Hohe Zeit für die Strategie-Frage

Bei der Digitalisierung müssen sich die Verantwortlichen unterschiedlichen Lernprozessen stellen, um die jeweils notwendige Wissensbasis zu schaffen. Davon betroffen sind keineswegs nur technische Themen, sondern auch Verwaltungsstrukturen, Sicherheitsfragen und nicht zuletzt Kundenerwartungen. Lernen erfordert dabei immer iterative Prozesse, braucht also Zeit. Oft genug werden Fortschritte erst nach Fehlern erzielt.

Das Problem: aus Fehlern lernen kostet nicht nur Zeit, sondern auch Geld; mitunter auch Vertrauen und Reputation. Bleibt die Frage, wie die schrittweise Digitalisierung für das eigene Unternehmen am besten vorantreiben?

In 4 Stufen zu mehr Profit

Digitalisierung wird häufig als Stufenmodell inszeniert. Die erste Stufe dient der Steigerung der Betriebseffizienz: mehr Produktivität ist das Ziel. Dazu werden Daten aus den Fertigungsanlagen gesammelt – die Grundlage, um den Produktionsprozess besser zu kontrollieren, dessen Flexibilität zu erhöhen und die Betriebskosten zu senken.

Das Gros der Digitalisierungs-strategien bewegt sich aktuell noch auf den Stufen 1 und 2. HMS Industrial Networks

Die meisten Unternehmen befinden sich aktuell auf dieser ersten Stufe; einige sind bereits auf der Stufe 2 unterwegs und realisieren neue Produkt- und Serviceangebote wie Pay per Use, monetarisieren ihre Daten und bieten softwarebasierte Dienstleistungen an.

Daran schließt sich die Stufe der Ergebnis-Ökonomie mit ihren datenbasierten Geschäftsmodellen an. Unternehmen werden dann die Lieferung auf Waren oder Dienstleistungen umstellen, die ganz individuelle Kundenanforderungen lösen und messbare Ergebnisse erzielen. Stufe vier wäre dann die smarte Fabrik, die im Endausbau auf vollständiger Digitalisierung mit autonomen Systemen sowie künstlicher Intelligenz basiert und schlussendlich eine individuell und autonom gesteuerte Produktion ermöglicht.

Erster Proof of Concept entscheidet

IIoT-Strategien schnell entwickeln und umsetzen

"Viele haben noch gar keinen Bauplan für ihre IIoT-Strategie." Thilo Döring (o. r.) zusammen mit Thierry Bieber (l.) im Videointerview mit IEE-Chefredakteuer Stefan Kuppinger (r.u.). Redaktion IEE

Digitalisierung lässt sich nicht schlagartig umsetzen. Wer dennoch schnell von der Digitalisierung profitieren will, braucht vor allem eine Umsetzungsstrategie und einen Technologiepartner mit einer durchgängigen ­Lösung wie sie Thilo Döring, Geschäftsführer HMS Industrial Networks und Thierry Bieber, Industrie Manager Factory Automation im Videointerview mit der IEE-Redaktion erläutern.

Soweit die Theorie. Wie die Umsetzung in der Praxis aussieht, kennt die Karlsruher Firma HMS Industrial Networks. Der unabhängige Anbieter von Lösungen für die industrielle Kommunikation sowie für das Industrial Internet of Things (IIoT) hat mittlerweile in vielen IIoT-Projekten in unterschiedlichsten Branchen viel Kompetenz erworben.

Dabei hat sich eine Erkenntnis herauskristallisiert: Auch wenn die Motivation von Unternehmen beim Start in die Digitalisierung sehr unterschiedlich sein kann, verlangt ein erfolgreiches Vorgehen immer Engagement und klar definierte Erwartungen, beispielsweise im Hinblick auf die Kapitalrendite. Deshalb ist es empfehlenswert, sich bei einem ersten Proof of Concept (POC) auf einige schnelle Zielerreichungen zu konzentrieren.

POC steht schon nach einem Tag

Digitalisierung im Alleingang oder mit Partner? Die Gegenüber-stellung erleichtert die Entscheidung. HMS Industrial Networks

Prinzipiell gibt es viele Möglichkeiten, selbst eine IIoT-Lösung zu realisieren, praktisch in Eigenregie: Beispielsweise indem die Daten mit kostengünstiger Hardware an eine Cloud-Plattform übertragen werden. Das geht mit Hilfe von frei verfügbaren (open source) MQTT-Treibern und mit IoT-Plattformen wie Microsoft Azure oder Amazon Web Services (AWS). Aber welche Kosten lassen sich nach der Umsetzung mit solchen Lösungen sparen und wie viel Zeit und Fachwissen sind zu investieren, um auf diesem Weg einen ersten POC zu erstellen? HMS rät seinen Kunden deshalb zu einem kalkulierbaren Vorgehen, zum Beispiel auf Basis eines industriellen IoT-Gateways. Über solche integrierten IIoT-Lösungen können digitale oder analoge Sensoren einer Maschine einfach an eine Plattform ‚angeschlossen‘ werden. Zusätzlich lassen sich parallel dazu auch Daten von der Maschinen-Steuerung abrufen, Alarme oder Visualisierungs-Dashboards lokal erstellen und auf ein Cloud-Konto spiegeln.

Der erste POC kann so in etwa einem halben Tag auch von Mitarbeitern ohne IT-Fachwissen erstellt werden und schnell aussagekräftige Ergebnisse vorweisen. Die Schritte der IIoT-Strategie lassen sich zügig validieren oder anpassen, um die Grundlage für den folgenden Schritt zu schaffen: Jetzt könnte die IIoT-Lösung bei einem eigenen Pilotkunden implementiert werden, etwa um eine Fernwartung zu realisieren. Hier ergeben sich in der Regel weitere Herausforderungen. Oft müssen unterschiedliche Kommunikationsstandards implementierbar sein, weil die Lösung in verschiedenen Märkten installiert werden soll und mit allen Markt-relevanten Steuerungen interagieren muss, die jeweils ihre eigenen Protokolle für den Datenaustausch haben. Auch kann die Cloud­anbindung zur Herausforderung werden, weil beispielsweise jetzt zusätzlich drahtlose Technologien oder Mobilfunk für die Kommunikation zu berücksichtigen sind. Spätestens zu diesem Zeitpunkt stellt sich die Frage, ob es nicht sinnvoll wäre, sich bei der Digitalisierung Unterstützung zu holen und nicht alles allein zu machen.

Make or Buy? – Das ist meist die Frage

HMS Hub, Hub Portal, Edge-Gateway plus Sequence bilden eine IIoT-Middleware mit der die Unternehmen alle Varianten einer Digitalisierungs­strategie realisieren können. HMS Industrial Networks

Wer in Eigenregie verschiedene Technologien, Software und Hardware mit einer eigenen Implementierung zusammenstellt, hat natürlich immer die volle Kontrolle, muss dann aber auch viel Zeit investieren und Fachwissen aufbauen.
HMS bietet beispielsweise verschiedene Edge-Familien ‚von der Stange‘, die in allen Zielmärkten funktionieren. Diese Lösungen beinhalten die Unterstützung gängiger Feldbusse für eine schnelle Prozessdatensynchronisation, aber auch die proprietären Messaging-Protokolle vieler Anbieter zum Auslesen von Daten aus der SPS-CPU ohne Programmänderungen. Dies ist insbesondere bei Brownfield-Installationen ein nicht zu unterschätzender Vorteil.

Sicherheitsanforderungen und Kundenakzeptanz

Der Erfolg einer IIoT-Lösung hängt stark von der Akzeptanz der Endkunden ab – sie müssen externe Konnektivität und die gemeinsame Datennutzung zulassen. Fernzugriffsdienste sind dafür ein gutes Beispiel. Die meisten Maschinenbauer haben diese Maschinenkonnektivität bereits genutzt, um remote Fehler zu beheben, ohne das Büro zu verlassen.

Ungefähr 10 % der Maschinen sind heute mit entsprechenden Lösungen ausgestattet, die häufig auf einer Software wie Teamviewer oder normalen IT-Routern basieren. Allerdings gilt es Sicherheit zu gewährleisten. Ein VPN-Tunnel oder eine TLS-Verschlüsselung für die Kommunikation reichen hierfür nicht aus. Die Einhaltung von Sicherheitsstandards wie ISO 27001 oder IEC 62443 sind wichtige Aspekte bei der Lösungsauswahl, verkürzen die Zeit für Sicherheitsaudits deutlich und führen zu hoher Kundenakzeptanz. Diese Akzeptanz zu schaffen, ist eine der größten Herausforderungen für Maschinenbauer, die sich mit dem Gedanken tragen, eine IoT-Lösung selbst zu realisieren. Denn Security erfordert massive Investitionen und organisatorische Anpassungen im Unternehmen.

Mit kompetenter Unterstützung lassen sich diese Prozesse besser, schneller und schluss­endlich auch kostengünstiger bewältigen. Eine sichere Edge-Gateway-Plattform, die zuverlässige Kommunikation mit verwalteter Datenintegrität (kein Datenverlust bei Problemen mit der Internetverbindung) und eine sichere, hochverfügbare Cloud-Plattform, die regelmäßig mit simulierten Angriffen getestet wird, sorgen für durchgängige Datensicherheit.

Das Produktspektrum von HMS ermöglicht die individuelle IIoT-Anbindung von einzelnen Geräten, Steuerungen und kompletten Maschinen inklusive Fernzugriff. HMS Industrial Networks

Globaler Roll-out und Time to Market

Spätestens dann, wenn Unternehmen IIoT-Lösungen weltweit nutzen wollen, gilt es – neben der Anwenderakzeptanz und Sicherheit – den Faktor Zeit zu berücksichtigen. Denn neue Wege sind mit vielen Unsicherheiten und Lernschritten verbunden. Lange Lernzyklen werden heute nicht mehr akzeptiert, da eine kurze Time to Market immer wichtiger wird. Auch deshalb rechnet sich die Unterstützung bei der Digitalisierung. Kunden können sich dann auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren und so deutlich höheren Mehrwert generieren, was wiederum die Akzeptanz steigert.

Ist es also wirklich eine gute Idee, die Digitalisierung selbst in Angriff zu nehmen, oder ist es passender, Lösungen und Wissen zuzukaufen? Wer sich für ‚Make‘ entscheidet hat die Kontrolle über die zu implementierenden Technologien und Funktionen – aber auch die Verantwortung. Es erfordert ein hohes Maß an Fachwissen und Ressourcen, um eine Infrastruktur für die IIoT-Konnektivität aufzubauen und anschließend über viele Jahre zu warten. Die Implementierungs- und Lernkurve führt zudem meist zu einer deutlich späteren Marktein­führung. Hinzu kommen darüber hinaus das interne Risiko- und Leistungsmanagement bei Dienstleistungen sowie die Investitionskosten für Hardware, Lizenzen, Schulungen etc.

Wer sich fürs Zukaufen entscheidet, kann sich dagegen auf das eigene Fachwissen konzentrieren und verkürzt seine Time to Market. Darüber hinaus profitiert er von bewährten Lösungen für die IIoT-Konnektivität; Lieferanten-SLA (Service Level Agreement) inklusive. Zudem lassen sich die Kosten kalkulieren und gemeinsame Infrastrukturen nutzen. Einzige Voraussetzung: Man muss sich auf die ‚gekauften‘ Technologien verlassen, was bei einem etablierten Unternehmen kein Problem ist.

(sk)