SEW: Softwaredefinierte Fabrik neu gedacht

Die Digitalisierung der Industrie ist längst kein neues Thema mehr. Dennoch bleibt in vielen Fabriken die entscheidende Frage offen: Wie lässt sich mit digitalen Technologien tatsächlich mehr Produktivität erzielen? Für Dr. Hans Krattenmacher, Geschäftsführer Corporate Innovation Mechatronik bei SEW-Eurodrive, führt der Weg nicht über immer leistungsfähigere Hardware, sondern über eine grundlegend neue Denkweise. Im Gespräch erläutert er, warum die softwaredefinierte Fabrik für ihn vor allem ein strategisches Konzept ist, welche Rolle offene digitale Ökosysteme spielen und weshalb Unternehmen ihre Automatisierungsarchitektur neu denken müssen.

Digitalisierung muss messbaren Nutzen bringen

Für Hans Krattenmacher steht am Anfang jeder Digitalisierungsinitiative eine einfache Frage: Welchen konkreten Nutzen bringt sie? Digitalisierung dürfe kein Selbstzweck sein. Menschen akzeptierten digitale Lösungen immer dann, wenn sie ihnen Zeit sparen oder Prozesse vereinfachen. Dieses Prinzip gelte ebenso für industrielle Anwendungen.

„Die Digitalisierung adressiert sich an die Faulheit der Menschheit“, formuliert Krattenmacher bewusst provokant. Gemeint sei damit nicht Bequemlichkeit, sondern der Wunsch, verfügbare Zeit sinnvoller einzusetzen. In der Produktion übersetze sich dieses Prinzip unmittelbar in höhere Produktivität. Unternehmen müssten ihre vorhandenen Ressourcen effizienter nutzen, anstatt Mitarbeiter mit unnötigen Routinetätigkeiten zu beschäftigen.

Industrie 4.0 hat viele Erwartungen geweckt

Zwar habe bereits Industrie 4.0 das Ziel verfolgt, Fabriken zu digitalisieren. Aus Sicht Krattenmachers sei dieses Ziel jedoch vielfach nicht konsequent umgesetzt worden.

„Wir haben modernisiert und flexibilisiert, aber wir haben nicht richtig digitalisiert“, sagt er. Häufig stand die technische Modernisierung im Vordergrund, während die eigentliche Produktivitätssteigerung entlang der gesamten Prozesskette zu wenig berücksichtigt worden sei.

Gleichzeitig stoße die klassische, hardwareorientierte Fabrik zunehmend an ihre Grenzen. Jahrzehntelang hätten Verbesserungen bei Maschinen, Steuerungen und Automatisierungskomponenten erhebliche Effizienzgewinne ermöglicht. Heute falle der zusätzliche Nutzen neuer Hardware jedoch deutlich geringer aus.

Die größten Produktivitätspotenziale lägen inzwischen an anderer Stelle: in durchgängigen digitalen Prozessen, automatisierten Informationsflüssen und einer besseren Nutzung vorhandener Daten. Noch immer würden zahlreiche Mitarbeiter Informationen zwischen verschiedenen Systemen übertragen oder Excel-Tabellen pflegen – Tätigkeiten, die sich digital wesentlich effizienter abbilden ließen.

Vom Hardwaredenken zur softwaredefinierten Fabrik

Aus dieser Entwicklung leitet Dr. Krattenmacher das Konzept der softwaredefinierten Fabrik ab. Anders als in klassischen Automatisierungsarchitekturen stehe künftig nicht mehr die Hardware am Anfang der Planung.

Stattdessen werde zunächst festgelegt, wie Prozesse ablaufen sollen, welche Daten benötigt werden und wie diese zwischen den beteiligten Systemen ausgetauscht werden. Erst anschließend würden passende Softwarelösungen, Schnittstellen und schließlich die notwendige Hardware ausgewählt.

„Eine softwaredefinierte Fabrik wird vom Prozess aus gestaltet“, beschreibt Krattenmacher den Ansatz. Ziel sei es, sämtliche Komponenten konsequent an den Anforderungen des Datenflusses auszurichten – nicht umgekehrt.

Als Beispiel verweist er auf die Automobilindustrie. Dort habe sich bereits gezeigt, dass der eigentliche Mehrwert moderner Fahrzeuge zunehmend durch Software entsteht. Eine vergleichbare Entwicklung stehe nun auch der industriellen Produktion bevor. Entscheidend sei deshalb nicht mehr allein die Leistungsfähigkeit einzelner Maschinen, sondern deren Fähigkeit, sich in digitale Prozesse einzubinden.

Produktivität bleibt der Maßstab

Für Hans Krattenmacher gibt es dabei einen klaren Maßstab. Jede Digitalisierungsmaßnahme müsse sich an ihrem Beitrag zur Produktivität messen lassen.

„Wenn man nicht beziffern kann, wie hoch die Produktivitätssteigerung ist, dann sollte man es vielleicht besser lassen“, sagt er. Digitalisierung dürfe nicht eingeführt werden, weil sie technisch möglich ist, sondern weil sie einen messbaren wirtschaftlichen Nutzen schaffen soll. Genau darin liege für ihn der eigentliche Unterschied zwischen einer klassischen und einer softwaredefinierten Fabrik.

Welche Rolle SEW-Eurodrive künftig übernehmen will

Für SEW-Eurodrive bedeutet dieser Wandel nach Aussage Krattenmachers keinen grundlegenden Wechsel des Geschäftsmodells. Das Unternehmen werde auch künftig Antriebstechnik, d. h. Getriebe, Motoren, Umrichter und Motion-Control-Systeme, entwickeln und vertreiben.

Verändern müsse sich jedoch die Art und Weise, wie diese Produkte entstehen und eingesetzt werden. Komponenten müssten sich künftig problemlos in unterschiedlichste digitale Ökosysteme integrieren lassen.

SEW-Eurodrive habe deshalb bereits vor Jahren begonnen, seine Antriebstechnik mit digitalen Schnittstellen auszustatten. Dadurch könnten sämtliche Betriebsdaten ausgelesen und entlang des gesamten Lebenszyklus genutzt werden – von der Auslegung und Simulation über Engineering und Inbetriebnahme bis hin zu Predictive Maintenance und späteren Anwendungen der Kreislaufwirtschaft.

Anstatt Kunden ein bestimmtes digitales Ökosystem vorzuschreiben, wolle sich das Unternehmen an deren jeweilige IT-Landschaft anpassen. Gerade angesichts regional unterschiedlicher Plattformen und einer zunehmend fragmentierten Weltwirtschaft sei diese Offenheit entscheidend.

„Ihr sagt uns, wie euer Ökosystem aussieht – wir adaptieren uns daran“, beschreibt Krattenmacher das Selbstverständnis des Unternehmens. Das Ziel sei eine Antriebstechnik, die sich unabhängig von Plattform oder Cloud möglichst einfach in bestehende digitale Infrastrukturen integrieren lässt.

KI als Werkzeug für mehr Produktivität

Neben der Digitalisierung sieht Krattenmacher in der künstlichen Intelligenz ein weiteres Instrument, um industrielle Prozesse zu beschleunigen. Dabei warnt er davor, KI losgelöst von ihrem konkreten Nutzen zu betrachten. Für ihn ist sie kein Selbstzweck, sondern ein Werkzeug für datengetriebene Aufgaben.

„KI ist der Akkuschrauber der Datentechnik“, sagt Dr. Hans Krattenmacher. Wie ein Akkuschrauber ermögliche sie es, bestimmte Arbeiten deutlich schneller und effizienter auszuführen. Sie löse jedoch nicht automatisch jedes Problem. Entscheidend sei vielmehr, für welche Aufgabe sie eingesetzt wird und welchen messbaren Beitrag sie zur Produktivität leisten kann.

Gerade in softwaredefinierten Fabriken könne KI ihre Stärken ausspielen. Voraussetzung dafür seien jedoch offene Systeme, klar definierte Schnittstellen und ein durchgängiger Datenaustausch. Erst wenn Daten entlang der gesamten Prozesskette verfügbar und nutzbar seien, könnten agentenbasierte Systeme entstehen.

Nach Einschätzung Krattenmachers werde dieser Ansatz auch mit Blick auf den demografischen Wandel wichtiger. Künftig müssten weniger Beschäftigte eine steigende Komplexität bewältigen. KI kann dabei helfen, standardisierbare Tätigkeiten übernehmen und Fachkräfte von wiederkehrenden Aufgaben entlasten. Diese könnten sich dadurch stärker auf Probleme konzentrieren, die sich nicht ohne Weiteres automatisieren ließen.

Nicht nur über Skalierung sprechen

Beim Einsatz von KI plädiert Krattenmacher für ein kontinuierliches Vorgehen. Unternehmen müssten nicht zwingend sofort großflächig skalieren. Wichtiger sei es, mit konkreten Anwendungen zu beginnen und diese konsequent weiterzuentwickeln.

In der Vergangenheit sei zu häufig lange darüber diskutiert worden, wie schnell Technologien skaliert werden müssten. Gleichzeitig seien über Jahre kaum praktische Fortschritte erzielt worden. „Weniger diskutieren, wenn man weiß, dass es richtig ist, es zu tun“, lautet deshalb seine Empfehlung.

Wie schnell ein Unternehmen bei der Umsetzung vorankomme, hänge letztlich von den eingesetzten Ressourcen ab. Wer mehr Personal, Zeit und Budget bereit stellt, kann Anwendungen schneller entwickeln und ausrollen. Entscheidend sei jedoch, überhaupt anzufangen und aus den ersten Projekten zu lernen.

Small Language Models als Chance für die Industrie

Neben technischen Möglichkeiten rücken beim KI-Einsatz auch wirtschaftliche und strategische Fragen in den Vordergrund. Rechenleistung, Energie, Infrastruktur, Modelle, Daten und Anwendungen verursachten Kosten. Deshalb müsse nicht bei jeder Aufgabe automatisch ein großes Sprachmodell eingesetzt werden.

Krattenmacher sieht insbesondere in Small Language Models Potenzial für industrielle Anwendungen. Unternehmen verfügten häufig bereits über klar eingegrenzte Datensätze und spezifisches Fachwissen. Anders als große Sprachmodelle müssten kleinere Modelle nicht zunächst aus einer enormen Datenmenge die relevanten Informationen herausfiltern.

Mit begrenzten, bekannten Datensätzen könnten Modelle gezielter trainiert werden. Zugleich ließen sich Unternehmensdaten und industrielles Wissen besser schützen. Auch der Energiebedarf würde geringer ausfallen.

Darin sieht Hans Krattenmacher eine Chance für Europa. Die Stärke liege weniger im Aufbau globaler Hyperscaler, sondern im umfangreichen Industrie-Know-how. Gelinge es, dieses Wissen mit spezialisierten und vertrauenswürdigen KI-Lösungen zu verbinden, könne daraus ein Wettbewerbsvorteil entstehen.

Energiemanagement wird dezentraler

Eine weitere Kernfrage der künftigen Produktion ist für Krattenmacher das Energiemanagement. Grundsätzlich sei dieses Thema nicht neu. Verändert hätten sich jedoch die Rahmenbedingungen.

In früheren Energiesystemen hätten wenige zentrale Kraftwerke die Grund-, Mittel- und Spitzenlast bereitgestellt. Mit einer zunehmend dezentralen und volatilen Energieerzeugung werde die Steuerung komplexer. Deshalb müsse das Energiemanagement stärker in die einzelnen industriellen Anwendungen verlagert werden.

Neben effizienten Komponenten gehe es dabei vor allem darum, Energie und Leistung im System aktiv zu steuern. Produktionsanlagen würden häufig nach ihrer höchstmöglichen Spitzenlast ausgelegt, obwohl diese nur kurzzeitig benötigt werde. Dadurch müssten Stromanschlüsse, Netze und Betriebsmittel deutlich größer dimensioniert werden als im normalen Betrieb erforderlich.

Eine Möglichkeit bestehe darin, rückgewonnene Energie innerhalb einer Anlage zu speichern und beim nächsten Beschleunigungsvorgang erneut zu nutzen. Dafür könnten beispielsweise Superkondensatoren oder Batteriespeicher eingesetzt werden. Auf diese Weise lasse sich der externe Leistungsbedarf erheblich reduzieren.

Krattenmacher nennt als Beispiel eine Anwendung, die kurzfristig 60 bis 70 Kilowatt benötigt, im laufenden Betrieb aber mit rund sieben Kilowatt auskommt. Wird die notwendige Spitzenleistung aus einem lokalen Speicher bereitgestellt, muss der Netzanschluss nicht mehr auf die maximale Last ausgelegt werden.

Der Nutzen gehe über die einzelne Maschine hinaus. Würden solche Systeme konsequent in einem Industriegebiet eingesetzt, könnte das gesamte Energienetz entlastet und besser genutzt werden. Ein Kühlhausprojekt in Nordfrankreich sei nach seinen Angaben erst möglich geworden, weil die benötigte Anschlussleistung durch ein entsprechendes Energie- und Leistungsmanagement reduziert werden konnte.

Der Wandel beginnt im Management

Technologie allein reicht nach Einschätzung Krattenmachers jedoch nicht aus, um den Übergang zur softwaredefinierten Fabrik zu bewältigen. Besonders europäische Industrieunternehmen seien traditionell stark von Mechanik, Elektromechanik und Elektronik geprägt. Diese Kompetenzen blieben wichtig, reichten künftig aber nicht mehr aus.

Die zentrale Herausforderung bestehe darin, anzuerkennen, dass weitergehende Wertschöpfung zunehmend durch Software und digitale Prozesse entsteht. Dieser Kulturwandel müsse vom Management angestoßen werden.

Dabei dürfe nicht der Eindruck entstehen, dass bisherige Fähigkeiten wertlos würden. SEW-Eurodrive werde auch künftig mit Getrieben, Motoren, Kabeln, Umrichtern und Motion-Control-Systemen Geld verdienen. Diese Produkte müssten jedoch in digitale Prozesse und Ökosysteme eingebettet werden.

Für Beschäftigte könne dieser Wandel Unsicherheit auslösen, insbesondere wenn im Unternehmen bislang vor allem Hardwarekompetenz vorhanden sei. Führungskräfte müssten deshalb Orientierung geben, Ängste abbauen und gleichzeitig den Mut aufbringen, neue Fähigkeiten aufzubauen.

Partnerschaften ersetzen das Einzelkämpfertum

Auch die Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen gewinnt an Bedeutung. „Ohne Partnerschaft wird gar nichts gehen“, sagt Krattenmacher. Kein Anbieter könne die gesamte digitale Prozesskette allein abdecken.

SEW-Eurodrive setzt deshalb auf unterschiedliche Formen der Kooperation. Das Unternehmen beteiligt sich an spezialisierten Firmen, arbeitet mit Softwareanbietern zusammen und integriert seine Systeme in verschiedene digitale Ökosysteme. Dabei könne Software auch außerhalb des eigenen Unternehmens entwickelt werden, während SEW-Eurodrive an der Finanzierung, Nutzung und Weiterentwicklung beteiligt sei.

Solche Modelle erforderten die Bereitschaft, klassische Abgrenzungen zwischen den Unternehmen zu überwinden. Der entscheidende Maßstab sei der Nutzen für den Anwender. Nur durch interoperable Systeme und gemeinsame Schnittstellen könne eine durchgehend digitalisierte Prozesskette entstehen.

Datenverarbeitung wird zum Reifegradmesser

Ob sich ein Unternehmen tatsächlich in Richtung softwaredefinierte Fabrik entwickelt, wird sich laut Dr. Krattenmacher vor allem an der Nutzung seiner Daten zeigen. Entscheidend sei, ob ein Unternehmen die in der Fabrik entstehenden Informationen erfassen, verarbeiten und für Entscheidungen einsetzen könne.

Die Entwicklung verlaufe dabei nicht sprunghaft. Vielmehr werde es weiterhin stark OT-orientierte Fabriken geben, während andere Unternehmen bereits IT-basierte, containerisierte oder virtualisierte Systeme einsetzen. Zwischen diesen beiden Polen entstehe ein gleitender Übergang.

Große Unternehmen könnten eigene Plattformen aufbauen und technische Vorgaben bis hinunter zur Infrastruktur selbst definieren. Kleinere und mittlere Unternehmen seien dagegen stärker auf fertige Lösungen angewiesen. Deshalb werde es auch künftig unterschiedliche offene und geschlossene Ökosysteme geben.

Für SEW-Eurodrive steht nach Aussage Hans Krattenmachers fest, dass der Kunde über die digitale Architektur entscheidet. Das Bruchsaler Unternehmen wolle sich an diese Vorgaben anpassen und seine Antriebstechnik so integrierbar wie möglich gestalten. Die softwaredefinierte Fabrik entsteht damit nicht durch ein einzelnes Produkt, sondern durch das Zusammenspiel von Software, Daten, Hardware, Energie und partnerschaftlich entwickelten Ökosystemen.