Fünf Schritte in eine vernetzte Welt

Die Digitalisierung ist in der Automatisierung angekommen, netzwerkfähige Geräte sind eher die Regel als die Ausnahme. Experten prognostizieren, dass sich die Industrielandschaft im Rahmen der cyberphysischen Systeme, des sogenannten „Internet of Things“ (IoT) innerhalb der nächsten fünf Jahre mehr verändern wird als in den letzten 20. Bald wird kein produzierendes Unternehmen mehr ohne eine vernetzte Produktion oder vernetzte Anlagen auskommen. Auch und vor allem in Deutschland, wo – initiiert durch die Industrie 4.0 – große Chancen für die Wirtschaft entstehen, aber zugleich alle Beteiligten vor große Herausforderungen gestellt werden.

Wenig überraschend ist daher das Ergebnis einer Umfrage des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie: Gerade mal 22 % der Unternehmen geben an, dass ihre Produktion einen hohen Digitalisierungsgrad innerhalb der vertikalen und horizontalen Wertschöpfungsketten aufweist. Dies soll sich aber in den kommenden fünf Jahren vervierfachen. Prinzipiell zeigt sich in der Durchsicht aktueller Umfragen und Analysen zum Thema Industrie 4.0 durchweg eine Einigkeit in Bezug auf das Wachstumspotenzial für die deutsche Wirtschaft durch die Umsetzung von Industrie 4.0. Konkrete Schätzungen des volkswirtschaftlichen Potenzials gehen von einem Wachstumspotenzial in Höhe von ca. 153,5 Mrd. Euro in den nächsten fünf Jahren aus.

Grundlage für die Nutzung dieses Potenzials ist die Vernetzung von Anlagen. Sie ist zwingende Voraussetzung für einen kontinuierlichen Informationsaustausch, ohne den die effektive und schnelle Optimierung von Prozessen und flexibles Agieren und Reagieren undenkbar ist. Bei steigendem Wettbewerbsdruck wird es immer wichtiger, flexibel zu sein. Die Fähigkeit und Art, Daten zu erfassen und diese zu verarbeiten, wird maßgeblich für Entscheidungen, Optimierungen und Kooperation verantwortlich sein. Gerade die eigenen Daten sind der Schlüssel zum Erfolg, den Unternehmen noch nicht richtig nutzen. Und schließlich können nur miteinander vernetzte Anlagen auch untereinander kommunizieren.

Die Evaluierung der bestehenden OT/IT-Infrastruktur inkl. Steuerungen, Netzwerke, Informationslösungen und Sicherheit deckt verschiedene Optimierungspotenziale auf wie beispielsweise Sicherheitslücken oder fehlende Überwachung von Kennzahlen. Ferner zeigt sie, inwiefern Vorgehensweisen und Abläufe geändert und wo das Netzwerk aufgerüstet werden muss und welche Risiken bestehen. Dann wird eine Strategie erarbeitet, die Mitarbeiter, Prozesse und Technologie sicher integriert und Ziele festlegt. Dies ist die Basis für die Nutzung moderner Technologie wie Business-Intelligence-Software oder Cloud-Computing. Wichtig ist dabei, dass nicht nur der aktuelle Zustand betrachtet wird, sondern auch wie sich die Produktion entwickeln soll. Ein vernetztes Unternehmen wird es in Zukunft wesentlich einfacher haben, innovative Technologien umzusetzen und von deren Vorteilen zu profitieren. Eine Bestandsaufnahme sollte aus Mitarbeitern verschiedener Disziplinen bestehen, um ein komplettes Bild der Anforderungen zu erstellen.

Eine einheitliche Netzwerkstruktur ist die Voraussetzung für ein vernetztes Unternehmen, ein echtes Connected Enterprise. Es erleichtert die Kommunikation zwischen den Automatisierungs-, Steuerungs- und Unternehmenssystemen. Die Sicherheitsanforderungen an ein bereichsübergreifendes System sind jetzt festzulegen und ein einheitliches Sicherheitskonzept zu definieren, bei dem durch mehrstufige Sicherheitsmechanismen Angriffe anlagenweit abgewehrt werden können. Die Risiken, Opfer eines Hackerangriffs oder von Viren zu werden, steigen. Auch können durch unerfahrene Mitarbeiter oder Dienstleister unbeabsichtigt Sicherheitslücken entstehen. Da nicht alle Probleme auf einmal behoben werden können, sind bei der Aufrüstung Prioritäten zu setzen, die kurzfristige Risiken und langfristige Ziele ausbalancieren. So werden dringende Probleme behoben und dennoch der Ausbau der Anlage und die Nutzung neuer Technologie ermöglicht.

Stichwort „Big Data“… Nur die „richtigen“ Daten liefern aussagekräftige Informationen und dienen so als Entscheidungsgrundlagen. Eine einheitliche Netzwerkstruktur, die sich über die IT-Ebene als auch die Produktionssysteme (OT) erstreckt und in der Fehlerpotenzial durch manuelle Datenerfassung und -analyse eliminiert ist, ist in der Lage, Daten und Informationen in einen Kontext miteinander zu setzen. Informationen werden wesentlich einfacher und schneller mit anderen Kollegen und Abteilungen, aber auch mit Lieferanten und Kunden kommuniziert. Der verbesserte Zugang zur richtigen Information ermöglicht es zudem, deutliche Veränderungen der Arbeitsabläufe vorzunehmen, deren Folgen sich in Form von niedrigeren Energiekosten, längerer Anlagenlebensdauer, geringeren Instandhaltungskosten und höherer Produktivität zeigen.

Die Verfügbarkeit von Echtzeitdaten und deren zeitnahe Analyse sind elementar für eine kontinuierliche Optimierung des Produktionsablaufs. Dabei muss auch die Vergleichbarkeit mit historischen Daten gegeben sein. Dies geschieht im vierten Schritt des Connected Enterprise Maturity Model. Key Performance Indicator (KPI) Dashboards dienen dabei der Verbesserung der Produktionseffizienz und Qualität. Aufgrund der unternehmensweiten Vernetzung sind diese auch bestenfalls im sicheren Intranet oder auf Mobilgeräten verfügbar. Durch das Rückführen von Produktionsdaten ins ERP-System lassen sich Rückschlüsse auf die Abarbeitung von Produktionsaufträgen ziehen oder Stückkosten wesentlich konkreter berechnen. Auf der Produktionsebene geben Angaben zu Stillstandszeiten Hinweise zur Verbesserung der Wartungszyklen.

Das Schaffen einer Struktur, die Aktivitäten im gesamten Unternehmen sowie in der Liefer- und Nachfragekette vorhersieht, erlaubt es, auf Zulieferer- und Kundenaktivitäten genauso wie auf Geschäftsentwicklungen und sich ändernde Marktbedingungen zu reagieren. Unternehmen können von zentral ansässigen Experten profitieren, Best Practices teilen und das Unternehmenswissen einer ganzen Lieferkette nutzen. Voraussetzung für eine erfolgreiche Zusammenarbeit ist die Einhaltung strenger Sicherheitsstandards von allen Beteiligten im IT/OT-Datenstrom. Durch dessen Implementierung werden Gefahren und nicht autorisierte Zugriffe umgehend erkannt und gestoppt.

Halle 9, Stand 205

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EMEA Product Manager Software,

Rockwell Automation