So gelingt der digitale Wandel der Fertigung im laufenden Betrieb

Mit Ausbruch der Covid-19-Pandemie sind Umsätze und Auftragseingang der gesamten Wirtschaft weltweit eingebrochen. Doch bei genauer Betrachtung zeigt sich: Schon vor der Corona-Krise bewegte sich die fertigende Industrie im Kriechgang. Internationale Handelskriege, Brexit, Energie- und Mobilitätswende – die Risiken sind vielfältig, die Planung schwierig.

In solchen Situationen stellt sich die Frage: Soll man die Fertigung zwecks Digitalisierung und Zukunftsfähigkeit komplett umkrempeln oder soll man seine Energie in Effizienzprogramme stecken, um wirtschaftlich konkurrenzfähig zu bleiben?

Tatsache ist: Wir leben in einer Zeit, in der Prozessparameter besser zugänglich und leichter analysierbar sind und die eine Fülle an innovativen Produkten und Dienstleistungen hervorgebracht hat. Indem die Unternehmen ihre Prozess- und Umgebungsdaten erfassen und so Modelle erstellen, können sie sich neue Geschäftschancen erschließen.

In seiner Vision für die Fertigung der Zukunft nennt das World Manufacturing Forum zehn Empfehlungen, mit denen diese Vision Wirklichkeit werden kann. Die Erschließung des Datenwerts und der unmittelbar damit zusammenhängende Ausbau der digitalen Infrastruktur sind nur zwei dieser Empfehlungen, die jedoch von fundamentaler Bedeutung für das Risikomanagement in einer globalisierten Fertigungsindustrie sind.

Das Fundament für eine alles durchdringende Vernetzung ist technologisch bereits vorhanden. Spätestens mit 5G-Campusnetzwerken lassen sich gigantische Datenmengen generieren, mit denen dann notwendige oder verfügbare Ressourcen intelligenter geplant und gesteuert werden können.

Die hier gezeigte Referenzarchitektur verdeutlicht, wie Informationen innerhalb der digitalen Infrastruktur aggregiert werden. Viele Fertigungsunternehmen arbeiten derzeit am Ausbau ihrer digitalen Infrastruktur mit drahtlosen Netzen,
etwa anhand der 5G-Technologie, um die komplexen, unflexiblen und häufig teuren Kabellösungen der Vergangenheit hinter sich zu lassen.

Digitale Zwillinge integrieren

Zur Abrundung des cyber-physischen Produktionssystems, wie es in der Literatur zur Industrie 4.0 häufig genannt wird, muss der digitale Zwilling in die reale Welt des physischen Fabrikbetriebs integriert werden. Dies kann durch digitales Feedback von smarten Maschinen, Ausrüstungen, Materialien oder auch von Mitarbeitern erfolgen. Wenn dieses Feedback in einen zentralen Informationskreislauf eingespeist wird und die semantische Bedeutung der Daten klar ist, entsteht eine harmonische "Familie" von digitalen Zwillingen, die den Datenwert in der gesamten Fabrik erschließt.

Allerdings ist diese Datenflut oft ebenso Fluch wie Segen. Denn es kann kompliziert sein, korrekte und zuverlässige Informationen für Entscheidungen oder neue digitale Dienstleistungen aus den Daten zu extrahieren. Darüber hinaus ist es auch ökonomisch wenig sinnvoll, immer neue Daten zu generieren, nur weil dies möglich ist.

Mensch-Maschine-Schnittstellen

Die Digitalisierung betrifft im Übrigen nicht nur Maschinen und Prozesse. Tatsächlich spielen neuartige digitale Benutzerschnittstellen für die Interaktion zwischen Mensch und Maschine oft eine wichtige Rolle bei der schnellen Umsetzung von Anwendungsfällen. Gerade beim Einsatz von geringer qualifiziertem Personal, bei der Reduzierung von Produktionsfehlern oder der Erfassung und dem Management von Informationen für den Wissenstransfer ergeben sich interessante Geschäftsszenarien. Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR), Geodatendienste und kontextsensitive Benutzerschnittstellen erweisen sich hier als wichtige Enabler.