Ist von Digitalisierung die Rede, bedeutet das meist Daten auf Linienebene – üblicherweise von Geräten auf Maschinenebene – miteinander zu verknüpfen und sie in die Welt der IT zu überführen.
In vier Schritten zur digitalen Fabrik
Viele Fertigungsstandorte nutzen noch immer zahlreiche veraltete Maschinen, die ihre Aufgaben zwar gut und oft sogar effizient erfüllen, jedoch auf den ersten Blick kaum Möglichkeiten zur Digitalisierung bieten. Die einfachste Lösung wäre hier zumeist, komplett auf eine neue digitale Steuerungs-Plattform nachzurüsten und die Automatisierungsaufgaben über diese laufen zu lassen. Unternehmen behalten so die mechanische Struktur einer Maschine bei und aktualisieren stattdessen das automatisierungstechnische Umfeld. Andere Fabriken befinden sich hingegen nicht in dieser Lage. Aus diesem Grund kann es sinnvoller sein, explizit Teile einer Maschine herauszugreifen und zu analysieren, um so zielgerichtete Optimierungen anzustoßen. Um die Gesamtanlageneffizienz mithilfe von Datentechnik nachhaltig zu verbessern, empfiehlt sich ein Vorgehen in mehreren Schritten.
1. Ziele festlegen: Der Startpunkt jeder Digitalisierungsreise ist, klare Ziele zu definieren. In aller Regel erwächst der Wunsch digitaler zu werden durch Probleme oder Verbesserungswünsche, die bereits identifiziert wurden. Arbeitet das Unternehmen z.B. an seiner Kapazitätsgrenze? Führen Produktionsprobleme zu Ausschuss oder gibt es Qualitätsdefizite? Eine klare, nach Prioritäten geordnete Auflistung von Zielen ist essenziell, um zu verstehen, welche Herausforderungen zu meistern sind. Dazu gehört oft auch herauszufinden, wo der größte Return on Investment (ROI) zu erwarten ist, da sich so die schnellsten Digitalisierungsgewinne realisieren lassen.
2. Technologie bewerten: In einem nächsten Schritt ist es wichtig, durch eine Technologiebewertung der Maschinen und Anlagen die vorhandenen Plattformen zu analysieren. Nur so lässt sich herausfinden, was bereits erreicht werden kann. Einfacher ausgedrückt: Unternehmen sollten prüfen, wie ’smart‘ und digital ertüchtigt ihre Anlagen bereits sind und ob sie schon über IT/OT-Funktionen verfügen, mit denen sich Daten in die IT-Domäne überführen lassen.
Eine Technologiebewertung kann ergeben, dass die Daten, die zur Bewältigung der identifizierten Herausforderungen benötigt werden, in den vorhandenen Systemen nicht verfügbar sind. Oft wissen Hersteller mit Altanlagen zwar, wie viele Artikel sie produzieren. Sie können aber nicht genau sagen, wie produktiv ihre Linie arbeitet. Verlässliche digitale Informationen erlauben es den Betreibern herauszufinden, was sie ändern sollten. Oft sind die Lösungen einfacher als vermutet.
3. Datenerfassung hinzufügen: Wurde anhand der Grundlagenanalyse eine unzureichende digitale Funktionalität für den Betrieb der erforderlichen Sensoren und zur Erfassung der von ihnen erzeugten Daten identifiziert, lässt sich eine sekundäre Datenerfassungsebene mit Technologie wie der Omron Sysmac Automation Plattform sowie Sensorik hinzufügen. Diese arbeiten unabhängig vom Maschinenablauf und sind rückwirkungsfrei.
Dies ist besonders bei älteren Anlagen von Vorteil, denn ginge bei einer Modifikation etwas schief, könnte die ursprüngliche Anlagenfunktion möglicherweise nicht wiederhergestellt werden. Je nach Größe der Maschine könnte diese Datenerfassungsebene ein Systemcontroller mit Feldbus-Kommunikation sein, der es ermöglicht, E/A dezentral einzusetzen. Alternativ ließe sich auch ein zentrales ‚Edge-device‘ zum Sammeln von Informationen verwenden. Dessen Installation ist relativ einfach und günstig, da es keine Funktion der Maschine steuert, sondern lediglich Daten sammelt. Als praktische Herangehensweise empfiehlt sich oft, Aufgaben aufzuteilen und die Herausforderungen sequenziell anzugehen, die den größten Nutzen in Bezug auf Produktivität und Effizienz versprechen.
4. Risiken minmieren: Wer bei Investitionen in die Digitalisierung die hiermit einhergehenden Unsicherheiten verringern will, muss flexibel und agil genug sein, um Lösungen an künftige Veränderungen im Unternehmen anpassen zu können. Moderne Automationsssysteme bieten diese Fähigkeit. Darüber hinaus entwickeln Unternehmen wie Omron verschiedene Methoden, um Projekte risikoärmer zu gestalten und die Zugänglichkeit der Technologie zu verbessern, etwa in Form unterschiedlicher Dienstleistungsangebote oder alternativer Finanzierungsmodelle.
Digitale Lösungen unterstützen Zukunftsvisionen
Sowohl neue Fabriken als auch Betriebe mit Altanlagen können von den Vorteilen der Smart Factory profitieren. Mit dem richtigen Ansatz können alle Fertigungsbetriebe digitale Lösungen gewinnbringend einsetzen – vorausgesetzt, sie verfolgen einen mehrstufigen durchdachten Plan. Hierbei sollten sie wirtschaftlich relevante Herausforderungen identifizieren, technologische Grundlagen definieren, verbesserungswürdige Bereiche priorisieren und mit einem leistungsfähigen Technologieanbieter oder Systemintegrator zusammenzuarbeiten, um so wettbewerbsstark in die Zukunft zu gehen.
Es gibt es diverse Programme und Organisationen, die Betriebe auf ihrem Weg zur Smart Factory unterstützen. Mit Förderprogrammen wie der „Innovationsfinanzierung 4.0“ oder dem „Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“ stellen das BMWi und die Bundesländer mehrere 100 Millionen Euro bereit, um Forschung und Entwicklung für wichtige Innovationen im Bereich Industrie 4.0 und Digitalisierung voranzubringen. Technologieanbieter und ihre Integrationspartner können ebenfalls wertvolle Unterstützung leisten.