Industrie 4.0 aus Sicht einer Maschine

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Vernetzte Wertschöpfung – Tipps von der Insiderin

Auch Maschinen möchten sich weiterentwickeln. Zum Beispiel zu vernetzten Industrie 4.0-Anlagen. Denn damit werden sie leistungsstärker, ausfallsicherer und arbeiten wirtschaftlicher. Eine dieser Maschinen kommt jetzt zu Wort – und äußert sich zu Themen wie Integration, Referenzarchitektur Industrie 4.0, Predictive Maintenance und Energiemanagement.


Zugegeben, als Produktionsmaschine Baujahr 2003 bin ich noch keine ausgewiesene Industrie 4.0-Anlage, mein Steuerungssystem ist aber trotzdem nicht von gestern. Tatsächlich erfülle ich alle Voraussetzungen, Teil des Internet of Things (IoT) zu werden. Von mir aus kann es losgehen, mit der Digitalisierung.

Worauf ich noch warte? Ehrlich gesagt auf mein Unternehmen. Das zählt zu den 24 Prozent der Firmen, die sich bei diesem Thema gerade in der Beobachtungs- und Analysephase befinden.1 Derzeit beschäftigen sich mein Geschäftsführer und eine eigens gegründete Stabsstelle Industrie 4.0 mit der Frage, was bei der Integration meiner mechanischen Komponenten – und natürlich des ganzen Rests – berücksichtigt werden muss. Dabei sind drei übergeordnete Aspekte zu beherrschen:

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Über das Thema der Vernetzung hat sich unser Gremium Industrie 4.0 neulich auch bei einer Begehung der Produktionshalle unterhalten. Den Gesprächen konnte ich entnehmen, dass der Trend bei uns zum „Wenn schon, dann richtig“-Ansatz geht, also zur Kombination aus vertikaler und horizontaler Integration. Gute Entscheidung. Die meisten Unternehmen in Deutschland legen den Fokus bei der Digitalisierung lediglich auf die Automatisierung interner Abläufe. Nur 22 Prozent nutzen IoT-Technologien für die Zusammenarbeit mit Kunden, Lieferanten und Partnern.

„Durch unzureichende Vernetzung verschenken Unternehmen viel Optimierungspotenzial für ihre gesamte Wertschöpfungskette. Dabei ließen sich mit den richtigen Zusatzgeräten theoretisch sogar alte Dampfmaschinen ohne großen Aufwand übergreifend vernetzen.“

Robert Brockbals, Head of Business Analytics, Sievers-Group
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Referenzarchitekturen für Industrie 4.0

Die Sache mit der Digitalisierung scheint bei uns in Gang zu kommen. In wenigen Wochen, meinte der IT-Leiter während des Rundgangs, wolle er die Planungs- und Designphase starten. In der Entwicklung einer standardisierten Referenzarchitektur sieht er hierbei einen wichtigen Schritt. Damit wird der Rahmen für Strukturierung, Integration und Betrieb einer firmenspezifischen IT-Landschaft geschaffen. Auf dieser Basis lässt sich die Umsetzung von IoT-Projekten mit der Bereitstellung bedarfsgerechter Technologien und Services effizienter realisieren.

CPS, MES, RAMI 4.0, IIRA heißen gängige Referenzarchitekturen für Industrie 4.0. Informationen zu Modellen, ihren Vor- und Nachteilen, Anforderungen und Handlungsempfehlungen für die Anwendung gibt es in der Marktstudie „Auf dem Weg zu Industrie 4.0: Erfolgsfaktor Referenzarchitektur“.

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Grünes Licht für den Vorschlag der Referenzarchitektur vonseiten des Geschäftsführers, verbunden mit ein paar Vorgaben. Bei aller Vernetzung dürfen für ihn der Schutz geschäftsrelevanter Daten und damit des Firmen-Know-hows nicht zu kurz kommen. Eine weitere Anforderung besteht in der Sicherung bereits getätigter Investitionen, sprich der Einbindung vorhandener IT-Komponenten. Generell sollte die Lösung über ein hohes integratives Potenzial verfügen. Denn um sich in dynamischen Märkten immer wieder schnell an veränderte Bedingungen anpassen zu können, bedarf es einer flexibel erweiterbaren Architektur. 

Cloudbasierte, offene Plattformen wie IBM Bluemix vereinen Funktionen für die Verwaltung, Sicherheit und Integration von IoT-Anwendungen und -Services. Laut einer Befragung des eco – Verbands der Internetwirtschaft e. V. profitiert die deutsche Wirtschaft mit diesen Plattformen schneller vom Internet der Dinge.3 Auch die Analysten Gartner und Forrester empfehlen den Einsatz.

Habe ich mich jetzt zum Thema „Industrie 4.0“ heiß geredet oder laufe ich gerade wegen eines technischen Defekts warm? Schade, dass ich noch nicht vernetzt bin und es für mich kein Predictive Maintenance gibt. Dann würde ich meine Maschinendaten zur automatisierten Auswertung kontinuierlich an das Analysetool der IoT-Plattform übermitteln. Auf diese Weise käme man dem Grund meines Temperaturanstiegs schnell auf die Spur und könnte die Wartung bei Bedarf frühzeitig einleiten, noch bevor ich schlapp mache. Unterm Strich ließen sich meine ungeplanten Stillstandszeiten mit dieser vorausschauenden Instandhaltung um 70 Prozent reduzieren.4

Ja, das Nutzenpotenzial ist enorm. Deshalb werden Industrie 4.0 und Predictive Maintenance auch oft in einem Atemzug genannt. Dabei hat eine vernetzte und digitalisierte Produktion noch viel mehr zu bieten. Ein wirksamer Hebel für die Ökonomie ebenso wie die Ökologie ist beispielsweise das Energiemanagement.

Industrie 4.0 und Energiemanagement

Die Digitalisierung stellt die Weichen für die Entwicklung neuer Produkte und Geschäftsfelder. Beispiel Energiemanagement: Durch die Vernetzung und Sensorik industrieller Maschinen ist es möglich, Energieflüsse ganzheitlich zu erfassen, zu messen und zu analysieren. Anbieter wie die Norddeutsche Zählerrevision GmbH (NZR) kombinieren ihr Kernprodukt, Messgeräte für Elektrizität, Gas, Wasser und Wärme, dementsprechend mit moderner Software für die Energiemessung. Auf dieser Basis kann das Unternehmen ergänzende Dienstleistungen für Energieplanung und -management anbieten.

Davon profitieren jedoch nicht nur die NZR in Form eines erweiterten Umsatzpotenzials, sondern auch die Kunden. Prozessoptimierungen auf Basis des gesammelten Datenmaterials führen zu einem reduzierten Energieverbrauch und zu Kosteneinsparungen. Zudem lassen sich gesetzliche Anforderungen in diesem Bereich nachweislich erfüllen und damit verbundene Steuervorteile in Anspruch nehmen.

Jetzt ist es tatsächlich passiert, eines meiner Bauelemente ist ausgefallen. Bis das bestellte Ersatzteil eintrifft, werde ich eine Produktionspause einlegen müssen. Trotz Abschaltung – die Information zu Industrie 4.0 geht weiter. Das kurze Whitepaper „Digitale Zukunft für Unternehmen“ liefert weiteres Hintergrundwissen, zeigt die drei wichtigsten Stufen der Digitalisierung auf und bietet einen Selbstcheck mit Sofortauswertung.

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1 Staufen AG: Deutscher Industrie 4.0-Index 2017
2 Gartner: CIO Summit München, 2017
3 eco Report: IoT Future Trends, 2017
4 Weltwirtschaftsforum und Accenture: Studie zu Predictive Maintenance, 2016

Bild: (c) fotohansel/fotolia.com

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