Innovation in der Fertigung: Die Perspektive von drei Experten

Juli 10, 2017
Infor veranstaltete vor kurzem gemeinsam mit IndustryWeek ein Podiumsgespräch zu brennenden Fragen rund um Innovation in der Fertigung. Die Teilnehmer – Experten aus den Bereichen Forschung und Lehre, Lösungsentwicklung sowie Systemkonzeption – tauschten ihre Standpunkte aus. Die drei Perspektiven fügten sich zu einem mehrdimensionalen Bild von Innovation, ihren potenziellen Auswirkungen und den Herausforderungen in Verbindung mit der Umsetzung innovativer Technologien zusammen.

Datenzentrierte Forschung und Lehre: Andrew Dugenske vom Georgia Institute of Technology präsentierte Innovation aus akademischer Sicht. Das „Georgia Tech“ genießt hohes Ansehen für seine Studienprogramme auf dem Gebiet des Ingenieurwesens. So scheint das Institut gleich zwei Mal im Ranking des US News & World Report der besten technischen Hochschulen 2018 auf: Platz 4 für das Studienangebot für den Bachelor-Abschluss und Platz 7 für das Graduiertenprogramm. Dugenske ist Leiter der Einheit Informationssysteme in Fabriken am „Georgia Tech“ und Vorstand von Factory Right, einem vom ihm entwickelten Softwareprogramm für die Fertigung.

Auf die Frage nach seiner Erfahrung mit Innovation und disruptiven Technologien erklärte Dugenske, das „Georgia Tech“ habe ein umfassendes Programm für die Arbeit mit Fertigungsunternehmen.

„Sie holen sich bei uns unparteiischen Rat“, berichtete er. Unter den Unternehmen, für die das „Georgia Tech“ schon gearbeitet hat, finden sich Größen wie Siemens, Boeing, Nortel, Panasonic und Steelcase.

„Jedes dieser Unternehmen hat ein unterschiedliches Ziel, und genau da müssen wir immer ansetzen – bei der exakten Bestimmung der unternehmerischen Problemstellung“, so Dugenske. „Im Anschluss daran können wir Taktiken abstecken, manchmal eine kleine Veränderung und gelegentlich einen umfassenden mehrstufigen Plan.“

Die Entwicklung von Prototypen und die Durchführung von Tests sind laut Dugenske zentrale Elemente der Partnerschaft mit Fertigungsunternehmen.

Das Internet der Dinge (IoT) zähle zu den größten technologischen Umwälzungen für die Fertigung, ergänzte er. Er untermauerte dies mit einigen verblüffenden Statistiken von www.Industrial-IP.org:

  • Bis 2022 dürften 50 Milliarden Geräte über das Internet verbunden sein.
  • Das wirtschaftliche Potenzial des Internets der Dinge kann bis 2022 14,4 Billionen Dollar erreichen.
  • Auf die Fertigung werden in den nächsten zehn Jahren 27 % dieses Wertpotenzials entfallen – also 3,88 Billionen Dollar.
  • Unternehmen werden dank verbesserter Personaleffizienz durch das IoT 675 Mrd. Dollar einsparen.
  • Intelligente Geräte werden durch Verringerung von Verschwendung Einsparungen von 729 Mrd. Dollar bewirken.

Am „Georgia Tech“ finden jedes Jahr IoT-Workshops statt, die Unternehmen die Möglichkeiten vermitteln, diese Technologie für sich zu nutzen.

Anwendung von Innovation: Zustandsorientierte Überwachung von Anlagen. Der nächste Gastredner präsentierte einige Anwendungsfälle von Unternehmen, die innovative Ideen in praktische Anwendungen mit sichtbaren Ergebnissen umgesetzt haben.

Steve Beard von Infor konzentrierte sich auf den Einsatz von IoT-Technologien zur Optimierung des Managements und der Wartung von Werksausrüstungen. Eine Fülle von Konzepten ist geeignet, um die Daten zu erfassen, übertragen und auszuwerten – und Informationen in automatisierte Aktionen umzumünzen. Telematik, GPS/GIS und SCADA/PLC spielen dabei ebenso eine Rolle wie Drohnentechnologien.

Telematik kann von Unternehmen auch in der Fuhrparkverwaltung eingesetzt werden, für Service- wie für Lieferfahrzeuge.

„Fertigungsunternehmen können Daten zu ihren Fahrzeugen erfassen, die zu Kostenreduktionen und Produktivitätssteigerungen beitragen können. Das betrifft etwa die Fahrzeugverfolgung, die Kraftstoffeffizienz, die Laufzeit und die Kilometerleistung“, führte er aus.

Er erklärte, dass GPS (Global Positioning System) X/Y-Koordinaten ausgibt, während SCADA/PLC (Supervisory Control and Data Acquisition / Programmable Logic Controller) eine Fülle von Messdaten ermittelt – von Schwingungsanalysen über Geschwindigkeit und Stromverbrauch bis hin zur Spannung und Laufzeit.

Zusätzlich sind Drohnen in der Lage, aus der Höhe zu beobachten, Videos und Laserscans von Anlagen zu erstellen und zahlreiche mühsame, gefährliche und schmutzige Inspektionsroutinen zu übernehmen. Beard erwähnte anschließend einige Praxisbeispiele auf dem Gebiet der Sensortechnologie, die die Umsetzung abstrakter IoT-Konzepte in realen Nutzen verdeutlichen.

Telematik: Ein Infor-Kunde, eines der größten Privatunternehmen der USA mit einem Jahresumsatz von über 23 Mrd. Dollar, bettet Telematik-bezogene Daten schon seit Jahren in sein EAM-System (Enterprise Asset Management) ein. Das Unternehmen liefert weltweit über 600 Millionen Kisten an Getränke- und Nahrungsmittelprodukten, hat über 90 Lagerhäuser rund um den Globus und die Fahrzeugflotte allein in den USA umfasst beinahe 3.000 Anhänger und beinahe ebenso viele Zugfahrzeuge.

Das Unternehmen hat sich mit Infor EAM ausgestattet. Es dient als Transaktions-Backbone für die Verwaltung sämtlicher Daten, die zur Verwaltung der Flottenanlagen sowie zur Einhaltung öffentlicher Berichtsverpflichtungen notwendig sind. In der Vergangenheit wurden die Daten in einer Reihe disparater Systeme erfasst und gespeichert, u. a. von an Bord installierten elektronischen Datenaufzeichnungssystemen. Diese Vorrichtungen erfassen u. a. Kilometerleistung, Kraftstoffverbrauch und Leistungsdaten.

Durch die Verknüpfung dieser Daten mit dem EAM war das Unternehmen in der Lage, im Hinblick auf Performance-Management und Compliance Optimierungen voranzutreiben, eine präzisere Bewertung der Fuhrparkkosten und des Personaleinsatzes zu erhalten und fundiertere Kapitalvermögensentscheidungen zu treffen. Mit dem EAM als Zentralspeicher konnte eine wöchentliche Auslastungsaufstellung ausgearbeitet werden, die Aufschluss über die Arbeitskosten in sämtlichen Vertriebszentren gibt. In der Folge konnte das Unternehmen 50 % Leihpersonalkosten einsparen.

GPS: Das Agrargeschäft des 21. Jahrhunderts entwickelt sich zusehends in Richtung Präzisionslandwirtschaft. Dabei kommt Technologie zum Einsatz, um die Produktivität auf jedem Quadratmeter Land noch weiter zu steigern. Präzisionslandwirtschaft ist ein Beitrag zu weniger Verschwendung, optimiertem Personaleinsatz, mehr Gewinn und Umweltschutz. Doch vor allem unterstützt sie die Landwirte dabei, mit einer begrenzten Ressource eine wachsende Weltbevölkerung zu ernähren.

Ein Infor-Kunde, eines der größten globalen Unternehmen für Landwirtschaftsprodukte, beschäftigt mehr als 5.000 Mitarbeiter und ist weltweit auf Anbau und Produktion sowie den Transport von Karotten spezialisiert. Für Anbau, Ernte, Reinigung, Verpackung und Auslieferung dieser Lebensmittelprodukte über sein Partnernetzwerk arbeitet das Unternehmen mit Sachgütern unterschiedlichster Art, von Traktoren und Erntemaschinen über Transportfahrzeuge bis hin zu Bewässerungssystemen. Beim Ausfall einer Anlage kann nicht geerntet, verpackt und geliefert werden. Die Lösung bestand darin, EAM – mitsamt Zustandsüberwachung und Asset Performance – zu einer strategischen Initiative zu machen.

Die Wartung der Vielfalt an unentbehrlichen Flottenfahrzeugen war bisher komplex, da diese ständig in Bewegung und mit der Ausführung wesentlicher Vorgänge beschäftigt waren. Die Lösung war echt einfach. Jedes der wichtigen Fahrzeuge wurde mit einem GPS ausgerüstet. Diese Einrichtungen erlauben nicht nur die Ortung der Fahrzeuge, sondern auch die Aufzeichnung grundlegender Einsatzdaten wie Kilometerstand und Fahrzeit. Die mittels GPS gesammelten Daten werden über ein Dienstprogramm auf Excel-Basis in die Infor EAM-Lösung importiert. Anhand der Messdaten werden anschließend zeitnahe Arbeitsaufträge mitsamt GPS-Koordinaten erstellt. Während die Techniker unterwegs sind, besteht dadurch trotzdem ein exakter Überblick über den Standort der Fahrzeuge, an denen eine Wartung fällig wird.

SCADA: Ein weiterer Infor-Kunde ist das drittgrößte Klärwerkunternehmen in Colorado, das in 2 der größten Städten dieses US-Bundesstaates tätig ist. Die Abwässer von über 20 Distrikten landen hier – das Werk ist für eine Tageskapazität von 190 Millionen Liter ausgelegt, die derzeit etwa zur Hälfte ausgelastet ist. Das Werk hat an die 10.000 Assets – Pumpen, Motoren, Gebläse, Heizkessel, Lager- und Haltetanks, Verbindungsrohre, Anlagen u.v.m. Bei vielen dieser Komponenten kommen unterschiedliche Betriebssysteme zum Einsatz, die die Laufzeit und Leistung des Systems überwachen. Mithilfe von Software werden in Echtzeit operative Daten und Ereignisse erfasst, verarbeitet, analysiert und gespeichert, um betriebliche Anomalien und Korrelationen zu untersuchen und den Energieverbrauch zu messen.

Die Daten werden dann in Infor EAM eingespeist. Liegt ein Messwert länger als 1 Woche außerhalb des Toleranzbereichs, erstellt die EAM-Lösung eine E-Mail-Mitteilung mit einem eingebetteten Link, über den das Aufsichtspersonal direkt den betreffenden Datensatz aufrufen und das Messprotokoll überprüfen kann, um zu entscheiden, ob ein Arbeitsauftrag erstellt werden soll. Diese Art der Nutzung des IoT sorgt nicht nur für einen dauerhaft effizienten Pumpenbetrieb, sondern optimiert auch den Wartungsprozess und beugt Verschwendung von Arbeit und Material vor.

Umwandlung von Produkten und Daten. Der nächste Gastredner war Neil Gatenby, Business-Architekt für Enterprise Services bei Thales, Australien. Thales ist weltweit führend bei missionskritischen Systemen und Lösungen für fünf Marktsektoren: Raumfahrt, Luftfahrt, Verteidigung, Sicherheit und Transport. Der Konzern zählt 61.000 Mitarbeiter in 56 Ländern und erwirtschaftet einen Jahresumsatz von 17,6 Mrd. Dollar. Im letzten Jahr wurden 3,75 Mrd. in FuE investiert.

Innovation ist ein Hauptschwerpunkt bei Thales, so Gatenby, insbesondere in Branchen wie der Verteidigung. „Wenn Leben auf dem Spiel steht, muss sicher sein, dass die Benutzer möglichst die besten verfügbaren und am weitesten entwickelten Anwendungen bekommen. Sie sind auf jeden Vorteil angewiesen, den wir liefern können.“

Vorteile kommen häufig in Form von Daten. Die Schwierigkeit liegt darin, diese Daten so anzuwenden, dass ein taktischer Gewinn entsteht, ohne dabei die Sicherheit zu gefährden. Eine Hürde stellt sich immer dann, wenn Altsysteme mit neuer Technologie gekoppelt werden sollen, fügte Gatenby hinzu.

Im Hinblick auf neue Technologien und einen digitalen Umbau kommt es darauf an, die Lebensdauer der bestehenden Technologie zu verlängern und gleichzeitig neue Potenziale zu übernehmen. Der Verhältnis muss stimmen. Gatenby erläuterte dann, wie Thales vor der Entscheidung stand, welcher Bereich in der ersten Deployment-Stufe Vorrang bekommen sollte. Die Wahl fiel auf die betrieblichen Prozesse – u. a. in Bezug auf die Prozessoptimierung, die Befähigung der Mitarbeiter und das Leistungsmanagement.

Die Überwindung der Kluft zwischen Informationstechnologie (IT) und „Operational Technology“ (OT) erfordert deshalb ein besonderes Augenmerk. Gatenby nannte es den „Ort, an dem die virtuelle Welt der IT-Systeme auf die physische Welt der Geräte und Anlagen trifft“. Bei Thales sind das Maschinen und Anlagen im Werk, ein gepanzerter Geländewagen in einem Kriegsgebiet oder Marineplattformen im Serviceeinsatz bei einer Flotte. Gatenby gab einige Erkenntnisse aus seinem jüngsten Technologie-Deployment preis.

Informationstechnologie (IT) und „Operational Technology“ (OT) – wie lassen sich diese beiden Welten dank operativer Exzellenz zusammenbringen?

  • Es gilt, Mitarbeiter zu verwalten sowie Maschinen und Prozesse zu steuern. Streben Sie stets danach, Wert zu schaffen.
  • Messen Sie die Produktivitätsrate – nicht die Zahl der Produkte.
  • Daten müssen aggregiert, für spezifische Erfordernisse aber auch aufgeschlüsselt werden.
  • Zentralisieren und verteilen: Streben Sie nach ganzheitlicher Durchgängigkeit, vermeiden Sie Silos.
  • Integration und Kooperation. Machen Sie sich Sichtbarkeit und Zusammenarbeit zunutze.

Wie steht Ihr Unternehmen da? Zum Abschluss des Webinars wurden einige Branchenstatistiken präsentiert. Sie gingen aus einer KPMG-Umfrage unter CEOs über ihre Unternehmensperspektiven hervor. Mehrere Fragen betrafen Standpunkte zu disruptiver Technologie und zum Stellenwert von Veränderung. Wie die Ergebnisse zeigen, hegen die CEOs in dieser Hinsicht einige Bedenken.

  • 75 % der CEOs äußern sich besorgt, dass neue Marktteilnehmer das Geschäftsmodell umwälzen.
  • 73 % befürchten, mit der Technologie nicht Schritt halten zu können.
  • 70 % haben Angst, Marktanteile an die Konkurrenz zu verlieren.
  • 65 % macht die Relevanz ihrer Produkte und Dienstleistungen in einem Drei-Jahres-Horizont Sorge.

Mehr Zuversicht herrscht auf der Managementebene. KPMG befragte Manager – in erster Linie in operativen Bereichen – nach ihrer Meinung über Innovation und die Übernahme von Technologie. Die Ergebnisse:

  • 53 % der Manager geben an, dass sie bereits intensiv an der Umstellung in ihrer Branche arbeiten.
  • 52 % sind in Sachen Technologie „auf dem Laufenden“.
  • 48 % halten ihre Technologie für topaktuell.

Diese unterschiedliche Wahrnehmung macht anschaulich, dass Geschäftsführung und Management noch viel zu tun haben. Kommunikation über die Diskrepanz zwischen Vision und Umsetzung muss Vorrang bekommen.

Wie können Sie dafür sorgen, dass Ihr Unternehmen eine hohe Innovationsrate anregt und fördert und sich entsprechend anpasst?

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