Individuelle Industrie-4.0-Lösungen für Unternehmen

Individuelle Industrie-4.0-Lösungen für Unternehmen

Unter Industrie 4.0 verstehen wir die intelligente Vernetzung von Maschinen, Menschen und industriellen Prozessen. Dabei werden oft innovative Informations- und Kommunikationstechnologien genutzt, um die Kommunikation zwischen Maschinen beziehungsweise zwischen Mensch und Maschine zu ermöglichen. Grundsätzlich gilt es immer die vorhandenen Maschinen, Prozesse und Menschen so zu vernetzen, so dass das Gesamtsystem den größtmöglichen Mehrwert liefert. Bei jambit haben wir in diesem Kontext vier Bausteine identifiziert, die im Zusammenspiel ein Industrie-4.0-System darstellen:

Individual Industry 4.0 software solutions for your company
Die 4 Bausteine von Industrie 4.0: IT-Sicherheit und IT Operations, Connectivity & Data, Analytics & Intelligence, sowie Human- & Computer Interaction

IT-Sicherheit und IT Operations bilden hierbei das Fundament, denn Industrie-4.0-Systeme sind erfolgskritisch und müssen entsprechend verlässlich und sicher betrieben werden. Darauf aufbauend umfasst der Baustein Connectivity & Data die Anbindung und Vernetzung von Maschinen sowie eine mögliche Daten-Vorverarbeitung im Edge Computing, bis hin zur Übertragung und Speicherung von Daten in der Cloud. Auf diesen Daten aufbauend lassen sich Analysen durchführen, auch mit Einsatz fortschrittlicher Algorithmen.

Allein schon Daten zu erheben, zu verstehen und auszuwerten, erlaubt bereits eine Flexibilisierung in der Wertschöpfungskette. Auch wenn maschinelle Automatisierung in weiten Teilen schon gut beherrscht wird, bleibt der Mensch in einem Industrie-4.0-System weiterhin ein zentraler Bestandteil. Menschen und Maschinen interagieren miteinander und untereinander mit neuen Technologien, die beispielsweise Remotesteuerung ermöglichen.

Der Ansatz wird in allen Branchen eingesetzt, die ihre Produkte oder ihren Produktionsprozess digitalisieren, oder aber zu ihren Produkten digitale Mehrwert-Dienste erstellen wollen. Industrie 4.0 versteht sich dabei als Sammelbegriff für verschiedene Konzepte und Technologien mit dem Ziel und dem Potenzial, die industrielle Produktion ein weiteres Mal zu revolutionieren.

Als Softwaredienstleister setzen wir bei jambit an allen vier Bausteinen des I4.0-Systems an und entwickeln gemeinsam mit unseren Kund*innen maßgeschneiderte Softwarelösungen, die messbare Optimierungen ermöglichen.

Mit Industrie 4.0 die Produktion einfacher und effizienter gestalten

Im Zuge des internationalen Wettbewerbs und des steigenden Marktdrucks möchten Industrieunternehmen Verschwendung und Ineffizienz an allen möglichen Stellen vermeiden. Der Industrie-4.0-Ansatz zielt also darauf ab, die industrielle Produktion oder den Produktionsverlauf einfacher bzw. effizienter zu gestalten, um so Kostentreiber anzugehen. Er setzt einerseits aufseiten der Maschinen und der IT, andererseits aber auch, im Sinne der Lean Production, bei den Prozessen und Menschen an.

Die in diesem Zusammenhang oft genannte Smart Factory zeichnet sich neben Vernetzung auch durch Transparenz aus, welche die optimale Nutzung von Ressourcen ermöglicht. So kann ein optimales Zusammenspiel von Beschaffung, Produktion und Distribution erreicht werden.

Alle technischen Lösungen eines Industrie-4.0-Ansatzes sollten immer ein reales Problem lösen und eine greifbare Verbesserung schaffen. Im Folgenden stellen wir Use Cases vor, die die Möglichkeiten des I4.0-Ansatzes verdeutlichen.

Flexibilität in der Produktion als Schlüssel

Ein Unternehmen möchte seine Produktionsstraße flexibler anpassen, um sie letztlich wirtschaftlicher betreiben zu können. Dafür sollen die einzelnen Elemente der Produktionsstraße beliebig kombinierbar sein, nicht nur in ihrer physischen Form, sondern auch auf Ebene der Daten. Vereinheitlichte, klare Schnittstellen ermöglichen solch eine Vernetzung. Zudem möchte das Unternehmen die Information „Was produziert die Straße in welcher Konfiguration?“ schnell abrufen. Gerade bei der Produktion geringer Losgrößen, bis hin zu Losgröße = 1 sind minimale Rüstkosten essenziell.

Die Produktion muss an die Bedürfnisse des Kunden angepasst werden. Unternehmen, die mit technischen Lösungen schnell und flexibel auf den Markt reagieren können, erhöhen ihre Wettbewerbsfähigkeit massiv. Gerade in Pandemiezeiten haben sich diejenigen Unternehmen als besonders resilient gezeigt, die flexibel auf Veränderungen reagieren konnten. Diese Veränderungen waren stark beeinträchtigte Supply Chains, ein z. T. völlig veränderter Bedarf im Markt oder die schlichte Notwendigkeit, Kontakte zwischen Menschen zu vermeiden. Wer sich digital gut aufstellt, rüstet sich somit für eine Zukunft, die geprägt sein wird von schneller Veränderung und der Fähigkeit, darauf zu reagieren.

Performance Management

Neben der Chance, die Produktion flexibler zu gestalten, bietet Industrie 4.0 auch die Möglichkeit, diese zu optimieren. Die OEE (Overall Equipment Effectiveness) ist hierbei eine bewährte Messgröße. Je zeitnaher und präziser sie bestimmt werden kann, umso leichter lassen sich mögliche Hemmnisse beheben und Optimierungen umsetzen. Erst diese Sichtbarkeit ermöglicht eine Reaktion in der nötigen Geschwindigkeit und ein unmittelbar der Situation angepasstes Verhalten. Zudem lassen sich in diesem Kontext Mehrwertservices über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg aufbauen.

Datenbasierte Predictive Maintenance und Predictive Quality

Mit Blick in die Zukunft gewinnt die datengetriebene industrielle Fertigung immer mehr an Relevanz für Industrieunternehmen. So hat die Wartungsstrategie großen Einfluss auf Betriebskosten und Ausfallsicherheit einer Produktionskette. Vorrauschauende Wartung („predictive maintenance“) kombiniert die Vorteile reaktiver Wartung („run to fail“) mit denen präventiver Wartung („preventive maintenance“).

Dafür werden aufgezeichnete Sensordaten der Produktionskette auf Muster untersucht, die mit dem Ausfall von Komponenten korrelieren. Diese Muster werden dann genutzt, um aufgrund aktueller Daten

  • die verbleibende Lebenszeit einer Komponente abschätzen zu können (RUL, „remaining useful life“),

  • außergewöhnliches Verhalten anzeigen zu können („anomaly detection")

  • oder die Wahrscheinlichkeit für den Ausfall einer Komponente anzugeben.

Dadurch können Unternehmen Ausfälle von Komponenten vermeiden und gleichzeitig die Wartungskosten auf ein Minimum reduzieren. Mit Wahrscheinlichkeitsmodellen lassen sich sogar die Kosten für Wartung bzw. vorzeitigen Austausch einer noch funktionsfähigen Komponente gegen die Kosten eines Stillstands der Produktionskette bei tatsächlichem Ausfall der Komponente abwägen. Damit lässt sich ein Wartungsplan erstellen, der optimal für die Produktionskette und die Anforderungen ist, die an sie gestellt werden – das kann beispielsweise eine hohe Ausfallsicherheit sein, oder auch eine hohe Kosteneffizienz.

Predictive Quality überträgt dieses Konzept auf die Qualitätssicherung. Hier werden Vorhersagemodelle genutzt, um die Wahrscheinlichkeit von Defekten einzelner Werkstücke abzuschätzen, um damit zusätzliche Qualitätskontrollen zu planen, oder die Produkte in unterschiedliche Qualitätsstufen zu sortieren.

Wie baut man ein Industrie-4.0-System auf?
jambit analysiert, berät und setzt individualisierte Lösungen um

Bestehende industrielle Systeme sind oft nicht dafür ausgelegt​, sich ohne Hindernisse in ein Industrie-4.0-System zu wandeln. Allein die Datenmenge stellt oft schon eine Herausforderung dar. jambit hat hierfür ausgewiesene Expert*innen in den Bereichen Big Data Engineering sowie KI-, VR/AR- und IoT-Entwicklung, die sich genau auf diese technologischen Bereiche spezialisiert haben.

Wir verstehen es als unsere Aufgabe, Systeme zu analysieren und ggf. den architektonischen Kern auf neue technologische Füße zu stellen. Dabei achten wir darauf, Komponenten, die sich als tragfähig für die Zukunft erweisen, zu übernehmen und zu integrieren. Unsere Erfahrung zeigt, dass Industriesysteme immer eine Vergangenheit haben. Sie werden benutzt, sie sind weiterhin produktiv im Einsatz und können und sollen nicht von einem Tag auf den anderen ersetzt werden.

Der Weg hin zu einem Industrie-4.0-System ist also oft eine Transformation. jambit kombiniert hier das Wissen aus verschiedenen Branchen und aus vielen Transformationsprojekten mit tiefgreifendem IT-Know-How. Wir setzen auf Industriestandards, wo es möglich ist, und verwenden innovative, neue Technologien, wo es geboten ist. Hierbei setzen wir auf crossfunktionale High-performance Teams aus Generalist*innen und Spezialist*innen, um für individuelle Probleme individuell zugeschnittene Lösungen zu erarbeiten.

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Maximilian Schenk

Maximilian Schenk

Head of Industry & Energy

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