Die kreative Welt der Industrie 4.0

“Industrie 4.0 ist kein Zukaufprodukt. Unternehmen, auf der Suche nach Innovationspotenzial für eigene Produkte, sollten selbst Anwendungsfälle identifizieren.”

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Olaf Krause, Geschäftsführer der OKIT GmbH

Ingenieure in den Unternehmen sind oft die ersten, die eine neue Entwicklung erkennen. Sei es, dass sie im Markt eine Bewegung bemerken oder dass der nächste völlig logische Schritt absehbar ist. Sinkt dann der Aufwand für die Einvernahme einer solchen Entwicklung in die eigenen Produkte, dann verspricht sich jede vorwärts gewandte Industrie von der Integration einen Vorteil. Diese Beschreibung gilt für die industrielle Vergangenheit genauso wie auch für die nun bevorstehende sogenannte 4. Revolution.

Laut einem gut zehn Jahre alten Harvard Business Report scheitern jedoch annähernd die Hälfte aller First Mover [1]. Will man den Job als kleiner Wettbewerber zudem noch besser machen als alle anderen, dann liegt die Quote des Scheiterns bei etwa 90 Prozent [2]. Dies führt zur „Mikado-Frage“: Der Erste, der sich bewegt, verliert? Diese Frage ist der Ausgangspunkt für einige Thesen und Gedanken.

Verfügbarkeit von Technologie ist Schlüssel zur Akzeptanz

Die technologischen Entwicklungen der Vergangenheit werden seit wenigen Jahrzehnten angereichert durch Entwicklungen in der Informations-Technologie: Software ist immer mehr in die Lage versetzt worden, mit Sensoren und Aktoren zu interagieren. Miniaturisierung führt zu immer kleineren IT-Komponenten. Vernetzung lässt diese IT-Systeme immer mehr in die reale Welt wirken.

Wie kam das? Die Verfügbarkeit von Technologie, sei es Hardware, Software oder Know-how, ist der Schlüssel für Akzeptanz. Je massentauglicher sie ist, desto eher hat sie das Potential zur Folklore zu werden. Prosperierende Technologie-Ökosysteme sind demnach solche, deren vielfältige Mitspieler sich gegen die Integration mit anderen nicht verwehren, sondern Interoperabilität fördern. Hier haben die Effizientesten den größten Erfolg. Und das gilt auch und erst recht in der Besetzung von Nischen.

Informationstechnologie setzt neue Standards im Wettbewerb

In einer Welt der technischen Erfindungen zählt zunehmend der kontinuierliche Vorsprung vor dem Wettbewerb. Das Herstellen von Kopien geht immer schneller. Selbst im Engineering verlieren wir eine Führungsrolle nach der anderen. Wir müssen also schneller entwickeln als der Wettbewerb.

Heute verwächst die Informationstechnologie zunehmend mit den Menschen, die sie nutzen. Es zeichnet sich ein Bild ab, in dem Mensch und Umwelt auf eine neue Art miteinander verbunden sind. Dies ist ein Metatrend, eine Entwicklung, die sich durch viele Bereiche von Technologie und Kultur zieht. Dazu drei empirischen Beobachtungen:

  1. Alle 18 Monate erfolgt eine Verdopplung der Komplexität integrierter Schaltkreise und in etwa auch deren Leistungsfähigkeit (Moorsches Gesetz).
  2. Die Kosten der Vernetzung steigen proportional mit der Anzahl der Teilnehmer, der Nutzen steigt proportional mit der Anzahl ihrer möglichen Verbindungen (Metcalfesches Gesetz).
  3. Wenn es mehr als eine Anwendung gibt, dann wird sie früher oder später genutzt werden (Murphys Gesetz).

Während (1) und (2) ein positives Bild zeichnen und eine Erwartungshaltung wecken, steckt in (3) eine geradezu delphische Zweideutigkeit. Denn Murphys Gesetz lässt sich auf das Scheitern genauso beziehen wie auch auf die „kreative Anwendung“ existierender Technologien. Das schillernde Internet wie wir es heute kennen ist eine solche kreative Anwendung.

IT-Bausteine als Treiber für Innovationen

In der Rückschau gibt es keine Zufälle. Jede Entwicklung kann in ihre Beiträge zerlegt werden, deren Zusammenspiel logisch nachvollziehbar zum betrachteten Resultat führen. Hier zahlt sich die Rendite einer offenen Technologie-Kultur aus. Im Sinne eines „Lean Development“ können erste erfolgreiche Schritte mit geringem Aufwand betrieben werden. Basierend auf der Vorarbeit anderer kombinieren die Entwickler verschiedene Bausteine zu einer Innovation.

Oft ist es bereits heute möglich, ein IT-Feature ergänzend, parallel zu bestehenden Produkten einzuführen und erst später, mit gewonnenen Erfahrungen, die Integration weiter zu betreiben. Innovationen werden zunächst an einer kleinen und exklusiven Serie am Markt erprobt. Wird die Innovation dann betriebssicherer, wird sie in immer umfangreichere Serien ausgerollt; oder mit kleinstmöglichen Erkenntnis-Kosten eingestellt.

Telemetrie-Komponenten liefern Erkenntnisse für die Produktentwicklung

Ein erstes Feature kann die verbesserte Maintenance eines Produktes sein, das bereits über eine Diagnose-Schnittstelle verfügt. Eine zusätzliche mobile Telemetrie-Komponente, eine CareLAN-Box, wird an das Gerät angeschlossen, um dem Techniker vor Ort oder auch dem Spezialisten in der entfernten Firmenzentrale einen interaktiven Zugriff auf das Produkt zu ermöglichen. Der Fehlerspeicher und gesammelte Daten werden ausgelesen und zur Zentrale überspielt. Der Techniker vor Ort wird mit Analyse, Diagnose und Montage-Anleitungen unterstützt. Korrekturen können eingespielt werden. Informationen aus dem Gerät werden den Konstrukteuren bereitgestellt, die daraus Verbesserungen für die kommende Produktgeneration ableitet. Die Entwickler erkennen das Potenzial und richten neue Datenpunkte ein, mit dem Ziel schneller belastbare Erkenntnisse für die Entwicklung zu gewinnen.

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Es ist absehbar, dass alle Geräte Telemetrie-Funktionen besitzen werden. Auch um Services wie die Beschaffung von Verbrauchsmaterialien oder die Ersatzteilbeschaffung anzubieten. Bis eines Tages kompletten Serien ausgestattet werden, können auch stichprobenartig einzelne Exemplare damit ausgerüstet werden: Etwas mehr Statistik bei deutlich geringeren Kosten.

Telemetrie-Komponenten lassen sich bereits heute mit vertretbarem Aufwand in die Prototypen und 0-Serien integrieren, um dann bei Produktionsstart eine valide erprobte Parametrierung verwenden zu können.

„Make- und Buy“-Strategie zur Bewältigung interdisziplinärer Komplexität

Ein größeres Risiko besteht in der interdisziplinären Komplexität. Da ist beispielsweise der Hersteller einer elektrischen Komponente. Er möchte ein Monitoring-Produkt ergänzend zu seiner Komponente anbieten, welches in die IT und die Leitwarten der Stromnetzbetreiber integriert wird. Die Entwicklung selbst zeichnet sich am Markt ab und der Hersteller möchte diesen Claim besetzen. Der Hersteller benötigt neben dem Know-how für die Herstellung der Komponente nun auch Know-how in der Entwicklung eines Software-Produktes, der Schnittstellenintegration, den Gepflogenheiten, Prozessen, Abläufen und Betriebsanforderungen beim Endanwender. All das geht weit über das ursprüngliche Feld der Herstellung von elektrischen Komponenten hinaus. Allein der Aufbau einer Infrastruktur für die Software-Entwicklung kollidiert mit den gewöhnlichen Anforderungen von ERP-Arbeitsplätzen und den operativen Netzen.

Wie also ist überhaupt erst einmal die Voraussetzung für eine solche Entwicklung zu schaffen? Gelungen ist das dem Hersteller mit uns als einem auf IT-Integration im Energie-Sektor spezialisierten Unternehmen – mit offenen und engagierten Ingenieuren und Informatikern auf beiden Seiten, die gern voneinander lernen sowie mit unserer flexiblen und sicheren IT-Infrastruktur. In der passenden Mischung aus „make“ und „buy“ liegt die Lösung. Know-how für IT-Entwicklung gibt es bei Experten. Das Produkt-Know-how dagegen gibt es im eigenen Haus.

Innovationsideen für eigene Produkte identifizieren

Entwicklung sollten in kontinuierlichen, kleinen Schritten erfolgen: „Continuous Integration“. Mit interdisziplinär zugänglichen Experten aller Gewerke und mit darauf spezialisierten IT-Entwicklungs-Partnern. Denn betrachtet man solche Projekte später in der Rückschau, wird man feststellen, dass die Team-Zusammenarbeit der passenden Experten in einem fruchtbaren Umfeld zu einer erfolgreichen Entwicklung geführt hat.

Es ist nicht überraschend, das vor allem internationale Technologie-Konzerne das Feld Industrie 4.0 besetzen möchten. Industrie 4.0 ist aber kein Zukaufprodukt. Unternehmen, die auf der Suche nach Innovationspotential für die eigenen Produkte sind, sollten selbst Anwendungsfälle identifizieren. Spezialisten können hier unterstützende Hinweise zur Machbarkeit von Ideen geben und den Prozess begleiten.

Produktentwicklung mit seriösen Partnern

Gerade bei der Produktentwicklung sollte jedes Unternehmen sehr vorsichtig in der Wahl seiner Partner sein. Das ist ein Plädoyer für regional ansässige IT-Entwicklungs-Unternehmen, die Gesicht zeigen, sich auf die Bedürfnisse der Kunden verbindlich einlassen und auch vor Know-how-Transfer keine Angst haben. Vor diesem Hintergrund befremdet der in die USA gewandte Blick vieler europäischer Unternehmen. Wir sollten das selbst schaffen können.

Lean Approach führt zu Innovationen

Zu der Mikado-Frage vom Anfang: Fehler bei der Entwicklung sollten vermieden werden, um einen Beitrag zur Zukunftssicherung zu liefern. Die genannten Beispiele verwenden verfügbare und beherrschbare Technologien und kombinieren diese mit überschaubaren Aufwänden zu neuen, innovativen Anwendungen. In der Folge bilden sie das Fundament für wiederum neue und noch innovativere Anwendungen. Keine Forschung also, sondern Lean-Entwicklungen mit festen Budgets und definierten Zielen. Dabei immer im Blick: die konsequente Verbesserung und Optimierung von Prozess und Wertschöpfung.

www.okit.de

OKIT hat als Fraunhofer Spin-off die Wurzeln in der angewandten Forschung und unterstützt den kompletten Produktlebenszyklus in zweiter oder erster Reihe. Zusammen mit unseren Kunden schaffen wir die cyberphysischen Produkte von morgen, verbinden physische Produkte mit der IT-Welt. Unsere Projekte und Produkte bedienen die Bereiche Energie, Logistik und Integration.

 

Referenzen

[1] 7% of first movers failed; https://hbr.org/2005/04/the-half-truth-of-first-mover-advantage/ar/1

http://www.swellstrategies.com/articles/First-Mover-Disadvantage.htm

[2] Die „Beste Lösung“ scheitert in 90% der Fälle; http://www.entrepreneur.com/article/229604