Die diskrete Fertigung
erfindet sich neu

Ziel ist es, ein Ökosystem in Form einer Anwendungsplattform zu entwickeln. Interne und externe Beteiligte an einer Produktions- und Lieferkette – die letztlich auch einen Geschäftsprozess abbildet – kommunizieren miteinander via Apps. Dadurch entsteht direktes Feedback von Kunden und Partnern, das neue Impulse in der Produktentwicklung setzt.

Es kommen Rückmeldungen von einzelnen Maschinen, die die Rentabilität verbessern und vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) erlauben. Alle Anwendungen orientieren sich an Echtzeitdaten, die von digitalen Zwillingen, der virtuellen Repräsentation der Maschinen in der Cloud, geliefert werden.

Zukunftsmusik? Nein, laut einer Studie von Deloitte beträgt der Anteil der IoT-Projekte in der Fertigung inzwischen 77 Prozent (Link). Dank der ERP-Plattform SAP 4/HANA und in Kombination mit Fiori-Apps (einem Design-Konzept für mobile Anwendungen) heben die Analysten von Deloitte den „ungeahnt schnellen Datenzugriff und die Vernetzung verschiedenartiger Datenquellen“ hervor. Der Brückenschlag zum Internet der Dinge wird mit dem Innovationssystem SAP Leonardo gemacht, dem zentralen System von SAP für IoT-Anwendungen, um Projekte im Bereich Industrie 4.0 und Digitalisierung voranzutreiben.

Für SAP Leonardo gibt es Innovationskits , die Unternehmen beim schnellen Einstieg helfen. Mithilfe der Innovationskits kann ein Unternehmen in einem Prozess, der die Phasen Explore, Design und Deliver umfasst, in wenigen Wochen zu einer Pilotanwendung seines individuellen M-4.0-Projekts gelangen.

Dreh- und Angelpunkt ist die SAP Cloud Platform, auf der Leonardo und einige Standardkomponenten aufsetzen. Die Cloud Platform stellt zentrale Dienste wie Analytik, maschinelles Lernen und Integrationsservices bereit. Standardkomponenten, die bei IoT-Anwendungen zum Einsatz kommen, sind etwa Intelligent Asset Management, Digital Manufacturing Cloud oder Global Track & Trace. Digital Manufacturing Insights ermöglicht tiefgreifende Einblicke in die Fertigungsprozesse.

Die zentralisierte, cloud-basierende und datengesteuerte Manufacturing-Performance-Management-Lösung dient der Erfassung, Bereitstellung und Visualisierung von Kennzahlen für mehr Transparenz in der Produktion in Echtzeit. Hierfür bietet die Lösung vorkonfigurierte Standardproduktions-Key-Performance-Indicators (KPI), die erweitert werden können. Algorithmen helfen zur Analyse der Ursachen von Qualitätsmängeln und unterbreiten Vorschläge zur kontinuierlichen Verbesserung der Fertigungsleistung.

Wer den Weg in M 4.0 geht, der wird schnell feststellen, dass die enge Verbindung zwischen dem Physischen und dem Digitalen in ein weiteres Konzept mündet – das dem einen oder anderen Anwender aus der Konstruktionsabteilung nicht neu sein dürfte: der digitale Zwilling. Ein digitaler Zwilling ist eine identische Abbildung des konkreten, physikalischen Objekts in einem Computersystem. Er enthält nicht nur Konstruktionsdaten, sondern viele weitere Parameter, zum Beispiel Maschinenkennziffern und auch betriebswirtschaftliche Kenndaten. Der digitale Zwilling ist mit seiner echten, physischen Repräsentation über Sensoren vernetzt.

Alle einzelnen digitalen Zwillinge bilden ein Netzwerk, aus dem Erkenntnisse für Entwicklung, Produktion, Wartung und Marketing gewonnen werden. Ganz moderne digitale Zwillinge arbeiten mit künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen sowie Analysesoftware. Sie erstellen auf der Grundlage von Echtzeitinformationen Auswertungen, die Rückschlüsse für die Produktverbesserung, Wartungsarbeiten oder auch Kundenzufriedenheit ermöglichen.

Der Erkenntniszuwachs erlaubt oft überraschende Wendungen. In der vorausschauenden Wartung sind diese zum Beispiel sich abzeichnende Schadenfälle – was nicht nur für die Wartung von Bedeutung ist, sondern beispielsweise auch für die Bewertung durch die Versicherung. Ein System, das mittels eines digitalen Zwillings in nahezu Echtzeit nicht nur Wartungsdaten liefert, sondern Chancen zur Verschlankung und Beschleunigung in der Produktion erkennt, welche Teile schon bei der nächsten Charge verbessert werden können, wie schnell sie beschafft und wie schnell das fertige Produkt geliefert werden kann, ist quasi das Brennglas eines M-4.0-Konzepts.

In Richtung Plattform gehen zum Beispiel die Index-Werke. Sie stellen über die „iXWorld – die Welt der digitalen Integration“ eine Drehscheibe für ihre Kunden bereit. Diese cloud-basierende Plattform deckt alle Aspekte eines Dreh- und Fräszentrums ab: von der Suche in Spezifikationen im Einkaufsprozess über das Monitoring und die Optimierung des Betriebs bis zum Abruf von neuen Services und Software-Lösungen für die Maschine.

Der Hersteller nutzt SAP-Technologie als Basis, mit Lösungen wie Commerce Cloud, Asset Intelligence Network, 3D Visual Enterprise, IoT Services und die Cloud-Plattform. Das Dreh-Fräszentrum Index G200 demonstriert seine Leistungsfähigkeit in dieser Cloud-Umgebung. Zu dieser Maschine existiert ein digitaler Zwilling, der die Haupt- oder Aufbaubaugruppen sowie die Unterbaugruppen der Maschine in 3D-Modellen im Asset Intelligence Network hinterlegt.

Die Produktion neu definieren

Manufacturing 4.0 ist für den deutschen Mittelstand eine konkrete Vision. Es gilt, den richtigen Ansatzpunkt beim Anschluss der Datenaufnahme über die Verarbeitung der Daten bis zur Datenrückführung, also der Auswirkung der verarbeiteten Daten auf die reale Welt in der Produktion zu finden. Von ans Netz angeschlossenen Dreh- und Fräsmaschinen bis hin zu 3D-Druckern entstehen Möglichkeiten, die die gesamte Produktion neu definieren. Im Hintergrund muss eine cloud-fähige IT vorhanden sein, die neuartige Technologien im Bereich Big Data oder maschinellem Lernen überhaupt erst zur Verfügung stellen kann.