppen hinweg, die mit ihren eigenen Produktionsprozessen hergestellt werden.

Pilotprogramme und „Anwendungsfälle“

Es ist unerlässlich, die einzelnen Pilotprojekte und „Anwendungsfälle“ an einer höheren Ebene auszurichten und sich dabei vorzugsweise auf eine Produktgruppe und den gesamten Produktionsprozess oder die gesamte Wertschöpfungskette für diese Produktgruppe zu konzentrieren. So ist es möglich, dass einige der Pilotprojekte mit Hinblick auf den neuen Umfang umgestaltet werden müssen. Es ist dafür zu sorgen, dass die Pilotkonzepte gemeinsam funktionieren, indem alle Konzepte für eine Produktgruppe oder einen Produktionsprozess angewendet und getestet werden. Das bedeutet, dass für jeden Schritt der Wertschöpfungskette und eine Produktgruppe die „Anwendungsfälle“ und technischen Lösungen erprobt sind.
Die Produktionsanlagen und Werkzeuge verfügen bereits über eine große Anzahl von Sensoren und Aktoren, die miteinander kommunizieren können. Der Schwerpunkt sollte auf der Definition der Standards und wichtigsten Technologien liegen, denen die verschiedenen Lösungen im Produktionsprozess entsprechen müssen, um Daten und Ressourcen gemeinsam nutzen zu können. Darüber hinaus werden Robotertechnik und Automatisierung in die Prozesslandschaft eingeführt.
Um die Skalierung der Lösungen zu ermöglichen, muss die einwandfreie Funktion der Konnektivität sichergestellt sein. Cybersicherheitslösungen und -richtlinien müssen entwickelt werden, vor allem in Bezug auf den Zugriff von Dritten und die damit verbundenen Risiken. Unternehmen, die Lieferanten und Partnern Zugriff auf Geräte und Daten gewähren, benötigen Schutz vor unbefugtem Zugriff und vor Angriffen, wie z. B. durch Ransomware, über diese Zugangspunkte.
Die Produktspezifikation ist so ausgelegt, dass Toleranzen und Anziehvorgänge digitalisiert und von den Produktionsanlagen und Montagewerkzeugen verstanden werden können. Die Lösungen für Qualitätssicherung und Fehlervermeidung verwenden dieselben Daten. Eine mögliche Entwicklung besteht darin, einen Prozess für die Änderung von Produktdaten oder Produktionsprozess-Spezifikationen basierend auf Erkenntnissen aus Datenanalysen zu definieren.


Vorteile von „Anwendungsfällen“ nutzen

Der Schlüssel liegt in der IT-Landschaft. Moderne IT-Architektur basiert zunehmend auf einer Modularisierung und Entkopplung, um die Flexibilität und Agilität zu erhöhen. Das heißt, die von Prozessen und unterstützenden Systemen bereitgestellten geschäftlichen Möglichkeiten sollten einen genau definierten Umfang haben und als Modul implementiert werden, das Daten über eine serviceorientierte Architektur kommuniziert und teilt. Ein Vorteil besteht darin, dass bestehende Altsysteme weiterhin als Rückgrat dienen und neue Funktionen hinzugefügt werden können, indem Module integriert werden, wenn zusätzliche Funktionen benötigt werden.
In einem Unternehmen, das Industrie 4.0 einführt, werden sich die Aufgaben der Mitarbeiter ändern. Führende Studien zeigen, dass der Bedarf an Ressourcen nicht sinkt, da an die Stelle wegfallender Tätigkeiten weiterführende Aufgaben treten. Darum sollten Unternehmen eine Kultur und Organisation fortführen, die bereit und in der Lage zur Anpassung an die sich verändernden Bedingungen ist.
Die Strategie für ein Unternehmen, das eine Skalierung von Pilotprojekten bis hin zur unternehmensweiten Einführung anstrebt, sollte eine langfristige Vision, z. B. „Serienproduktion mit der Losgröße eins“, und einen agilen und flexiblen Ansatz für Lösungen und die Nutzung und Umsetzung von Gelegenheiten enthalten. Ein wichtiger Faktor bei der Skalierung ist die Geschäftsarchitektur und der Aufbau des Eco-Systems aus IT-Systemen, Ausrüstung und Infrastruktur. Augenblicklich besteht eine Konvergenz von Systemen und Lösungen von Geräteherstellern, ERP-Software und Fertigungssystemen. Diese früher getrennten Systeme mit nicht konkurrierenden Funktionen passen sich nun an Industrie 4.0 an und entwickeln einander überschneidende Funktionen – und Unternehmen sollten bestimmte strategische Entscheidungen treffen.

Möglicher Ansatz an die Skalierung einer Lösung

Abbildung 1: Illustrierter Fahrplan zur Skalierung eines Industrie-4.0-Konzepts

Durch den Einsatz von IoT könnten Schätzungen zufolge Verletzungen von Mitarbeitern in Betriebsumgebungen um 10 bis 25 Prozent reduziert und im Jahr 2025 bis zu 225 Milliarden US-Dollar eingespart werden ...
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