Just do it! Vernetzte Fertigung findet bereits statt,

“Learning by doing” ist der erfolgreichste Ansatz.

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Dr. Verena Majuntke, Senior Solution Architect, Bosch Software Innovations GmbH

Industrie 4.0 ist in der Produktion angekommen: Konzeptionelle Diskussionen sind mittlerweile der konkreten Fragestellung gewichen, welche Konsequenzen sich aus der vernetzten Fertigung ergeben. Im Mittelpunkt stehen dabei Überlegungen, wie sich das Wissen um erfolgreiche Industrie-4.0-Projekte und -Technologien gewinnbringend einsetzen lässt.

Auch eine Studie von Bosch Software Innovations (2015) unter Fertigungs-verantwortlichen bestätigt, dass mehr als die Hälfte (56 Prozent) der befragten Unternehmen heute bereits vernetzte Softwarelösungen nutzt. Mit 66 Prozent plant ein noch größerer Anteil, sie in den nächsten zwölf Monaten einzuführen. Im Mittelpunkt stehen dabei die Produktionsdaten – diese sind der neue Rohstoff für Innovationen. Die Umfrage zeigte hier, dass Produktionsdaten aktuell hauptsächlich dazu verwendet werden, um die Transparenz der Fertigungsprozesse zu erhöhen. Vor allem Maschinendaten (72 Prozent), Prozess- und Qualitätsdaten (70 Prozent) sowie Logistikprozesse (58 Prozent) werden dabei überwacht. Unternehmen versprechen sich davon, vor allem Instandhaltungs- und Reparaturkosten sowie Fehlerkosten zu vermeiden und die Ausbringung zu steigern.

„Industrie-4.0-ready“

Wie verbreitet Industrie 4.0 bereits ist, zeigen mehr als 100 Projekte in der vernetzten Fertigung. So werden beispielsweise bei einem Automobilhersteller sicherheitskritische Schraubsysteme mit der Lösung Process Quality Manager von Bosch Software Innovations überwacht. Die einzelnen industriellen Schrauber sind bereits Industry-4.0-ready, im System vernetzt und liefern Drehmoment- und Drehwinkelverlaufsdaten der Schraubvorgänge an die Software. So lassen sich systematische Fehler im Produktionsprozess identifizieren, Tendenzen frühzeitig erkennen und Ursachen eingrenzen.

Weisen die Messwerte auf einen kritischen Trend hin, werden die zuständigen Experten benachrichtigt. Diese können dann – entsprechend der Zehnerregel der Fehlerkosten – rechtzeitig und gezielt Gegenmaßnahmen ergreifen, um teure Fehler, Nacharbeiten oder gar Produktionsausfälle zu vermeiden. Die Zehnerregel besagt, dass Fehler umso teurer sind, je später sie behoben werden – pro Schritt in der Wertschöpfungskette erhöhen sich die Kosten um den Faktor zehn. Das Resultat dieses Praxiseinsatzes kann sich sehen lassen: Der Automobilhersteller konnte seine Reaktionszeit auf Probleme um die Hälfte reduzieren.

Industrie 4.0 ist ein evolutionärer Prozess

Unternehmen, die den Weg in Richtung Industrie 4.0 gehen wollen, stehen oft vor der Frage, wann und wie sie diesen Plan am besten in die Tat umsetzen. Statt auf die alles entscheidende Schlüsseltechnologie zu warten, sollten sie schrittweise in die vernetzte Fertigung einsteigen. Denn Industrie 4.0 ist kein revolutionärer Prozess, sondern evolutionär. Der Umstieg erfolgt meist nicht linear und auch neue Geschäftspotenziale ergeben sich häufig während oder sogar erst nach der Einführung von Industrie-4.0-Technologien. Steht die grundsätzliche Strategie, bieten sich für den Anfang kleinere Projekte nah am Kerngeschäft an. So lernen die Unternehmen am konkreten Beispiel und können die Erkenntnisse bei der Ausweitung auf größere Projekte direkt berücksichtigen.

Um Unternehmen den Einstieg zu erleichtern, hat Bosch Software Innovations den Industrie 4.0 Innovation Cycle entwickelt. Der erste Schritt ist, die Komponenten und Maschinen mit notwendigen Industrie-4.0-Features wie Sensoren, Aktoren, maschinennaher Software sowie einem Netzwerkzugang auszustatten. Damit ist die Grundlage gelegt, um die relevanten Daten maschinenübergreifend zu erfassen, die in einem zweiten Schritt ausgewertet werden können. Mit den Ergebnissen lassen sich Vorhersagen treffen und Entscheidungsprozesse automatisieren.

Sind diese technischen Voraussetzungen einmal geschaffen, können Unternehmen darauf aufbauend die komplette Wertschöpfungskette vernetzen beziehungsweise zusätzliche Einnahmequellen oder gar neue Geschäftsmodelle etablieren. Sinnvoll ist dabei, zunächst bereits bestehende Dienstleistungen in eine Industrie-4.0-Lösung zu integrieren.

Industrie 4.0 ist Transformation von Expertenwissen in Daten

In der intelligenten Fabrik werden Produktions- aber auch Problemlösungsprozesse autonom von Entitäten der Fabrik wie Maschinen und Produkten organisiert sowie ausgeführt. Dafür muss jede Maschine, d.h. die sie steuernde Software, genau wissen, wie sie zu jedem möglichen Zeitpunkt agieren muss. Das Wissen über Abläufe und Prozesse in der Produktion liegt in der Regel beim Fertigungsexperten. Aufgrund seines Fachwissens kennt er die Funktionsweise der Maschinen bis ins Detail und weiß genau, welche Zustände kritisch sind, welche Parameter auf diese Zustände hinweisen und wie die Probleme der Maschine oder in der Linie zu beheben sind.

Um das bestehende Know-how in die Software zur Steuerung der Maschinen zu übersetzen, muss der Fertigungsexperte aktiv in die Entwicklung eingebunden werden. Doch sind diese Spezialisten in der Regel keine ausgebildeten Programmierer. Daher sollte die Industrie-4.0-Software, mit der deren Wissen erfasst wird, auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sein. Denn jede Instanz, die zusätzlich zur Softwareentwicklung hinzugezogen werden muss, beispielsweise ein Programmierer, der die Regeln in Code übersetzt, bindet zusätzliche Kapazitäten und erfordert zusätzliche Abstimmungs- und Entwicklungszyklen.

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Industrie 4.0 ist Herausforderung in puncto Sicherheit

Natürlich gibt es auch kritische Stimmen zur vernetzten Fertigung, die ernst genommen werden müssen. In den Umfrageergebnissen stehen Bedenken bezüglich der Datensicherheit und die Angst vor Know-how-Verlust ganz oben. Insbesondere im Zusammenhang mit dem Thema Cloud bleiben viele Verantwortliche skeptisch.

Doch die Antwort auf die Frage „Cloud oder nicht“ muss keine Schwarz-Weiß-Entscheidung sein. Auch kommt es auf den Kontext an: Nicht immer ist es zwingend notwendig, Daten außerhalb der Fabrik zu speichern oder Anwendungen in der Cloud zu nutzen. Sollen aber Daten über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg überwacht werden, wird ihre Aggregierung und Integration über mehrere Standorte hinweg zum Muss.

Das Thema Sicherheit wird darüber hinaus in vielen Initiativen zum Internet der Dinge und der Industrie 4.0 bearbeitet. Es ist absehbar, dass diese in den nächsten Jahren spezielle Konzepte, Architekturen, Best Practices und vieles mehr hervorbringen werden.

Résumé

Bei der Realisierung des Internet der Dinge gilt es, gemeinsam Standards zu schaffen und offene Systeme umzusetzen, die ein breites Spektrum an Integrationsmöglichkeiten bieten. Dazu müssen viele Partner aus unterschiedlichen Bereichen zusammenarbeiten, beispielsweise für umfassende Lösungen, bestehend aus Maschinen bzw. Anlagen, Komponenten, Sensoren und IT-Systemen. Dies geschieht gegenwärtig bereits in zahlreichen Gremien, etwa der Plattform Industrie 4.0, dem Industrial Internet Consortium, der Eclipse Foundation oder der OSGi Alliance. In zahlreichen Innovationsprojekten und Arbeitsgruppen werden dabei Industrie-4.0-Anwendungen konkret umgesetzt und es wird untersucht, welche Standards für den breiten Einsatz solcher Lösungen benötigt werden.

www.bosch-si.de

Bosch Software Innovations, das Software- und Systemhaus der Bosch-Gruppe, konzipiert, entwickelt und betreibt weltweit innovative Software- und Systemlösungen im Internet of Things- (IoT) und im klassischen Enterprise-Umfeld; mit Fokus auf Mobilität, Energie, Fertigungsindustrie und Gebäude.

Hannover Messe Halle 7 Stand C18

Der „Connected Industry“ Messeauftritt von Bosch steht unter dem Motto „Industrie 4.0 – in der Praxis angekommen“. Entlang der Wertschöpfungskette angeordnete, untereinander vernetzte Live-Demos verwandeln den Bosch Messestand in eine digitale Fabrik.