Die intelligente Fabrik ist das Ziel In 7 Schritten zu Industrie 4.0

Autor / Redakteur: Ulrich Ahle* / Ulrike Ostler

Für die exportierende Fertigungsindustrie und damit für die gesamte deutsche Wirtschaft ist „Industrie 4.0“ eines der wichtigsten Zukunftsthemen. Trends wie Cloud Computing, Big Data oder Mobility als wichtige Basis für Industrie 4.0 sind bei vielen Unternehmen inzwischen fest in den Köpfen der Entscheider verankert. Doch wie gehen sie am besten vor?

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Mit Volldampf in die vierte industrielle Revolution
Mit Volldampf in die vierte industrielle Revolution
(Bild: © Eisenhans - Fotolia)

Die Vernetzung der Systeme aus Produktion und Verwaltung, die Qualifikation der Mitarbeiter und nicht zuletzt der Schutz von Daten und Know-how verlangen nach einer genauen Strategie. Mit einer Sieben-Schritte-Roadmap können Unternehmen sicherstellen, dass sich ihre Investitionen am Ende optimal auszahlen.

Industrie 4.0 bedeutet, dass Unternehmen ihre Maschinen, Produkte und Betriebsmittel auf globaler Ebene in Form von Cyber-physischen Produktionssystemen (CPPS) vernetzen. Ziel ist, dass diese selbstständig Informationen austauschen. Zudem sind sie künftig in der Lage, ohne menschliches Zutun Aktionen auszulösen und sich gegenseitig zu steuern. Das klingt futuristisch, doch wir sind auf dem besten Weg dorthin.

Auf IT-Abteilungen kommen in jedem Fall große Herausforderungen zu: Wie werden die Daten verarbeitet? Wo werden Sie gespeichert? Und wie wird die Sicherheit der Daten gewährleistet?

Lohnen sich die Investitionen?

Den Herausforderungen stehen somit auch ebenso große Investitionen gegenüber. Die Frage, ob sich diese auch auszahlen, lässt sich leicht beantworten. Das wirtschaftliche Potenzial für Industrie 4.0 wird enorm hoch eingeschätzt: Eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) und des Branchenverbandes Bitkom sieht bis 2025 allein im Maschinen- und Anlagenbau ein zusätzliches Wertschöpfungspotenzial von 23 Milliarden Euro in Deutschland.

Laut den Analysten der Experton Group werden deutsche Unternehmen bis zum Jahr 2020 etwa 10,9 Milliarden Euro in IKT-Lösungen für Industrie 4.0 investieren. Allein für 2015 rechnen die Experten mit 654 Millionen Euro relevanter IKT-Investments. Bitkom prognostiziert darüber hinaus, dass Industrie 4.0 in Deutschland in sechs volkswirtschaftlich wichtigen Branchen für eine zusätzliche Bruttowertschöpfung von 1,7 Prozent pro Jahr sorgen kann, und zwar bei Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik, Automobilbau, chemische Industrie, Landwirtschaft sowie Informations- und Kommunikationstechnologie.

Die richtige Strategie für die Digitalisierung des Betriebs

Die Fabrik der Zukunft muss in mehrere Richtungen vernetzt sein. So sind die IT-Systeme horizontal innerhalb des Unternehmens oder auch über mehrere Unternehmen zu einer durchgängigen Lösung integriert – von der Produktentwicklung über die Vermarktung bis hin zur Auftragsabwicklung inklusive der Produktion.

Hinzu kommt eine vertikale Integration, sprich ein durchgängiges System von der Ebene der Sensoren und Maschinensteuerungen über die Ebene des Manufacturing & Execution-Systems (MES) bis zur Office-IT mit den Unternehmensanwendungen – einschließlich Enterprise Ressource Planning (ERP) und Product Lifecycle Management (PLM).

Durch die Integration der IT-Systeme verbessern sich die industriellen Prozesse in Produktion, Entwicklung, Materialverwendung sowie im Lieferketten- und Lebenszyklusmanagement. So sind beispielsweise die intelligenten Produkte an jeder Stelle des Produktionszyklus identifizierbar und steuerbar.

Damit die Transformation zur Smart Factory reibungslos von statten geht, sollten sich Unternehmen eine vielschichtige Strategie, unter anderem mit Zwischenzielen und möglichen Schwierigkeiten, zurechtlegen. Dabei hilft ein Grundgerüst von sieben Punkten, anhand derer Unternehmen ihre persönliche Strategie entwickeln können. Die Fortschritte müssen nicht zuletzt von allen beteiligten IT-Mitarbeitern regelmäßig geprüft werden, damit sich eventuelle Verzögerungen am Ende nicht auf Jahre summieren.

Der Autor des Artikels, Ulrich Ahle, ist Head of Consulting & Systems Integration Market Manufacturing, Retail and Transportation beim IT-Dienstleister Atos.
Der Autor des Artikels, Ulrich Ahle, ist Head of Consulting & Systems Integration Market Manufacturing, Retail and Transportation beim IT-Dienstleister Atos.
(Bild: Atos)

Sieben Schritte zur Smart Factory

  • 1. Das Transformationsziel klar festlegen: Hierfür empfiehlt es sich, eine technologische Strategie mit zeitlich festgelegten Meilensteinen für die Umsetzung zu entwickeln. Sie sollte flexible und anpassbare Systemelemente vorsehen, um auch für sich ändernde Anforderungen gerüstet zu sein.
  • 2. Interne Grenzen überwinden: Informationsbarrieren zwischen Hierarchie-Ebenen, Funktionen und Rollen behindern die Zusammenarbeit in einem dynamischen und komplexen Produktionsumfeld. Es gilt, Wege sowie Toolunterstützung (wie Social Collaboration) für eine durchgängige Kollaboration, Kommunikation sowie einen ungestörten Informationsfluss zu finden. Dafür ist es wichtig, Mitarbeiter auf allen Ebenen frühzeitig einzubinden und zu motivieren sowie ihre zukünftige Rolle zu definieren. Im nächsten Schritt können Prozesse und Systeme an die neuen Aufgaben angepasst werden.
  • 3. Innovation zum zentralen Prozess erklären: Die von der Veränderung Betroffenen sowie relevante Interessenvertreter in der Fabrik sollten von Anfang an eine aktive Rolle spielen und nicht erst bei der Umsetzung mit dem Wandel konfrontiert werden. Das bedeutet beispielsweise auch, die Mitarbeiter in den einzelnen Standorten in die geschäftlichen Ziele einzuweihen und für neue Ideen zu gewinnen. Innovation muss letztlich vom Management kommen und auf den Fachebenen mitgetragen werden.
  • 4. Die Transformation mittelfristig anlegen: Ein Zeitraum von drei bis fünf Jahren ist ein realistisches Planungsziel, um die Visionen umzusetzen. Zum Start empfehlen sich Pilotprojekte, die konkrete erste Schritte in eine valide und robuste PLM- und MES/MOM Absprungbasis vorsehen.
  • 5. Ganzheitlich handeln: Das Netzwerk an Produktionsstätten wird zu einer einzigen virtuellen Fabrik. Daher sollten Unternehmen ihre Ressourcen, Prozesse und Produkte der einzelnen Standorte konsolidiert betrachten. Das Ziel: Den Echtzeit-Überblick über das globale Netzwerk ausbauen um Best-Practice überall verfügbar zu machen und global Synergien auszuschöpfen.
  • 6. Komplexität abgeben: Die virtuelle Fabrik benötigt geeignete Filter-, Analyse- und Reporting-Tools, um lokale Einheiten zeitnah mit relevanten Informationen zu versorgen. Spezialisierte Cloud-basierte Services sind eine Option, um große Datenmengen zu verarbeiten und zu analysieren.
  • 7. Die Strategie kontinuierlich weiterentwickeln und verbessern: Auch wenn die Strategie steht und erste Bausteine bereits implementiert sind – neue Herausforderungen und Chancen erfordern oft Anpassungen. Die Verantwortlichen sollten daher kontinuierlich überprüfen, ob die definierten Ziele mit den aktuellen Anforderungen und der Wettbewerbsentwicklung übereinstimmen.

* Ulrich Ahle ist Head of Consulting & Systems Integration Market Manufacturing, Retail and Transportation beim IT Dienstleister Atos.

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