Konkret statt visionär

Auch auf der diesjährigen Hannover Messe wird das Thema Industrie 4.0 die Gespräche beherrschen. Das Thema nimmt mittlerweile immer mehr Fahrt auf. Das zeigt auch eine Umfrage von Bosch Software Innovations: Mehr als die Hälfte der befragten Betriebe im DACH-Raum nutzen bereits heute vernetzte Softwarelösungen. Mit 66 % plant ein noch höherer Anteil, in den nächsten zwölf Monaten Industrie 4.0 Softwarelösungen einzuführen. Statt visionärer „Was-ist-alles-möglich“-Diskussionen geht es jetzt um konkrete und ganz praktische Fragestellungen.

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

Wie gelingt der Einstieg in Industrie 4.0?

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. 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 in die Industrie 4.0 zu erleichtern, hat Bosch Software Innovations den Industrie 4.0 Innovation Cycle entwickelt. Als ersten Schritt empfehlen wir, 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 neue Geschäftsmodelle etablieren. Sinnvoll ist dabei, zunächst bereits bestehende Dienstleistungen in eine Industrie 4.0 Lösung zu transformieren.

Wie wird die Fabrik intelligent?

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. ihre 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 von Maschinen zu übersetzen, muss der Mitarbeiter aktiv in die Entwicklung eingebunden werden. Der Fertigungsexperte ist allerdings in der Regel kein ausgebildeter Programmierer und daher sollte die Industrie 4.0 Software, mit der er sein Wissen in Software gießt, auf die Bedürfnisse des Fertigungsexperten 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 Entwicklungszyklen.

Ist Industrie 4.0 sicher?

Die eingangs erwähnte Bosch-Umfrage zeigt auch, was für die Befragten die größten Barrieren auf dem Weg zu Industrie 4.0 sind. Bedenken bezüglich der Datensicherheit und die Angst vor Know-how-Verlust stehen dabei ganz oben. Für viele klingt „Produktionsdaten in der Cloud“ nach einem datensicherheitstechnischen Alptraum. Doch hier gibt es zwei gute Nachrichten: Erstens bedeutet Industrie 4.0 nicht automatisch auch Cloud. Die Überwachung von Zustandsdaten und deren Auswertung sowie die Anwendung produktionsspezifischen Wissens, das sich ein Unternehmen über Jahre angeeignet hat, kann an anderer Stelle, beispielsweise in einem eigenen Netzwerk hinter der sicheren Firmenfirewall erfolgen. Zweitens kümmern sich aktuell viele Initiativen um das Thema Sicherheit. In den nächsten Jahren werden sie dafür spezielle Konzepte, Architekturen, Best Practices und vieles mehr entwickelt haben.

Dennoch: Die neuen Technologien und das neue Ökosystem werden zu Szenarien und Risiken führen, die heute noch niemand absehen kann. Wichtig ist daher, bei der Einführung und Weiterentwicklung einer intelligenten Fabrik auf einen Partner zu setzen, der um die aktuellen Entwicklungen weiß und sich aktiv beteiligt, passende IT-Sicherheitskonzepte, Architekturen und Standards mit zu entwickeln.

Welche Anwendungsbeispiele gibt es schon?

Schon heute sind Industrie 4.0 Anwendungen produktiv im Einsatz und sorgen in den Betrieben für Mehrwert. Bei einem Automobilhersteller beispielsweise werden sicherheitskritische Schraubsysteme mit Sensoren und der Softwarelösung Process Quality Manager von Bosch Software Innovations überwacht. Die einzelnen industriellen Schrauber sind 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, benachrichtigt der Process Quality Manager die zuständigen Experten. Diese können dann rechtzeitig und gezielt Gegenmaßnahmen ergreifen, um teure Fehler, Nacharbeiten oder gar Produktionsausfälle zu vermeiden. Das Resultat dieses Praxiseinsatzes kann sich sehen lassen: Der Automobilhersteller konnte seine Reaktionszeit auf Probleme deutlich verringern, da diese frühzeitig erkannt werden. So erhöhen Fertigungsunternehmen mit der Prozessüberwachung die Wirtschaftlichkeit ihrer Anlagen und bekommen unter dem Strich mehr Output. Doch nicht nur die Anwender von Anlagen profitieren von solchen Vernetzungslösungen. Auch Maschinen- und Komponentenhersteller können neue Geschäftsfelder für sich erschließen, beispielsweise indem sie ein Rundum-Sorglos-Paket anbieten. Dafür stellen sie zusätzlich zu ihren Anlagen bzw. Komponenten integrierte Funktionen sowie weitere Services zur Verfügung, beispielsweise zur Prozessqualitätssicherung, Fernwartung und für Predictive Maintenance. So machen sie ihre Anlagen „Industrie 4.0 ready“ und nutzen die Digitalisierung und Vernetzung als Wachstumsmotor. I