IoT in der Praxis Konnektivität und Digital Thread – das A und O der digitalen Transformation

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Wie wird ein Unternehmen digital? Ein wesentlicher Baustein hierfür ist die Herstellung von Konnektivität und die Realisierung eines Digital Threads. Sie sind wichtige Grundlagen für den Erfolg der digitalen Transformation. Wie sollten Firmen hier am besten vorgehen?

Für die meisten Industrieunternehmen hierzulande steht außer Frage, dass sie sich – sofern noch nicht geschehen – früher oder später der digitalen Transformation stellen werden. Bei der wesentlichen treibenden Kraft hierfür, dem IoT, sind aktuell ein starkes Wachstum und große Fortschritte zu verzeichnen. Unternehmen bieten sich so Zugang zu innovativen, hochmodernen Technologien und Ressourcen und damit zugleich völlig neue Chancen.

Die Implementierung des IoT in betriebliche Abläufe und der Wechsel zu einer vernetzten Produktstrategie verlaufen in jedem Unternehmen anders. Sämtliche IoT-Implementierungen zeichnen sich jedoch dadurch aus, dass sie die Interoperabilität zwischen der IoT-Plattform und Systemen, Prozessen und Geräten wie Fertigungsanlagen, Maschinen und Werkzeugen herstellen. Sie alle erzeugen wichtige Daten. IoT-Lösungen ermöglichen deren Konnektivität, wodurch auf diese Daten zugegriffen werden kann. Parallel erfolgt eine Rückübermittlung der Daten an andere Unternehmensbereiche, wo die Daten ebenfalls genutzt, gespeichert oder in andere Anwendungen und Systeme integriert werden können. Dadurch lassen sich Erkenntnisse gewinnen, mit denen etwa Maschinenleistungen erhöht, Kosten gespart und Probleme bereits erkannt werden, bevor sie auftreten und teure Ausfallzeiten verursachen.

Bei der Herstellung von Konnektivität in einem Industrieunternehmen müssen zunächst einige Herausforderungen gelöst werden. Viele haben ihre Ursache etwa in zahlreichen heterogenen oder veralteten Geräten und Ad-hoc-Systemen, die häufig in Betrieben existieren. Auch Kommunikation und Sicherheit weisen oftmals Defizite auf. Da Unternehmen in aller Regel nicht ihren gesamten Anlagenbestand austauschen können, ist in diesem Falle eine Nachrüstung der Maschinen und Anlagen mit passender professioneller Sensorik und Vernetzungstechnik die notwendige Voraussetzung, um Konnektivität herstellen zu können.

Im Folgeschritt gilt es, Konnektivität zu jenen Unternehmenssystemen herzustellen, die etwa lokal oder in der Cloud implementiert sind und die möglicherweise mehrere unterschiedliche Standards für die Dateninteroperabilität verwenden. Bei der Verbindung dieser bis dato getrennten Welten sollte man daher auf drei Aspekte achten: die technisch korrekte Verknüpfung, die inhaltliche Bewertung der ausgetauschten Daten und zudem die Datenmenge, die übertragen werden soll. Auf dieser Basis kann der Aufbau einer Konnektivitätsarchitektur erfolgen. Eine IIoT-Plattform ermöglicht dann die Konnektivität zwischen den heterogenen Datenquellen wie Geräten, Anwendungen oder der Cloud und fungiert als zentrale, allgemeingültige Informationsquelle.

Daten verfolgen und nutzen – vom Anfang bis zum Schluss

Daten fallen über den gesamten Lebenszyklus von Produkten hinweg an. Für die Erstellung, Verwaltung, Verarbeitung und Verwendung dieser Daten ist eine leistungsstarke Lösung für das Product-Lifecycle-Management (kurz: PLM) erforderlich. Damit werden die durchgängige Verwaltung und Verfolgung aller produktbezogenen Prozesse möglich – von der Konzeption über das Design, Entwicklung und Qualitätsmanagement bis hin zu Fertigung und Wartung. Das PLM ist also eine wichtige Grundlage der Fertigung sowie das Rückgrat der digitalen Transformation in jeder Branche. Durch die Verknüpfung von IoT und PLM entsteht ein Closed-Loop-System, das Unternehmen zahlreiche wesentliche Vorteile verschafft. So lassen sich beispielsweise wichtige Erkenntnisse gewinnen und Muster identifizieren, mit denen Produkte und Prozesse kontinuierlich verbessert werden können.

Bei der Auswahl der passenden PLM-Software sind verschiedene Faktoren relevant. Von grundlegender Bedeutung ist etwa eine standardisierte Out-of-the-Box-Funktionalität, das heißt ein umfassendes Portfolio von Produktdatenmanagement-Kernlösungen bis hin zu fortgeschrittenen PLM-Lösungen. Wichtig ist daneben eine offene Architektur, die sich in Anwendungen des Unternehmens und seiner Partner integrieren lässt. Weitere entscheidende Kriterien sind zum einen konfigurierbare rollen- und aufgabenbasierte Apps, sodass sowohl Fachleute als auch nicht fachkundige Benutzer Produktdaten im Kontext ihrer Rolle oder Aufgabe auf einer einfachen Benutzeroberfläche anzeigen und formatieren können. Zum anderen ist es wichtig, dass eine visuelle Nutzung möglich ist, etwa durch Augmented Reality oder 2D- und 3D-Visualisierungen. Weiterhin ist die Sicherheit bei der Verwaltung von Produkten und Konfigurationen – auch im großen Maßstab – ein entscheidender Faktor. Wichtig ist , dass das PLM die Erstellung und Verwaltung eines Digital Threads ermöglicht, wie die PLM-Software Windchill von PTC.

Der Digital Thread: eine einzige allgemeingültige Datenquelle

Der Digital Thread stellt ein Rahmenwerk für den Zugriff auf verteilte Daten eines Unternehmens dar. Das Konzept beschreibt die Verfügbarkeit von Daten sowie die Möglichkeit, ihre Zusammenhänge herzustellen. Durch eine Echtzeit-Datensynchronisierung von verwandten vor- und nachgelagerten abgeleiteten Informationen werden Konsistenz, Zusammenarbeit und Abgleich zwischen verschiedenen Funktionen geschaffen.

Indem der Digital Thread Daten aus dem PLM, dem IoT sowie dem Enterprise-Resource-Planning und dem Customer-Relationship-Management kombiniert, wird ein geschlossenes Lebenszyklus-System kreiert. Sämtliche Änderungen und Konfigurationsinformationen zu einem Produkt werden erfasst, um die Qualität verbessern zu können, notwendige Nachbesserungen zu reduzieren und die Entwicklung neuer Produkte sowie die Markteinführung zu beschleunigen. Unternehmen haben die Möglichkeit, Daten zu sammeln, Prozesse und Maschinen zu überwachen und Informationen an die technische Entwicklung zurückzusenden, um im Bedarfsfall Ursachenanalysen und erforderliche Korrektur- und Vorbeugungsmaßnahmen durchführen zu können. Abteilungen können Daten gemeinsam verwenden, die sie vorher nicht austauschen konnten. Fabrik und Mitarbeitende des Außendiensts haben die Möglichkeit, technische Entwicklungsdaten für die verfahrenstechnische Entwicklung, die Identifizierung von Teilen, die Überprüfung von Spezifikationen, die numerisch gesteuerte Maschinendiagnose und viele weitere Anwendungen zu nutzen. Die technische Entwicklung kann wiederum die Aktivitäten der Fabrik und des Außendienstes für datengesteuertes Design verwenden.

Der Digital Thread in Aktion: überzeugende Erfolge

Viele Unternehmen diverser Branchen – von der Automobilindustrie über den Maschinenbau bis zum Medizingerätehersteller und Hightech-Herstellern – setzen bereits auf Lösungen wie etwa von PTC, um den Digital Thread nutzen zu können. Beim Elektroauto-Hersteller E-Go etwa umfasst der Digital Thread sämtliche Geschäftsbereiche, von der technischen Entwicklung über die Fertigung bis hin zur Endkundenerfahrung. Für E-Go bieten sich dadurch Vorteile wie eine reduzierte Fehlerquote und eine schnellere Produkteinführung durch besseres Konstruktionsmanagement. Auch Durchsatz und Produktion wurden durch die IoT-gestützte Automatisierung gesteigert. Die Volvo Group, Hersteller von unter anderem Lkw, Baugeräten und Industriemotoren, setzt auf den Digital Thread, um die Mitarbeiterproduktivität, Produktqualität und die Ausbildungszeit seiner Beschäftigten zu verbessern.

Mit der passenden IoT-Plattform kann ein jedes Unternehmen seine digitale Transformation effizient gestalten und zugleich den Ressourcenbedarf für die Implementierung und eine möglichst rasche Amortisation minimieren. Zahlreiche industrielle Fertigungsbetriebe haben die digitale Transformation bereits initiiert und setzen etwa auf den Digital Thread. Für Unternehmen, die sich noch nicht hierauf einlassen, ist es höchste Zeit, einen Richtungswechsel einzuschlagen – wenn sie im Wettbewerb erfolgreich bestehen möchten.

Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal Industry of Things.

* Dominik Rüchardt ist Senior Director Global Value Program Strategy bei PTC sowie Vorsitzender des Arbeitskreises „Industrie 4.0 Markt und Strategie“ des Bitkom, Branchenverband der deutschen Informations- und Telekommunikationsbranche.

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