Vernetzte Produktion: Kommunikation auf dem Shopfloor

Die vernetzte Produktion ist die Basis für Industrie 4.0. Sie erlaubt eine selbstorganisierte Fertigung.

Eine gängige Definition des Begriffes „vernetzte Produktion“ lautet: Intelligente und digital vernetzte Systeme erlauben eine weitgehend selbstorganisierte Fertigung. Menschen, Maschinen, Anlagen und sogar die hergestellten Produkte kommunizieren direkt miteinander und ermöglichen eine flexible Fertigung, Weiterverarbeitung oder (Versand-)Logistik. Dadurch können auch Kleinserien und Einzelstücke effizient hergestellt werden. Zudem erlaubt die vernetzte Produktion die vorausschauende Wartung vor dem Eintritt von Störungen und eine schnellere, agile Umstellung von Fertigungsanlagen auf veränderte Produkte.

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Die Chance für deutsche Unternehmen und ihre Chief Digital Officer (CDOs) liegt gerade im Kontext von Industrie 4.0 in der Herstellung von hochwertigen, komplexen Gütern und Services. Sie müssen sich dafür durch hohe Eigenintelligenz und ergänzende Mehrwertservices auszeichnen. Wichtige Erfolgsfaktoren in dieser Entwicklung sind die Digitalisierung und die Vernetzung der Produktion.

Vernetzte Produktion: Vorteile

Flexibilität in der Fertigung durch eine vernetzte Produktion ist für Unternehmen ein bedeutender Faktor. Argumente für die vernetzte Produktion sind:

  • Kostensenkung: Die vernetzte Produktion versetzt Unternehmen – nach nicht selten erheblichen Anfangsinvestitionen – in die Lage, dem Kostendruck durch weltweite Konkurrenz und neue Technologien standzuhalten.
  • Effizienz: Die Produktionsprozesse werden effizienter und flexibler, da die Maschinen über Software gesteuert werden.
  • Kundenorientierung: Unternehmen entsprechen mit vernetzten Produktionsanlagen tendenziell besser den Kundenwünschen hinsichtlich Zeit, Menge und Qualität.
  • Zukunftssicherheit: Unternehmen entwickeln damit zukunftssichere Produkte und Services. Zudem erschließen sie sich neue Geschäftsmodelle und neue Märkte.

Vernetzte Produktion: Risiken und Nachteile

Mit der vernetzten Produktion sind allerdings auch einige Risiken und Nachteile verbunden:

  • hohe Investitionen: Vernetzte Produktionsanlagen erfordern von den Unternehmen zunächst einmal vergleichsweise hohe Investitionen. In vielen Fällen wird die Neuanschaffung von bereits vernetzten Maschinen zunächst nicht möglich sein, so dass bestehende Altanlagen per Retrofitting für Industrie 4.0 nachgerüstet werden müssen.
  • Akzeptanzprobleme: Kein Unternehmen kann allein eine vernetzte Produktion aufbauen. Die Zulieferer müssen die entsprechenden Schnittstellen anbieten, und die Kunden müssen die neuen Produkte wünschen. Das Konzept der vernetzten Industrie muss von allen unterstützt werden.
  • andere Berufsbilder: Die vernetzte Produktion bewirkt eine sehr starke Automatisierung in der Fertigung, wodurch sich einige Berufsbilder verändern. Dies kann zum einen für Missstimmung in der Belegschaft sorgen, zum anderen für einen Mangel an entsprechend weiter- oder ausgebildeten Fachkräften.
  • Cybercrime: Angriffe auf eine vernetzte Produktion können bei Erfolg schnell die gesamte Produktion oder sogar eine komplette Firma stoppen.

Der Aufbau der vernetzten Produktion

Für den Chief Digital Officer (CDO) eines Industrieunternehmens bedeutet der Einstieg in die vernetzte Produktion in jedem Fall, die horizontale und vertikale Vernetzung seines Unternehmens gleichermaßen voranzutreiben.

Horizontale Vernetzung

Hierbei geht es um die Verknüpfung der einzelnen Unternehmensbereiche und -standorte. Dies wird zwar häufig bereits durch ein WLAN geleistet, doch Industrie 4.0 und Digitalisierung erwarten deutlich mehr – beispielsweise die Kollaboration und Kommunikation mit digitalen Tools vom Enterprise Social Network über Messenger bis hin zu Videokonferenzen.

Vertikale Vernetzung

Hierzu gehört die Anbindung von Maschinen und Industrieanlagen an übergeordnete IT-Systeme. Dies geschieht durch Sensoren, die in geeigneter Form an das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) angeschlossen werden und ihre Daten an eine Zentrale übermitteln, etwa Temperatur, Feuchtigkeit oder Vibration. Durch die Ermittlung von Maschinendaten und Produktionsparametern ist eine bessere Zustandsüberwachung der Maschinen möglich, und es gibt umfangreiche Analysemöglichkeiten. Schlussendlich bedeutet dies eine größere Prozessautomatisierung, die idealerweise die Effizienz steigert.

Erfolgsfaktoren für den Einstieg in die vernetzte Produktion

Doch die (rein technische) Vernetzung allein liefert noch keine ausreichende Grundlage für die vernetzte Produktion. Einige wichtige Faktoren sind ebenfalls Voraussetzung für den Erfolg:

Strategie definieren

Unternehmen benötigen für die digitale Vernetzung – wie in allen Unternehmensaktivitäten – ein klares Ziel, das sie erreichen, und einen Weg, den sie dafür beschreiten wollen. Geht es darum, den bestehenden Markt auszubauen und dort beispielsweise Technologieführer durch smarte Produkte und Services zu werden? Oder geht es darum, ein neues Geschäftsmodell aufzubauen, um sich ein zweites Standbein zu verschaffen? Solche Fragen müssen zuerst gestellt und beantwortet werden.

IT modernisieren

Die vernetzte Produktion stellt erhebliche Anforderungen an die IT, da hier permanent in Echtzeit große Datenmengen ermittelt und gespeichert werden. Darüber hinaus gibt es hohe Anforderungen an Analyseanwendungen und Steuerprogramme. Vorhandene Rechenzentren sind oft nur unter großen Kosten an diese Anforderungen anzupassen. Hier sollten Unternehmen zunächst die gesamte IT-Architektur in den Blick nehmen und dabei stärker auf Cloud-Services setzen, beispielsweise für einzelne Anwendungen.

Daten erheben

Daten sind der Dreh- und Angelpunkt für die vernetzte Produktion. Die gute Nachricht: Unternehmen besitzen bereits eine enorme Menge an verborgenen Daten, die sie oft nicht sinnvoll nutzen und von denen sie manchmal gar nichts wissen. Denn zahlreiche vorhandene Computersysteme und Industrieanlagen ermitteln bereits ausreichend Maschinen- und Produktionsdaten. Diese werden jedoch in vielen Fällen nicht gespeichert oder zentral zusammengeführt. Schon die Ausleitung solcher Daten potenziert die Möglichkeiten in der Produktion. Darüber hinaus lassen sich selbst sehr alte Maschinen und Anlagen über vernetzte Sensoren in eine moderne industrielle Fertigung einbinden.

Zwischenziele setzen

Eine vernetzte Produktion lässt sich über eine Reihe von naheliegenden Schritten erreichen, beispielsweise zunächst über den Einsatz der ermittelten Daten für Predictive Maintenance. Damit ist eine vorausschauende Wartung gemeint, die Maschinen und Anlagen permanent überwacht und auf sich anbahnende Störungen hin untersucht. Darauf aufbauend können je nach Branche weitere Schritte folgen: die Automatisierung der Produktion, die „Smartifizierung“ der Produkte, der Aufbau von Mehrwertservices und so weiter.

Lieferkette einbinden

Eine umfassende und vollständig vernetzte Produktion lässt sich nur erreichen, wenn sämtliche Zulieferer – und möglichst auch deren Lieferanten – darin eingebunden sind. Die Vernetzung sollte sich also auch auf die gesamte Lieferkette erstrecken, damit es nicht zu Medienbrüchen oder Schnittstellenproblemen kommt.

Foto: ipopba/iStock/Getty Images

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