Bosch Process Quality Manager

Bosch Process Quality Manager: Ein erster Schritt wird sein, die Komponenten und Maschinen mit den notwendigen Industrie 4.0-Features wie Sensoren, Aktoren, maschinennahe 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, vor allem um Muster zu erkennen. – Bild: Bosch

Das IoT-Öko-System beinhaltet demnach auch die entsprechende vernetzte Infrastruktur mit Kommunikations-Diensten, Plattformen, analytischen und vertikalen Software-Applikationen plus Themen wie Sicherheit und Services.

Für Dr. Leif Brand, Innovationsbegleitung & Innovationsberatung, VDI Technologiezentrum, ist das Internet der Dinge extrem vielschichtig: „Man könnte auch sagen ‚diffus‘ und als Begriff undefiniert. Anwendungspotenziale finden sich in zahlreichen Wirtschafts- Lebens- und Arbeitsbereichen. Industrieproduktion ist nur eine. Weitere typische Anwendungsfelder sind die Logistik (Außen- und Intralogistik, Retail- und Warenwirtschaft), die Gesundheitswirtschaft (Gesundheitstelematik, Ferndiagnostik, Fernbehandlung), aber auch Sportmedizin, Trainingsüberwachung, Körperfunktionsüberwachung und Lifestyle.“

Für Brand zählen auch die sich rasant verbreitenden Wearables wie die Apple Watch, intelligente Gebäudetechnik (Smart Home, häusliche Sicherheitstechnik, Haustechnik, Fernwartung, Einzelraumsteuerung, Hausgeräte und Unterhaltungselektronik) und der Bereich des Ambient Assisted Living (Altersgerechte Assistenzsysteme) dazu.

Für die Maschinen- und Komponentenhersteller beispielsweise bietet sich im Industrie 4.0-Umfeld die Möglichkeit, ihr Servicegeschäft voranzutreiben und sich ihren individuellen Wettbewerbsvorteil zu sichern. „Rolls-Royce nutzt seinen Service ‚Engine Health Management‘, um den aktuellen Zustand verkaufter Triebwerke über eingebaute Sensoren in Echtzeit zu ermitteln. Ein Datenkontrollzentrum wertet alle Informationen aus und trifft Vorhersagen über Funktionsstörungen und vorausschauende Wartungsnotwendigkeiten, die an Vor-Ort-Serviceeinheiten übermittelt werden. Das ‚Engine as a Service‘-Geschäftsmodell hat zu einer deutlichen Steigerung langfristiger Serviceverträge beigetragen“, berichtet der Netzökonom-Blogger Dr. Holger Schmidt.

Strategische Fragen im Vordergrund

Glatz VDMA
Rainer Glatz: „Nicht nur die Technologien müssen passen, sondern sie müssen auch den personellen, organisatorischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen genügen.“ – Bild: VDMA

Auch beim VDMA und seinen Mitgliedern ist das IoT natürlich ein Thema, doch bei den Fertigungsunternehmen wird strategisch eher über Industrie 4.0 als über IoT gesprochen, dazu Rainer Glatz, Informatik, Software und Elektrische Automation, VDMA: „Im Vordergrund steht die strategische Fragestellung, wie und wo durch den Einsatz von IoT oder Industrie 4.0 Mehrwerte für das eigene Unternehmen und für die Kunden geschaffen werden können.“ Dabei gehe es nicht um Einzeltechnologien, sondern um die Suche und Realisierung von gesamtheitlichen Lösungen und neuen Geschäftsmodellen.

„Für erfolgreiche IoT-Initiativen sind ausgereifte Praktiken im Software- und System-Engineering unverzichtbar”, wirft Melinda Ballou ein. Als Program Director ist sie bei IDC zuständig für Application Lifecycle Management & Executive Strategies Services. „Aufgrund der hohen Komplexität und großen Bedeutung zahlreicher IoT-Systeme sind Prozessmodellierung, Dokumentation, Engineering von Produktlinien sowie die Sichtbarkeit der Projektergebnisse notwendig, um IoT-Strategien zu ermöglichen."

Die Entscheidung aber, wie mit der Umsetzung des Themas ‚Industrie 4.0‘ begonnen werden soll, fällt den Unternehmen in der Praxis oft schwer“, sagt Dr. Verena Majuntke, Senior Solution Architect für Industrie 4.0 bei Bosch Software Innovations. „Die Einführung solch innovativer Ansätze folgt nicht immer einem linearen Prozess – neue Geschäftspotenziale ergeben sich häufig während oder sogar erst nach der Einführung von Industrie 4.0-Technologien.“ Bosch habe daher den ‚Industrie 4.0 Innovation Cycle‘ entwickelt. „Damit geben wir Maschinenbauunternehmen eine Methodik für den Start und die konkrete Weiterentwicklung von Industrie 4.0-Lösungen an die Hand“, so Majuntke weiter.

Ein erster Schritt wird sein, die Komponenten und Maschinen mit den notwendigen Industrie 4.0-Features wie Sensoren, Aktoren, maschinennahe 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, vor allem um Muster zu erkennen. So lassen sich Vorhersagen treffen und Entscheidungsprozesse automatisieren.

Bei der vorausschauenden Instandhaltung zum Beispiel macht man sich diese Methode bereits zu Nutze, um schneller und gezielter auf Wartungsbedarf reagieren zu können. „Sind diese technischen Voraussetzungen einmal geschaffen, können Unternehmen darauf aufbauend neue Geschäftsmodelle etablieren“, sagt Bosch-Mitarbeiterin Majuntke.

Rainer Hundsdörfer
Rainer Hundsdörfer: "Einerseits ist jedes EC-Produkt prinzipiell fähig zur Kommunikation im Sinne von Industrie 4.0. Andererseits haben wir in unserer eigenen Fertigung längst die Weichen für die Zukunft gestellt.“ – Bild: ebm-papst

Wie Internet 4.0 sowohl in die eigene Fertigung als auch in die zu fertigenden Produkte greift, beschreibt Rainer Hundsdörfer, Vorsitzender der Geschäftsführung der ebm-papst-Gruppe: "Wir gehen mit Industrie 4.0 ganz evolutionäre Schritte und lernen, die Kommunikationstalente von Maschinen und Anlagen unternehmensübergreifend zu nutzen. Einerseits ist jedes EC-Produkt prinzipiell fähig zur Kommunikation im Sinne von Industrie 4.0 – ein Ventilator lässt sich beispielsweise jederzeit per App steuern. Andererseits haben wir in unserer eigenen Fertigung längst die Weichen für die Zukunft gestellt.“ So setze man hier auf die Software-Lösung SAP Manufacturing Execution, ein System, das die Maschinen- und Anlagenproduktivität steuere und helfe, Durchlaufzeiten zu verkürzen.

Passende IoT-Lösungen

Um sich im Internet of Things also erfolgreich behaupten zu können, müssen Unternehmen die entsprechenden Lösungen und Systeme bekommen, die wiederum mit den passenden und zukunftsfähigen Technologien aufgebaut und realisiert sein müssen. Dazu zählen laut einer von Zebra Technologies beauftragten Studie Technologien wie Wi-Fi, Realtime-Locating-Systeme (RTLS), Sicherheitssensoren, Barcodes, GPS und mobile Computer. Die Übersichtsstudie ‚Internet der Dinge‘ des VDI Technologiezentrums zählt dazu auch noch Technologien und Themen wie RFID, drahtlose Sensoren, Sensornetzwerke , organische Elektronik, Energieversorgung mobiler Systeme, Rapid Prototyping, Zahlungssysteme und auch Datensicherheit.

Dazu Steffen Schenkluhn, Senior Marketing Manager, Bosch Software Innovations: „Alle diese Technologien und Trends sind wichtig. Nicht immer wird eine erfolgreiche IoT-Implementierung alle umfassen. In Industrie 4.0 erlaubt beispielsweise die Sensorik Anwendungen für die Überwachung von Maschinen und Anlagen oder die logistische Nachverfolgung von Transporteinheiten. Bezahlsysteme sind vor allem dann essentieller Bestandteil einer erfolgreichen IoT-Implementierung, wenn die Abrechnung im Geschäftsmodell die Bezahlmodalitäten ‚Pay as you go‘ oder ‚Pay per use‘ vorsieht.“

Alexander Dolan
„Die starre Trennung von Automation und Handarbeit wird auch in der Schaltschrankfertigung zukünftig aufgehoben." (Alexander Dolan) – Bild: Rittal

Auch Alexander Dolan, Abteilungsleiter Rittal Manufacturing Engineering, weiß um die Bedeutung wichtiger Technologien: „Wi-Fi, WLAN, RFID/Barcodes, drahtlose Sensoren und Rapid Prototyping spielen eine wichtige Rolle und gehören bereits heute zum Standard in den Fertigungsprozessen der Rittal Werke, aber auch bei den anderen Unternehmen der Friedhelm Loh Group.“

Die Basis für die Implementierung von Industrie 4.0 sind für Rittal geschwindigkeitsoptimierte IT-Prozesse und Datenbanken, die automatische Auswertungen und kürzeste Zugriffszeiten auf Unternehmens- und Fertigungsdaten ermöglichen. „Ziel ist zudem die Durchgängigkeit von Daten von der Planung bis in die Fertigung hinein – bis dahin, dass unsere Kunden über digitale Bestellprozesse ihre Fertigungsaufträge direkt anstoßen können“, so Dolan weiter.

Thomas Holzer: „In Verbindung mit der IoT-Evolution werden Cyperattacken auf Fertigungseinrichtungen und intelligente Produktkomponenten unausweichlich sein." - Bild: Thomas Holzer Consulting Coaching Mediation
Thomas Holzer: „In Verbindung mit der IoT-Evolution werden Cyperattacken auf Fertigungseinrichtungen und intelligente Produktkomponenten unausweichlich sein." - Bild: Thomas Holzer Consulting Coaching Mediation

Doch eines ist sicher: Die Bedeutung aller genannten Technologien hängt letztendlich von den angestrebten Lösungen ab. “Im Vordergrund stehen sicherlich Technologien, die die Digitalisierung und Vernetzung in der Produktion unterstützen. Dabei müssen die spezifischen Anforderungen aus der Produktion wie Echtzeitfähigkeit, Zuverlässigkeit oder Security sichergestellt werden: die Technologien müssen industrietauglich sein“, sagt VMDA-Mann Glatz.

Aber nicht nur die Technologien müssen passen, sondern müssen auch den personellen, organisatorischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen genügen. Grundsätzlich ist entscheidend, dass sich die Verantwortlichen damit beschäftigen, in welche Bereichen IoT innovative Perspektiven für das Unternehmen bietet, wie Thomas Holzer, Geschäftsführer Thomas Holzer Consulting Coaching Mediation, berichtet: „Dazu sind zwei Perspektiven zu unterscheiden: Mögliche IoT-Features im eigenen Produktsegment einerseits und IoT-Features, die von Lieferanten ‚beigesteuert‘ werden. Dabei reicht die Spanne von Zukauf-Teilen und -komponenten bis hin zu IoT-Funktionalitäten in den eingesetzten Soft- und Hardware-Systemen sowie in den Fertigungs- und Produktions-Anlagen.“

Aber für Holzer ist auch klar: „In Verbindung mit der IoT-Evolution werden Cyperattacken auf Fertigungseinrichtungen und intelligente Produktkomponenten unausweichlich sein. Die Folgen sind nicht absehbar: sie können von unberechtigten Zugriffen ohne Folgen bis hin zu Sabotage und Schäden für Branchen, Unternehmen, Menschen und die ganze Gesellschaft reichen.“

Auf diesem Hintergrund dürfte IoT-Security somit für mittelständische Fertigungsunternehmen eine völlig neue Dimension erreichen und damit wichtiges Element für die IoT-Strategie des Unternehmens werden. Tom Davis, Executive Strategy Director | Digital, VORN Strategy Consulting, gibt ebenfalls zu bedenken: „Bei aller Euphorie ruft das Internet der Dinge aber auch Kritiker auf den Plan. Im Fokus stehen dabei die Themen Sicherheit und Datenschutz.“ Dies beinhalte auch den Schutz vor Hackerangriffen.

Nichts destotrotz dürfte die Entwicklung von Fertigungsszenarien und Services rund um das Internet of Things oder Industrie 4.0 nicht aufzuhalten sein, oder wie es Engineering-Spezialist Dolan formuliert: „In der Fertigung selbst spielt die Mensch-Maschine-Kommunikation in Zukunft eine zentrale Rolle. Roboter werden mehr und mehr Assistenzfunktionen in der Fertigung übernehmen. Die starre Trennung von Automation und Handarbeit wird auch in der Schaltschrankfertigung zukünftig aufgehoben. Leistungsfähige Sensoren in Kombination mit intelligenter Steuerungstechnik und modernen Softwarelösungen gewährleisten dabei eine sichere Kooperation zwischen Menschen und Robotern – auch ohne Schutzzaun. So werden zukünftig Roboter nicht nur Schweißaufgaben übernehmen, sondern auch Produktionsteile an Mitarbeiter direkt übergeben.“

Begriffs-Historie ‚Internet of Things‘

Der Begriff ‚Internet of Things‘ an sich ist dabei gar nicht so neu wie der aktuelle Hype vermuten lässt: Geprägt wurde er 1999 vom britischen Technologie-Pionier und Mitbegründer des Auto-ID-Centers des Massachusetts Institute of Technology (MIT) Kevin Ashton. Die Idee zum IoT stammt ursprünglich aus der Logistik-Branche, wo es den reibungslosen Ablauf beim täglichen Transport von Millionen von Containern unterstützen sollte.

(Quelle: http://blog.vornconsulting.com)

Internet of Things-Projekte

  • In Europa sind erst 17 % der IoT-Projekte veröffentlicht oder befinden sich in der Pilot- oder Beta-Phase (Nord- und Südamerika = 37 %, APAC = 26 %).
  • Die meisten IoT-Projekte sind für Geschäftszwecke konzipiert, nur 16 % richten sich ausschließlich an den Endkunden.
  • 18 % der befragten Unternehmen planen keine IoT-Projekte, da die nötigen Qualifikationen fehlen.
  • 71 % der IoT-Daten werden zwischen lokalen Geräten und Remote-Servern bewegt werden.
  • 97 % der Projekte werden Daten aus alternativen Quellen wie Sensoren, GPS, Sprache, Blickrichtung und Bewegungen verarbeiten können.

(Quelle: Dimension Research veröffentlichte im Januar 2015 seinen Bericht zum Stand der IoT-Entwicklung, zu dem über 1.000 Entwickler und Entwicklungsleiter aus IoT-Projekten befragt wurden.)