Mit Hilfe von Industrie 4.0 relevanten Softwarelösungen lassen sich Produktionsdaten im Kontext nutzen um besser für die Zukunft gerüstet zu sein. Um eine Industrie 4.0 Strategie erfolgreich umsetzen zu können sollten sie die folgenden vier Prinzipien verfolgen:
- Maschinen, Geräte, Sensoren und Menschen müssen sich miteinander vernetzen können um mittels IoT oder Internet zu kommunizieren.
- Mit Hilfe von Sensordaten werden Informationssysteme in der digitalen Fabrik gespeist, um Informationen transparent zu machen und ein virtuelles Abbild der realen Welt zu erschaffen.
- Assistenzsysteme unterstützen den Menschen mit Hilfe von aggregierten, visualisierten und verständlichen Informationen.
- Systeme sind in der Lage eigenständig und dezentral Entscheidungen zu treffen und können Aufgaben möglichst autonom erledigen. Nur in Ausnahmefällen, zum Beispiel bei Störungen oder Zielkonflikten, übertragen sie die Aufgaben an eine höhere Instanz.
Was Sie dazu benötigen und jetzt noch nicht haben? Nicht viel. Denn die dazu notwendigen Daten werden eh schon generiert und vielerorts auch schon erfasst. Was fehlt ist der Kontext und die richtige Analyse.
Können sie sich vorstellen das 90% der heute vorhandenen Daten in den letzten zwei Jahren generiert wurden? Und können sie sich auch vorstellen, dass dies in zwei Jahren auch noch so sein wird? Laut der IDC werden wir im Jahr 2025 175 Zettabytes Daten pro Jahr generieren, gebrannt auf DVD ergibt das 23 Stapel von der Erde bis zum Mond – Ohne DVD Hüllen! Das sind eine Menge Daten die Menschen, Prozesse und Geräte jeden Tag generieren und alleine die Branchen in denen wir tätig sind sollen 50% dazu beitragen. In der Produktion werden aber auch ganze Datensätze generiert, die irgendwie miteinander verknüpft sind. Aber ohne betrieblichen und geschäftlichen Kontext ist der Wert dieser Daten begrenzt.
Der Schlüssel, um wettbewerbsfähig zu bleiben ist Industrie 4.0 oder die Digitalisierung und besteht darin, diese Industriedaten offenzulegen und in geschäftsrelevante Informationen umzuwandeln, die dann im gesamten Unternehmen verfügbar sind. Die Daten, die sie bereits haben und täglich generieren – und wie gesagt - wir sehen hier eine rasante Zunahme in Datenmenge, Datenvielfalt und auch eine Verbesserung in der Verfügbarkeit - gewinnen mehr und mehr an Bedeutung. Sie sind heute das Herzstück Ihres Unternehmens und wenn sie diese nicht nutzen und analysieren um sich z.B. in Echtzeit über den Zustand ihrer Assets zu informieren, so dass sie rechtzeitig eingreifen können oder damit ihre Lieferkette optimieren, werden sie den Anschluss an die Konkurrenz verlieren.
Die IDC sagt: „Der Schlüssel zur Umsetzung von Industrie 4.0 ist eine umfassende Strategie für das Management von Betriebsdaten und mehr Transparenz zur Definition von Optimierungspotential.”
Die notwendige Strategie besteht darin Datensilos zu beseitigen, dezentrale Anlagen zu überwachen und ein zentrales System für Betriebsdaten zu erschaffen, auf das alle Mitarbeiter Zugriff haben. Sie müssen Daten um Kontext anreichern so das sie für alle Anwender leicht verständlich für ihre Bedürfnisse dargestellt werden können. Dies wird heute i.d.R. von einem Datenanalysten erledigt, der einen Großteil seiner Zeit damit verbringt Daten zu beschaffen bevor er überhaupt damit beginnt diese Auszuwerten. Sie brauchen also ein Self Service Tool zur Auswahl der benötigten Daten und deren Darstellung, ganz ohne Programmieraufwand, mit dem Sie Informationen zusätzlich einfach teilen und bereitstellen können.
Eine solche Digitalisierungsstrategie können sie aber nicht auf einmal umsetzen sondern müssen die Digitalisierung Schritt für Schritt umsetzen. Sie müssen wissen wo sie stehen, sie brauchen einen Plan wohin sie wollen um dann eine Strategie zu entwickeln, wie sie den Plan erfolgreich umsetzen können. Vielleicht stehen sie heute erst bei Stufe 1 – 2 der Grafik, man könnte auch sagen Industrie 3.0 und haben damit zumindest schon den Grundstein für die Stufen 3-5 oder auch 6 gelegt.
Stufe drei ist die genannte einfache (Self Service) Darstellung und Auswertung von Informationen. In der heutigen Fabrik müssen sie Daten nutzen um schnellere und bessere, das heißt Datengestützte, Entscheidungen zu treffen und diese auch schnell kommunizieren. Die heutige Informationsbereitstellung scheitert häufig an technischen und organisatorischen Problemen und ein Digital Shadow gewährleistet einen funktionierenden Informationsfluss, zwischen allen Akteuren innerhalb und außerhalb einer Fabrik.
Bei der Stufe vier geht es darum komplexe Zusammenhänge in den bereitgestellten Daten zu erkennen, die Auswirkungen von Ereignissen zu verstehen und dieses zur Optimierung der Anlagen und Prozesse zu nutzen.
Als Beispiel möchte ich hier ein MES System erwähnen, das viele Zusammenhänge wie z.B. die Verfügbarkeit der Produktion und der Lieferkette aber auch geplante und ungeplante Wartungsaktivitäten und auch die Anforderungen des Marktes kurz- aber auch mittelfristig berücksichtigen muss.
Die fünfte Stufe ist die Vorhersehbarkeit von Ereignissen oder Predictive bzw. Advanced Analytics. Sie werden frühzeitig auf mögliche Probleme und Abweichungen vom gewünschten Verhalten oder Ergebnis im Bereich der Wartung aber auch in der Produktion hingewiesen und können so frühzeitig reagieren um Stillstände zu vermeiden und die Produktionsqualität oder den Durchsatz zu erhalten oder zu optimieren.
Stufe 6 ist die Zukunft aber mit heutiger Technologie bereits umsetzbar. Die Maschinen erkennen selber wann sie die Anforderungen nicht mehr erfüllen können und informieren den Prozess darüber der sich automatisch anpasst. Sie wissen wann sie gewartet werden müssen und geben diese Anforderung an das Team weiter, bestellen die benötigten Materialien und planen einen Stillstand mit einem Blick auf einen für die Produktionsplanung optimalen Zeitpunkt.
Was sind die Herausforderungen?
Aber was sind denn die Herausforderungen denen sie sich stellen müssen und die sie mit Hilfe der Digitalisierung und den Informationen, die in Ihren Daten schlummern, lösen können? Zunächst einmal befanden sich Industrieunternehmen und die Wirtschaft im Allgemeinen bereits lange vor der Pandemie auf einem Weg der Veränderung. Allerdings haben die dramatischen Veränderungen bei den Verbraucherpräferenzen, der Arbeitsumgebung und den damit verbundenen Auswirkungen im Zuge der Pandemie ein Schlaglicht auf bestimmte Defizite geworfen.
56% der Unternehmen, die noch keine Industrie-4.0-Technologien eingeführt hatten, waren nicht in der Lage, sich an das neue Umfeld anzupassen. Unternehmen geben auch an, dass 65% der Entscheidungen die sie heute treffen müssen, komplexer sind als früher. Dazu kommen weitere Herausforderungen wie der Fachkräftemangen und Einstellungsprobleme, die auch wieder den Fokus auf die Erkenntnis geworfen haben, dass ¼ der Belegschaft im verarbeitenden Gewerbe über 55 Jahre alt ist.
Aber auch das Thema Wartung und Verfügbarkeit von Anlagen sind wichtige Themen, die sie mit Hilfe von Industrie 4.0 Lösungen angehen müssen. Aus einer ARC Studie geht hervor, dass nur 18% der in der Studie erfassten Fehler altersbedingt waren. Das bedeutet, dass Sie mit den traditionellen reagierenden und vorbeugenden Wartungsansätzen, nur 18% der auftretenden Fehler von Ausrüstungsgegenständen beheben können. Mit klaren Worten heißt das, die Herausforderung ist es die anderen 82% zu verstehen, denn ohne zu verstehen was passiert ist oder passieren wird, ist es schwierig die Balance zwischen Zuviel und Zuwenig Wartung oder zwischen Risiko, Kosten und Performance zu finden.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, investieren 89% der Industrieunternehmen in digitale Lösungen - angetrieben von Ergebnissen wie 20-30 % Produktivitätssteigerung durch digitale Zusammenarbeit. Insgesamt prognostizieren die großen Analysten, dass die Transformation und Digitalisierung der Industrie bis 2025 eine zusätzliche Wertschöpfung in Höhe von fast 4 Billionen Dollar ermöglichen wird.
Wie gehen Unternehmen die Herausforderungen an?
Unternehmen entdecken oder erforschen Technologien wie KI, Cloud, Big Data, sowohl in Form von Data Lakes als auch in Form der Umwandlung von Daten in Informationen; und auch die Generierung von mehr Daten aus Edge-Assets und dem Betrieb sowie die visuelle Erweiterung via XR gehören dazu. All dies zusammen bildet das Konzept eines am besten in der Cloud als SaaS bereitgestellten digitalen Zwillings, der Datenquellen, Modelle und Analysen durch eine Multi-Experience-Visualisierung zusammenführt, die dem vernetzten Mitarbeiter zur Verfügung gestellt wird, um sein Verständnis zu verbessern, die Zusammenarbeit zu optimieren und das Lernen zu fördern.
AVEVA nutzt die neueste Technologie am Markt und kombiniert diese mit einem Software Portfolio das wir in Gänze als Industrial Information System bezeichnen. Diese von AVEVA bereitgestellte Softwareplattform, die das ganze Spektrum vom Engineering über Operations bis hin zum Asset Performance Management abdeckt, ermöglicht somit jegliche Ausprägung des Digitalen Zwilling.
Wenn sie mehr über das AVEVA Industrial Information System oder das Konzept der Multi-Experience-Visualisierung erfahren möchten, wenden Sie sich bitte an einen unserer Experten!
