Industrie 4.0 – Fortschritt im Mittelstand

Veröffentlicht am Nov 20, 2015 in Aktuelles

Individueller, flexibler, schneller. Das Potential, aktuelle wirtschaftliche und gesellschaftliche Herausforderungen zu meistern. Echtzeitfähige, intelligente, horizontale und vertikale Vernetzung von Menschen, Maschinen und Objekten zum Management von Systemen. Die Zukunft der Produktion. Neuartige Geschäftsmodelle, die erhebliche Optimierungspotenziale ermöglichen. Die Vision von Industrie 4.0 hört man momentan von jeder Seite.

Welche pragmatischen Lösungen helfen mittelständischen Unternehmen, sich dem umfangreichen Thema zu nähern? In noch kleinen Schritten helfen Modelle auf dem Weg zum großen Erfolg.
  
Umfrage
Umfrage des VDE: „Welche Aktivitäten sind erforderlich, um Industrie 4.0 schnellstmöglich zum Erfolg zu bringen?“
 
Um erste Erfahrungen zu sammeln, benötigt der Mittelstand pragmatische Ansätze.

Für viele Mittelständler stellt sich zum einen die Frage, was ein mögliches Pilotprojekt mit überschaubaren Investitionen darstellt. Zum anderen wie ein möglicher Einstieg in den Themenkomplex aussieht, ohne die Firma einem kompletten Umbau zu unterziehen.

Werkstückverfolgung, Predictive Maintenance oder Defect-Trackingsysteme gelten als mögliche Anwendungen, die die Unternehmen Schritt für Schritt einführen können. Der Mittelstand muss sich aus einer Vielzahl von Mehrwerten den richtigen auswählen. Dabei gilt immer der Grundsatz: „Transformation gepaart mit Pragmatismus bietet Fortschritt bei angemessenem Risiko.“
 
Transformation ist erforderlich.

Industrie 4.0 als strategischer Begriff bedeutet die Vernetzung von allen Aspekten der Fertigung. Die Vernetzung innerhalb der Fertigung und die Vernetzung zwischen Prozessen innerhalb und außerhalb der Fertigung.

Agnes Wallner, Geschäftsführerin der Dr. Wallner Engineering GmbH aus Schönaich (Stuttgart), sieht große Herausforderungen für die Wirtschaft durch die vierte industrielle Revolution. „Industrie 4.0 ist mehr als eine reine Vernetzung aller unternehmensrelevanten Bereiche und Maschinen. Hier wird viel Wissen über die Abläufe im Unternehmen vorausgesetzt. Gerade für uns als Dienstleister im Schlüsselbereich PLM haben wir hier eine hochspannende Schnittstelle bis in die Tiefen der Fertigung“.

Die Konsequenzen:

  • dynamische Produkte durch flexible Produktionsanlagen statt starren Produktionsanlagen für einzelne Produkte
  • Dienstleister und Makler werden zu Bestandteilen der Industriebranche -> neue Unternehmen entstehen
  • selbststeuernde Systeme und agile Modelle statt hierarchischen Systemen
  • Datenmanagement zieht sich durch den kompletten Entstehungsprozess bis hin zur Fertigung. Produktdaten werden zu PLM-Daten.

 
Bei der Umsetzung lauern Herausforderungen.

Folgende Faktoren gehen aus dem VDE-Trendreport 2015 als größte Herausforderungen im Hinblick auf die Ausbreitung von Industrie 4.0 in Deutschland hervor:

  • Fragen der IT-Sicherheit
  • fehlende Normen und Standards – gleichzeitiges Aufbrechen etablierter Strukturen und Verfahren
  • hohe Investitionskosten und Komplexität
  • Migrationsprobleme von klassischer Industrie zu Industrie 4.0, sowie unzureichende branchenübergreifende und interdisziplinäre Zusammenarbeit
  • fehlende Anwendungsfälle, sowie Geschäftsmodelle
  • nicht ausreichend leistungsfähige Informations- und Kommunikationsinfrastruktur
  • Auswahl der richtigen Technologien
  • Absicherung von Firmen- und Maschinendaten
  • Nutzen muss veranschaulicht werden
  • Potentielle Anwender überzeugen.

 
Vorgehensweisen standardisieren und den Verantwortlichen einen erprobten Handlungsleitfaden liefern – netzwerkübergreifende Standards, die eine gute Grundlage bieten können.

Enterprise Resource Planning, Product Lifecycle Management und Speicherprogrammierbare Steuerung. Typische IT-Systeme in der heutigen Produktion, sowie Manufacturing Execution System als Auslagerung einiger Funktionen. In der Zukunft soll das anders aussehen. Die Produktion wird auftragsorientiert und dezentral gesteuert. Somit wird der Ablauf grundlegend geändert und ein anderer Funktionsaufwand definiert.
Der Umgang mit erfassten und berechneten Informationen stellt die zweite und eventuell sogar bedeutendere Veränderung dar. Wertschöpfungsketten über Firmengrenzen hinaus stehen in Verbindung mit dem schnellen und abgesicherten Austausch großer Datenmengen.
Für die Veränderung gilt die Voraussetzung: Kenntnisse über die zu digitalisierenden Prozesse und Abläufe. Ein Enterprise-Architektur-Management bietet eine gute Übersicht und kann dabei exzellente Dienste leisten.

Besonders der Mittelstand steht vor zahlreichen Herausforderungen. Aufnahme und Dokumentation der Prozesse für die Digitalisierung, Offenheit und Akzeptanz gegenüber neuer Denkansätze durch neue Geschäftsmodelle und das Abweichen von den gewohnten Wegen.
Ein enormer Anteil an Legacy-Systemen müssen in die Industrie 4.0 Projekte integriert werden. Der Mittelstand bevorzugt standardisierte und pragmatische Ansätze, da er sich keine personell großzügig ausgestatteten Prozessorganisationen leistet und auf Standardabläufe angewiesen ist.
 
Unterstützung durch Modelle.

Bei der aktiven Mitgestaltung des anstehenden Paradigmenwechsels, können Modelle als Lösung dienen. Sie helfen bei der Integration von Partnern und Lieferanten, sowie der Maschinen und Systeme.

Drei große Bereiche werden über die Modelle abgedeckt und dokumentiert:

  • Prozesse, um die Abläufe zu kennen, die man einsetzen muss. Nicht nur innerhalb der eigenen Abteilung, sondern zwischen Maschinen, Mitarbeitern, Partnern, Tools und Kunden.
  • Zusammenhänge von Organisation, Zielen, Infrastruktur und den Prozessen wird durch Enterprise Architektur dargestellt.
  • Grundlegend für den unternehmerischen Erfolg sind Daten. Produktionsdaten werden zu Produktdaten und Produktlebenszyklusdaten. Sie steuern die Abläufe vor, während und nach der Fertigung. Aufnahme und Verarbeitung muss in Echtzeit erfolgen.

 
Pragmatische Ansätze, die hohe Synergie bieten. Agnes Wallners Empfehlung für die Unternehmen ist, sich auf die eigene heterogene Toollandschaft vorzubereiten und Fähigkeiten aufzubauen, um flexibel und schnell handeln zu können. Hilfe hierfür bieten Analysen, unabhängig von der eingesetzten BPM- oder EA-Landschaft, die Informationen einsammeln und auswerten können.
 
Vorgehensweise bei der Einführung.

Ein allgemeines, standardisiertes Vorgehen beinhaltet 2 Schritte:

  • Bestandsaufnahme. Die Ausgangslage wird mit Hilfe eines Assessments ermittelt. Wertvolle Ergebnisse in den Bereichen Enterprise Architektur, Geschäftsprozesse und Workflows, sowie Datenmanagement sind erforderlich.
  • Aufeinander aufbauende Abstraktionsebenen, hier dargestellt in einer Pyramide:

 
Pyramide
 
Welche Faktoren tragen maßgeblich zum Erfolg bei?

Hauptsächlich werden drei entscheidende Faktoren genannt, um die erwartete Produktivitätssteuerung und den volkswirtschaftlichen Nutzen aus smarten Technologien und Industrie zu ziehen: Qualifikation, Geschwindigkeit und Infrastruktur.

Der Erfolg einer nachhaltigen Umsetzung eines Industrie 4.0 Programmes ist auch von folgenden Faktoren abhängig:

  • Etablierung von Industrie 4.0 als Management-Aufgabe
  • Einheitlich festgelegtes, prozessorientiertes Vorgehensmodell
  • Standardisiertes Vorgehensmodell für die ständige Verbesserung und Steigerung von Effizienz und Effektivität
  • Ausprägung und Umsetzung der Architekturprinzipien
  • Prozess- bzw. Fachdomänen-Verantwortung an Stelle Applikations-Verantwortung

Industrie 4.0 wird als Management-Aufgabe eingeführt und es wird nach einem einheitlich festgelegten und prozessorientiertem Vorgehensmodell gearbeitet. Die standardisierten Vorgehensmodelle fördern die ständige Optimierung und Steigerung von Effizienz und Effektivität, Architekturprinzipien werden ausgeprägt und umgesetzt. Statt Applikations-Verantwortung setzen sich Prozess- bzw. Fachdomänen-Verantwortung durch. Key Performance Indicators (KPIs) definieren Kosten- und Nutzenparameter, außerdem werden sie festgelegt und fortlaufend überprüft.
 
Deutschland kann eine führende Rolle einnehmen und hat die Chance, die vierte industrielle Revolution aktiv mitzugestalten.

Deutschland hat als „Hidden Champion“ für Speziallösungen eine gute Ausgangslage und ist industrielles Schwergewicht mit einem Drittel der Wertschöpfung in der EU. Es bestehen etablierte Entwicklungspartnerschaften zwischen Ausrüstern und Anwendern. Insbesondere im Maschinen- und Anlagebau besitzt Deutschland einen starken Mittelstand. Zudem herrscht ein gutes Bildungssystem, was im Bereich der Ausbildung und Entwicklung eine wichtige Rolle spielt.

Deutschland ist sehr gut aufgestellt in fast allen entscheidenden Zukunftsfeldern und kann sich in wichtigen Schlüsselsektoren als Leitanbieter etablieren.
 

Fazit: Der Mittelstand profitiert mehr als nur technologisch und hinsichtlich der Kosten von der Industrie 4.0 Bewegung. Dank der Digitalisierung kann auch in den Bereichen Produkte, Prozesse und Organisation eine beträchtliche Steigerung der Effizienz vorgenommen werden. Eine vielversprechende Verwirklichung benötigt ein gutes Business-Process-Management (BPM), Enterprise-Architektur-Management, das schlank und flexibel sein sollte.



 
Über Dr. Wallner Engineering GmbH:
 
Die Dr. Wallner Engineering GmbH ist bekannt durch ihre hochwertigen CAx Dienstleistungen rund um NX und Teamcenter. Seit über 20 Jahren ist Dr. Wallner Engineering als erfahrener Praktiker im Dienstleistungsbereich von CAD- und PLM-Systemen erfolgreich tätig und hält sein Wissen in den verschiedenen CAx/PDM-Projekten ständig up-to-date. Kunden werden ganzheitlich betreut – von der ersten Überlegung bis hin zur Anwenderbetreuung nach der Implementierung.

Dr. Wallner Engineering bietet als zertifizierter Dienstleistungspartner einen umfassenden, geprüften und tiefgreifenden Erfahrungsschatz. Hinsichtlich des Industrie 4.0-Themas kann Dr. Wallner mit Wissen über Abläufe den verschiedenen Unternehmen und Branchen zur Seite stehen und unterstützt einen Teil des Prozesses. Das Portfolio wird gebildet durch Dienstleistungen wie Konzeptionierung, Konfiguration, Migrationen, Programmierung, Produktentwicklung, Produktoptimierung, technisches Projektmanagement, Systemadministration, Datenrefile, Realisierung, Betreuung und Optimierung.