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Mittwoch, 13. Dezember 2017

Produktion

Digitalkompetenz zahlt sich für die Industrie aus

Von Martin Ciupek | 26. Januar 2017 | Ausgabe 04

Erfolgreiche Firmen vernetzen und automatisieren ihre Unternehmensprozesse. Manche entwickeln daraus neue Geschäftsfelder, wie vier Beispiele zeigen.

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Foto: M. Ciupek

Digitale Anleitung: Durchgängige Datenstrukturen von der Produktentwicklung bis zur Montage steigern die Effizienz bei der Arbeit. Hier erhält der Elektriker Informationen zur Verkabelung im Schaltschrank.

Ambitionierte Investitionsgüterunternehmen haben die Grundlagen für ihre heutige Digitalisierungsstrategie oft schon gelegt, bevor der Begriff Industrie 4.0 zum Synonym für derartige Aktivitäten wurde. Firmen wie Sensorspezialist ifm, Schaltschrankbauer Rittal und Anlagenbauer SMS Group erweitern damit ihr Kerngeschäft. Druckmaschinenbauer Heidelberg hat sogar ein Geschäftsfeld aufgebaut, welches nur am Rande mit dem bisherigen Kerngeschäft verbunden ist.

Sensorhersteller ifm: Für Myriam Jahn beginnt jetzt eine spannende Phase. Die Geschäftsführerin der ifm Datalink GmbH und Vorstand der neu gegründeten TiSC AG in Essen sagt: „Wir haben bereits 2003 den ersten erschwinglichen Online-Schwingungssensor für etwa 250 € pro Messstelle auf den Markt gebracht, den wir aber damals nicht gut verkaufen konnten.“ Nach ihrer Einschätzung liege das unter anderem daran, dass die Anbindung der Sensordaten an ERP-Systeme wie SAP zunächst etwa das 50- bis 100-fache koste. Mit der Diskussion um Industrie 4.0 und digitale Geschäftsmodelle werde der Nutzen solcher Vernetzungen inzwischen jedoch neu bewertet.

Foto: ifm

„Anfangs reichte den Anwendern eine LED-Anzeige am Sensor, später folgte die Verbindung zum Bildschirm.“ Myriam Jahn, Geschäftsführerin der ifm Datalink GmbH, Essen.

Nun fügt sich für die ifm-Managerin einiges zusammen. „Anfangs reichte den Anwendern eine LED-Anzeige am Sensor, später folgte die Verbindung zum Bildschirm und nach und nach zur Betriebsleitebene mit dem MES-System“, so Jahn. Dabei gebe es immer wieder Schnittstellenprobleme, die eine Automatisierung erschwerten. „Wir haben im Jahr 2010 etwa 100 MES-Anbieter kontaktiert und festgestellt, dass diese auch keine Lösung hatten“, erinnert sie sich. „Datalink kam unseren Vorstellungen am nächsten“, ergänzt sie. Inzwischen gehört Datalink zum Unternehmensverbund von ifm. Die IT-Experten waren maßgeblich an der Entwicklung der Software-Schnittstelle für die bidirektionale Kommunikation zwischen Sensoren sowie beliebigen MES- und ERP-Systemen beteiligt. Die gehört zusammen mit weiteren standardisierten Softwaremodulen, z. B. zur Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit, inzwischen zum Produktprogramm Linerecorder von ifm.

„Alle suchen nach Anwendungsszenarien, wir haben sie“, zeigt sich Jahn überzeugt. Und sie macht auch kleinen Betrieben Mut. „Kleine Maschinenbauer haben bei der Anbindung der Maschinendaten an ihr ERP-System Vorteile, weil sie nicht so viele Behelfslösungen im Einsatz haben wie große, durch Zukäufe gewachsene Unternehmen.“ Jetzt gehe es darum, dem Maschinenbau den Nutzen der Daten klar zu machen.

Als Beispiel nennt sie einen Anlagenbauer, der alle seine Separatoren mit einem Internet-Zugang ausstattet. „Das sind zunächst überschüssige Teile“, weiß Jahn. Doch sobald der Kunde Bedarf dafür sieht, könne der Datenhahn aufgedreht werden. Das macht für sie Sinn, denn „Nachrüsten ist deutlich teurer, und wird dann vom Endkunden gemacht.“ Damit nimmt sich der Maschinenbau die Möglichkeit, an die Betriebsdaten seiner Maschine zu gelangen.

Dafür sei es wichtig, den Unternehmen einfache und sichere Lösungen für die Vernetzung zur Verfügung zu stellen. Jahn macht dazu deutlich: „Wenn Sie die Drittverträge von Amazon und Microsoft für Clouddienste kennen, dann fragen Sie sich, ob sie das dem deutschen Maschinenbau antun können.“ Mit den Beteiligungen an den Siegener Unternehmen Quosit Informationstechnik und der Gesellschaft für Information und Bildung mbH möchte Jahn weitere Digitalkompetenz unter dem Dach der TiSC AG aufbauen.

Zunächst wolle das neue Unternehmen einfache und sichere Möglichkeiten in einer entsprechend zertifizierten Mittelstands-Cloud entwickeln, mit dem sich mit Hilfe von Sensordaten Ersatzteile, Kapazität, Qualität und Energieverbrauch managen und einfach an ein ERP-System anbinden lassen. „Dafür gibt es bisher keine vernünftigen Lösungen“, weiß die Vorständin. Details dazu sollen allerdings erst kurz vor Hannover Messe vorgestellt werden.

Schaltschrankbauer Rittal: Auch bei Rittal in Herborn wurden die Grundlagen für die heutige Digitalstrategie vor vielen Jahren gelegt. Bereits 1986 stieg Rittal-Chef Friedhelm Loh beim Softwarehaus Wiechers & Partner – heute Eplan Software & Service – in das Elektro-CAD-Geschäft ein. Seit 1999 gehört das Unternehmen komplett zur Friedhelm Loh Group, ebenso wie Rittal. Etwa sieben Jahre später wurde rund um die Eplan-Software eine Plattform ausgebaut, in der auch andere Disziplinen im Engineering integriert wurden – z. B. die Fluidtechnik sowie Mess- und Regelungstechnik. Heute ist die Eplan-Engineering-Plattform ein zentraler Bestandteil des digitalen Engineering- und Konstruktionssystems von Rittal.

Jan-Henry Schall, Leiter des Rittal Innovation Centers in Haiger, beschreibt den Kundennutzen: „Vom Schaltplan ausgehend lassen sich automatisiert die benötigten Komponenten ableiten und darauf basierend das Schaltschranklayout virtuell definieren.“ Alle für die Konfiguration notwendigen Daten stellt der Schaltschrankbauer den Anwendern inzwischen auch über sein Eplan-Data-Portal zur Verfügung. Das Ergebnis ist ein digitaler Zwilling des realen Endprodukts. Daraus leitet die Software eine Stückliste ab, die alle notwendigen Geräte, Komponenten und das Systemzubehör wie Schaltschrankleuchten und zur Montage nötige mechanische Ausbauteile aus dem Systembaukasten umfasst.

Für den noch effizienteren Engineering-Prozess im Steuerungs- und Schaltanlagenbau haben Rittal und Eplan zudem weitere Potenziale erkannt, die durch die nahtlose Einbindung des System-Konfigurators von Rittal in die Engineering-Plattform von Eplan erschlossen werden können. Durch direkte digitale Schnittstellen entfallen dabei eventuelle Fehlerquellen. Das hilft bereits frühzeitig im Engineering-Prozess spätere Folgekosten in der Fertigung oder Produktion zu vermeiden. Auch eine direkte Einbindung in die kaufmännischen Kundenprozesse wie Angebotserstellung und Auftragserteilung sorgt für weitere Optimierung in der Wertschöpfungskette beim Kunden.

Auch in den nachgelagerten Prozessen im Steuerungs- und Schaltanlagenbau werden die Engineering-Daten immer stärker eingebunden. Neben Lösungen zur automatisierten Angebotserstellung und Auftragserteilung erleichtern weitere Programme die Arbeitsprozesse zwischen Engineering und Produktion. „Die mit Eplan erzeugten Daten gehen direkt in die jeweiligen Maschinensteuerungen – manuelle Arbeiten der Maschinenprogrammierung entfallen somit gänzlich“, hebt Schall hervor. Eigens dafür entwickelte Anlagen erledigen so z. B. die mechanische Bearbeitung von Flachteilen und ganzen Gehäusen oder konfektionieren komplette Klemmleisten.

Aber auch für manuelle Arbeiten, wie z die Verdrahtung bietet das Modell des digitalen Zwillings die Basis für die Werkerunterstützung im Sinne eines digitalen Workflows. Über eine Verkabelungssoftware und einen Bildschirm erhält der Installateur für die Verdrahtungsschritte Detailinformationen zu jedem einzelnen Arbeitsschritt wie Drahtinformationen, Anschlusspunkte, Verlegewege, Statusinfos etc. – alles vollständig digital und nachvollziehbar.

Als Zukunftsthema sieht Schall die vollautomatisierte Schaltschrankverdrahtung. „Technisch ist das möglich, doch wir brauchen noch mehr Daten, vor allem von den Komponentenherstellern und das mit einer viel größeren Detailtiefe, als dies bisher in herkömmlichen Prozessen gefordert war und ist“, berichtet er.

Dazu hat das Unternehmen bereits einen Verdrahtungsrobotor für Montageplatten im Programm. Erste Unternehmen seien nun dabei, Erfahrungen damit zu sammeln und diese an Rittal zu reflektieren, um auch die neue Technologie weiter auszureifen.

Maschinenbauer Heidelberg: Nach dem deutlichen Rückgang des Druckmaschinengeschäftes war Heidelberg 2008 gezwungen, Kosten zu sparen und neue Marktchancen zu suchen. Ein Arbeitsplatzabbau drohte. Hartmut Ball, heutiger Vizepräsident Smart Factory, erinnert sich: „Jeder Bereich war aufgefordert, über neue Ideen und Alternativen nachzudenken.“ Er habe seinen Chef überzeugen können, dass die eigenen IT-Spezialisten besser seien als alle, die er sonst auf dem Markt kannte. Heidelberg könne mit dem vorhandenen Know-how in der IT auch andere Märkte ansprechen, so sein Vorschlag.

 Schnell fiel der Fokus auf die Beratung rund um die digitale Konstruktion, die zusammen mit einem Schulungspartner vermarktet wurde. „Wir hatten zum CAD-System Siemens NX ein Zusatzprogramm „Heidelberg CAx Quality Manager“ (HQM) geschrieben, das vergleichbar mit einem Rechtschreibprogramm ist“, verdeutlicht Ball. Dies prüfe automatisch, ob Geometrien sauber aufgebaut und alle für die Weiterverarbeitung notwendigen Grunddaten und Produktionsvorgaben eingepflegt sind. „Damit konnten wir erste Kunden aus dem Maschinenbau überzeugen“, so der IT-Spezialist. Schließlich kam das Glück dazu, Daimler mit der Lösung bei seiner CAD-Systemumstellung von Catia (Dassault) auf Siemens NX unterstützen zu können. Inzwischen gebe es für die HQM-Software etwa 500 Kunden.

Auch andere Prozesse rund um den Produktentwicklungsprozess vereinfacht Heidelberg. So haben die IT-Spezialisten des Unternehmens eine Cloud-fähige Prozesslandschaft für das Produktlebenszyklusmanagement (PLM) namens View2Connect entwickelt. Neben der Zusammenarbeit im Unternehmen und mit Partnern generiert diese Lösung laut Ball aus 3-D-CAD-Daten automatisiert per Knopfdruck Produktionsaufträge in ERP-Systemen wie SAP R/3. „Der Aufbau einer solchen Umgebung kann schnell Millionenbeträge verschlingen“, weiß der Experte. Die Plattform wurde zunächst für die Vermarktung eigener Fertigungsdienstleistungen (Factory on demand) genutzt. Nun sollen auch externe Lohnfertiger dafür zertifiziert werden.

Gleichzeitig sollen andere Unternehmen, insbesondere Maschinenbau-Start-ups und KMUs, von der modularen Lösung profitieren. „Beim Aufbau ihrer Unternehmen, erhalten Start-ups damit eine ausbaufähige Lösung für ihre Wertschöpfungskette und können sich auf Entwicklung und Vertrieb ihrer Produkte konzentrieren“, sagt Ball.

Anlagenbauer SMS: Die SMS Group aus Düsseldorf greift bei ihrer heutigen Digitalstrategie auf langjährige Erfahrung in den Bereichen Anlagenplanung und Anlagensteuerung zurück. Inzwischen werden Anlagen komplett digital geplant. Es werden sogar künftige Mitarbeiter in virtuellen Stahlwerken geschult – lange bevor die Anlage wirklich in Betrieb geht. Doch das reicht dem Traditionsunternehmen nicht. Seit 2016 kümmert sich die neu gegründete Tochter SMS Digital darum, weitere Optionen aufzutun.

Geschäftsführer Maximilian P. Wagner berichtet: „Wir arbeiten in zwei Richtungen: Erstens Plattformlösungen und zweitens Predictive Intelligence.“ Eine Ersatzteilplattform helfe z. B. Ersatzteile direkt an der Anlage zu identifizieren und die zugehörigen Dokumentationen vor Ort zur Verfügung zu stellen. „Aus der Kombination von digitalem Wissen mit Domänenwissen, entwickeln wir zudem datenbasierte Vorhersagemodelle – das verstehen wir unter Predictive Intelligence“, so Wagner.

Dabei geht die SMS-Tochter bewusst anders vor, als die Muttergesellschaft. „Wir beschäftigen uns zunächst mit den einzelnen Kernproblemen und fahren nicht gleich das große Funktionspaket auf“, erläutert Wagner. Das Ergebnis sei dann erst einmal eine Minimallösung, die zusammen mit den Kunden weiterentwickelt werde. Er weiß: „Bisher wurde die SMS Group als Systemlieferant, aber nicht als Partner für solche Aufgaben wahrgenommen.“

Doch nicht nur bei Kundengesprächen tritt SMS Digital anders auf als die Kollegen im Anlagenbau. Die Firma engagiert sich auch auf Big-Data-Treffen und hat kürzlich einen Wettbewerb zur Entwicklung eines Algorithmus für die Qualitätssicherung durchgeführt. Der kommt bei der Produktion von Stahlbrammen zum Einsatz – also dort, wo flüssiger Stahl zu Blöcken vergossen wird. „Dazu haben wir den Entwicklern einen Datensatz aus einer anonymisierten Anlage zur Verfügung gestellt“, erläutert Wagner. Das Ergebnis freut ihn: „Obwohl wir den Wettbewerb nur auf zwei Terminen in Deutschland vorgestellt hatten, war das Teilnehmerfeld international. Der Erstplatzierte hat mit seinem Algorithmus sogar Fehler prognostiziert, die nach unseren Erkenntnissen außerhalb des Messbereiches waren.“ Derartige Impulse wolle die SMS-Gruppe künftig stärker nutzen.

Foto: VDI nachrichten

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