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Predictive Maintenance ist das Paradebeispiel für die Umsetzung von Industrie 4.0. Damit lassen sich Ausfallzeiten in der Produktion frühzeitig verhindern, indem mögliche Maschinenschäden erkannt werden, bevor sie auftreten. (Bild: Adobe Stock 261632636, iot_Monopoly919)

| von Cliff Ortmeyer

Der wesentliche Unterschied zwischen Industrie 3.0-Technologien, mit denen automatisierte Roboter in die Industrie gelangt sind, und Industrie 4.0 ist die Einführung der Interoperabilität und Konnektivität von Fertigungstechnologien. Im Zuge der technologischen Weiterentwicklung und der wachsenden Akzeptanz können Unternehmen ihre Effizienz und Produktivität steigern, Zeit und Geld sparen und gleichzeitig den Energieverbrauch senken, um die Weltwirtschaft besser zu unterstützen. Die Systeme werden flexibler und passen sich dem Auftragsfluss der Kunden dynamisch an.

Trotzdem kann es eine Herausforderung sein, der Geschäftsführung die Umstellung auf Industrie 4.0 schmackhaft zu machen. Unternehmen wie Festo haben festgestellt, dass frühe Versuche, Hersteller für das Konzept zu gewinnen, nicht geholfen haben. Der Widerstand und die Skepsis sind noch immer spürbar. Anfangs galt Industrie 4.0 als Markenjargon, der aus Deutschland kam und wenig mit anderen Akteuren zu tun zu haben schien. Dann wurde das Konzept auch außerhalb Deutschlands aufgegriffen. Aber das Konzept wurde auch von einigen Unternehmen missbraucht, die letztlich nur ihre Produkte mit dem Etikett Industrie 4.0 versehen wollten.

Eck-Daten: Ziele und Hürden auf dem Weg zur Industrie 4.0

Nicht jedem Geschäftsführer lässt sich der Übergang zur Industrie 4.0 schmackhaft machen, denn neben den Vorteilen gibt es eine ganze Reihe von Bedenken zu berücksichtigen. Daher ist ein schrittweiser Übergang empfehlenswert, damit sich auch die Mitarbeiter an die Prinzipien der Industrie 4.0 gewöhnen können. Dabei sollte ein Industrie-4.0-Manager vor allem darauf achten, die Mitarbeiter einzubinden und sie entsprechend zu schulen. Neben dem Fachkräftemangel sind Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der Cloud-Verbindung große Stolpersteine, aber viele Lieferanten arbeiten bereits daran, ihre Produkte mit den entsprechenden Sicherheitslösungen auszustatten.

Schrittweiser Übergang

Anstatt Industrie 4.0 als eine Möglichkeit zur Veränderung des gesamten Betriebs zu betrachten, besteht eine praktikablere Option darin, sich auf kleinere, kurzfristige Erfolge zu konzentrieren. Schneider Electric empfiehlt, die digitale Transformation hin zur Industrie 4.0 schrittweise in Angriff zu nehmen: klein anfangen, damit sich die Menschen damit vertraut machen können, und in geeigneter Form Geschwindigkeit aufnehmen. Die EcoStruxure-Plattform des Unternehmens zeigt die Vorteile, die unter anderem darin bestehen, dass die Kosten für Facility-Management und Wartung durch Einsparungen bei Betriebsmitteln und Produktteilen sowie durch die Nutzung von zehn Prozent Sonnenenergie um 30 Prozent gesenkt werden.

Paradebeispiel vorausschauende Wartung

Vorausschauende Wartung ist ein wichtiges Ziel für die Bereitstellung der Industrie 4.0, da sie häufig eine bedeutende Kapitalrendite für Unternehmen bietet. Ein wichtiger Kostenfaktor für Hersteller sind Ausfallzeiten verursacht durch defekte Maschinen sowie die Stillstandzeiten aufgrund von Wartungsarbeiten, die nach einem festen Zeitplan organisiert sind. Diese müssen erhaltend sein, um Betriebsausfälle zu minimieren. Durch die Ausrüstung der Werkzeugmaschinen mit Sensoren und die Verwendung einer Kombination aus lokaler und Cloud-basierter Software zur Zustandsüberwachung lassen sich Verschleißzustände erfassen, die auf einen möglichen Ausfall in nächster Zukunft hinweisen. Bediener von Fertigungsanlagen können wiederum auf diese Zustände reagieren, anstatt Wartungsarbeiten nach einem festen Kalender vorzusehen. Ein Maschinenbauer kann bei vorausschauender Wartung zum Beispiel ein Problem vorhersehen und somit Techniker nur dann entsenden, wenn eine Reparatur tatsächlich erforderlich ist.

Wichtig ist, dass es die Ausfallvorhersage ermöglicht, Reparaturen zu Zeiten zu planen, die in Bezug auf die Produktivität am besten geeignet sind, anstatt reagieren zu müssen, wenn Fehler bereits aufgetreten sind. Diese treten allzu oft in Zeiten der maximalen Auslastung einer Produktionslinie auf. Der Bediener kann die Wartung für Zeiten vorsehen, in denen das betreffende Werkzeug oder der betreffende Roboter voraussichtlich nicht stark genutzt wird und sich andere Maschinen umprogrammieren lassen, um den Betrieb zu übernehmen. Je besser das Verständnis für die Maschinen, desto umfassender sind hier die Möglichkeiten.

Ungenutzte Ressourcen erschließen

Messgrößen wie die Energieeffizienz bieten eine Perspektive auf Kosten, die Hersteller in der Vergangenheit möglicherweise nicht genutzt haben und die die längerfristige Transformation hin zur vollständigen Umsetzung von Industrie 4.0 vorantreibt. Laut Molex-Industrieprodukte ist die Automatisierung einer Fertigungsanlage mit erheblichen Kosten verbunden und Investitionen erfordern einen Blick über den anfänglichen Kapitalaufwand hinaus oder das Bestreben, möglichst geringe Kosten zu erreichen. Dabei ist sowohl eine Kosten-Nutzen-Analyse als auch eine langfristige Vision erforderlich.

Auch wenn es möglich ist, das Management in Bezug auf eine Kapitalrendite zu überzeugen, so ist es ebenso wichtig sicherzustellen, dass auch alle Mitarbeiter diese Idee für gut befinden. Hersteller sind aus gutem Grund oft konservativ eingestellt. Sie haben Techniken gelernt, die immer wieder funktionieren. Diese bewährten Praktiken zu ändern, stellt ein Risiko dar. Die Teams, die für den reibungslosen Betrieb der Fertigungsanlage verantwortlich sind, haben eine natürliche Zurückhaltung, wenn es darum geht, Praktiken anzuwenden, mit denen sie wenig Erfahrung haben.

Mitarbeiter unbedingt einbeziehen und schulen

Einer der größten Stolpersteine auf dem Weg zur Industrie 4.0 ist die Frage der Cybersicherheit. Unternehmen müssen sich sicher sein, dass ihre Cloud-Anbindung abgesichert und damit auch ihre Daten geschützt sind.

Einer der größten Stolpersteine auf dem Weg zur Industrie 4.0 ist die Frage der Cybersicherheit. Unternehmen müssen sich sicher sein, dass ihre Cloud-Anbindung abgesichert und damit auch ihre Daten geschützt sind. Adobe Stock 235864705, wladimir1804

Bei Industrie 4.0 geht es nicht nur um die Menschen, die sie umsetzen. Es geht auch um die Leute, die sie bedienen und damit arbeiten. Werden Mitarbeiter nicht auf die gleiche Welle aufspringen und mit an Bord geholt werden, kämpfen sie wahrscheinlich dagegen an, was eine große Herausforderung darstellt. Die Fürsprecher der Industrie 4.0 im Unternehmen müssen mit den Bedienern der Anlagen zusammenarbeiten, denn sonst können sich Erfolge schnell in Misserfolge wandeln. Ein weiteres Problem sind die Fähigkeiten, die zur Umsetzung von Industrie 4.0 in einem breiteren Anwendungsbereich erforderlich sind.

Panasonic gibt zu bedenken, dass es in kleineren Unternehmen manchmal keinen Techniker gibt, der sich mit der Integration von Konnektivität oder der Verwendung eines bestimmten Automatisierungsprotokolls auskennt. Daher lautet die Empfehlung, die Mitarbeiter zu schulen, um die integrierte Konnektivität zu verstehen und das Unternehmen in die richtige Richtung zu lenken.

IT und Betriebstechnik in Kooperation

Im Gegensatz zu den früheren industriellen Revolutionen fordert Industrie 4.0 die Integration von Bereichen einer Organisation, die zuvor nicht eng zusammengearbeitet haben. Die Mitarbeiter der Informationstechnologie (IT) haben sich auf Geschäfts- und Verwaltungsanwendungen konzentriert, während das Personal der Betriebstechnik (BT) die Computer- und Roboterressourcen direkt in der Produktionsstätte verwaltet. Aufgrund der vielen Industrie-4.0-Anwendungen werden die Hersteller jedoch mehr und mehr eine direkte Integration zwischen dem Auftragsfluss und der Art, wie die Fertigung konfiguriert ist, sehen. Dies erfordert, dass sowohl IT als auch BT zunehmend dieselbe Sprache sprechen müssen.

Die meisten Unternehmen sind es gewöhnt, dass IT-Mitarbeiter an IT-Systemen im Büro und Betriebstechniker an betrieblichen Anlagensystemen arbeiten. Zukünftig sind diejenigen Unternehmen erfolgreich im Geschäft, die es ermöglichen, dass die IT-Agenda stärker durch die operativen Betriebsbereiche vorangetrieben wird und eine wirkliche Zusammenarbeit zwischen IT-Mitarbeitern und BT-Mitarbeitern entsteht. Das Unternehmen benötigt eine kombinierte Strategie, wenn es den Weg in die Zukunft mit Industrie-4.0-Technologie beschreiten möchte.

Eine Industrie-4.0-Lösung lässt sich nicht ohne die vollständige Beteiligung der IT-Abteilung am Projekt umsetzen. Das Unternehmen muss also über echte funktionsübergreifende Teams verfügen, die bei den Kunden arbeiten. Gefragt sind Mitarbeiter mit kombinierten Kenntnissen in den Bereichen Datenwissenschaft und IT-Sicherheit. Es gibt jedoch immer noch viele traditionelle technische Studiengänge an Universitäten, die die Absolventen nicht auf diese neuen technologischen Gegebenheiten vorbereiten.

Akzeptanz durch Benutzerfreundlichkeit

Benutzerfreundlichkeit und eine einfache Installation fördern die Akzeptanz von Industrie-4.0-Lösungen. Mit der Verbreitung der richtigen Fähigkeiten könnten im Bereich der Industrie 4.0 neue Rollen entstehen. Größere Unternehmen sollten über einen Industrie-4.0-Manager verfügen, der alle IoT-Aktivitäten innerhalb eines Unternehmens, z.B. Konnektivität und Datenaustausch, miteinander verbindet, um die richtige Richtung einzuschlagen. Es ist ratsam, eine Person zu ernennen, die als Industrie-4.0-Vorkämpfer für das Unternehmen fungiert.

Cybersecurity

Neben dem Fachkräftemangel gibt es im Rahmen der Einführung von Industrie 4.0-Technologie wachsende Bedenken in Bezug auf unsichere Netzwerke. Das Sicherheitsproblem düfte die Bereitstellungsrate der Industrie-4.0-Technologie drosseln, wenn dieses Thema nicht angegangen wird. Viele Mitarbeiter und Unternehmen reagieren zurückhaltend und stellen sich beim Thema Cybersecurity die Frage, ob sie über eine wirklich sichere Schnittstelle bei der Nutzung der Cloud verfügen. Viele Unternehmen haben Bedenken, dass von außerhalb des Unternehmens auf Daten in der Cloud zugegriffen wird. Viele Lieferanten wie z.B. Panasonic arbeiten aber bereits mit Partnern daran, um die höchsten Sicherheitsstandards in Produkte zu integrieren.

Indem mehr und mehr der genannten Probleme angegangen werden, eröffnen die Technologien auf denen die Industrie 4.0 beruht Vorteile und künftige Chancen für Unternehmen für eine erfolgreiche Zukunft. Um dieses Ziel zu erreichen, benötigen Unternehmen neben der Technologie auch Partnerschaften. Durch die Zusammenarbeit mit den richtigen Partnern können Hersteller den besten Start bei Industrie 4.0 hinlegen.

 

Cliff Ortmeyer

Global Head of Technical Marketing bei Farnell

(na)

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