Zentrale IT-Plattform

Von der Idee bis zur Vermarktung

Vier Jahre ist es her, seit unsere Bundesregierung das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 zur Hannover Messe 2011 erstmals vorstellte. Seitdem wurde viel diskutiert – zwischen Politikern, Forschern und Maschinenbauern, in Arbeitsgruppen, auf Tagungen und Messen. Die ersten Projekte wurden umgesetzt – und doch steckt die Entwicklung noch in den Anfängen. Georg Kraft, Experte für das Thema Industrie 4.0 bei Dassault Systèmes, beschäftigt sich ebenfalls mit dem Thema. Seiner Meinung nach sind zwei Faktoren entscheidend, damit die vernetzte Welt im Zuge von Industrie 4.0 Realität wird ...

Zur Steuerung von Montageprozessen ist die Kenntnis des Aufenthaltsorts von Material, Baugruppen, Aggregaten und endmontierten Produkten wichtig. Diese Informationen muss eine zentrale IT-Plattform liefern.

„Das Leben wird nicht überschaubarer“, sagt Georg Kraft. Denn die vierte industrielle Revolution bedeute vor allem eines: Vernetzung. Maschinen werden mit Maschinen verknüpft, mit Robotern und Werkzeugen, Menschen unterschiedlicher Fachbereiche und Standorte miteinander etc. Damit der Austausch zwischen allen reibungslos läuft, sind tausende von Aspekten zu berücksichtigen und Berge an Daten auszuwerten. Ohne eine zentrale IT-Plattform, die die vernetzte Welt virtuell abbilde und mit der realen Welt verbinde, lässt sich das laut Kraft nicht bewerkstelligen: „Eine solche IT-Plattform muss die jeweils aktuelle Version aller Daten und Entwürfe an einem Ort zusammenbringen. Sie muss den Anwender dabei unterstützen, in der vernetzten und hochkomplexen Welt die richtigen Entscheidung zu treffen.“ Dies gelinge nur über die Simulation von Handlungen und deren Folgen, statt sich auf das berühmte Bauchgefühl zu verlassen. Dassault Systèmes habe diese Entwicklung erkannt und arbeitete derzeit daran, seine 3D-Experience Plattform immer stärker auf die Herausforderungen der vierten industriellen Revolution zuzuschneiden.

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Georg Kraft ist 51 Jahre alt und verfügt über 25 Jahre PLM-Erfahrung in diversen Fach- und Managementfunktionen bei IBM und Dassault Systèmes. Er ist Director Alliances Industrial Equipment (IE) und Experte für das Thema Industrie 4.0 bei Dassault Systèmes und Berater für die Definition und Umsetzung von Zukunftsstrategien als Mitglied des globalen Industrie Teams.

Was passiert, wenn ich eine neue Bearbeitungsmaschine an Produkt X in der Produktionslinie positioniere? Im Unterschied zu Product-Lifecycle-Management-Lösungen habe die IT dabei nicht mehr nur die Aufgabe, den Produktlebenszyklus von der Konstruktion bis zum Recycling abzubilden. Systemübergreifend denken und handeln könnten Unternehmen erst dann, wenn nicht mehr nur Produkte im Fokus stünden, sondern gesamte Prozesse. Diese gelte es, virtuell zu simulieren. „Unternehmen machen ihren Profit schließlich längst nicht mehr nur mit Produkten“, so Kraft. Oft schöpften Unternehmen ihre Gewinne erst über Services wie Maschinenupdates und Wartung ab. Auch solche Prozesse dürften in der virtuellen Welt nicht zu kurz kommen. Wird zum Beispiel ein Ersatzteil benötigt, sei es Aufgabe der Plattform, die notwendigen Fragen zu beantworten: Welches ist die richtige Komponente? Wo habe ich sie auf Lager? Wodurch könnte ich sie ersetzen, wenn sie nicht verfügbar ist? Und welche Kosten würden dadurch entstehen? Werden die ursprünglichen Requirements noch erfüllt? Kraft: „Entscheidend ist die Vernetzung sämtlicher Informationen, die in einem Unternehmen und bei Zulieferern und Kooperationspartnern herumschwirren. Und dies erreicht man nur über eine zentrale Plattform, die tausende von Einzelpunkten zu einem großen Ganzen verbindet.“

Menschen verknüpfen

Um all diese Informationen zu verknüpfen und für die Entscheidungsfindung zu nutzen, müsse die IT-Plattform über eine Fülle an Anwendungen verfügen: Simulations- und Datenmanagementlösungen, Funktionen für die Auswertung von Big Data, für die automatische Dokumentation von Prozessen und viele mehr. Entscheidend dabei: Jede dieser Anwendungen greift auf der Plattform auf ein und denselben Datensatz zurück. Die zentrale Plattform hat jedoch nach Auffassung von Kraft nicht nur die Aufgabe, Anwendungen und Informationen miteinander zu vernetzen. Damit Industrie 4.0 nicht eine Vision bleibt, sei es essentiell, Menschen zu verknüpfen und unterschiedliche Fachbereiche zusammen zu bringen. Ein Umdenken müsse stattfinden, das die Berufswelt verändern wird: „Mitarbeiter werden in Zukunft disziplinübergreifend denken müssen und die Gesamtheit der Prozesse überblicken.“ Zwar werde die Industrie der Zukunft auch Spezialisten für bestimmte Bereiche benötigen, diese müssten sich jedoch zunehmend mit Experten aus ganz anderen Bereichen vernetzen. Eine zentrale IT-Plattform habe die Aufgabe, sie dabei zu unterstützen. „Noch heute findet zum Beispiel im Maschinenbau zwischen der rein mechanischen und der elektrischen Entwicklung häufig kaum Kommunikation statt. In Zeiten von Industrie 4.0 undenkbar. Mit unserer 3D-Experience Plattform schaffen wir derzeit die technischen Voraussetzungen für eine solche Zusammenarbeit. Die Plattform integriert bereits Hydraulik- und Pneumatik-Entwicklung in ein und derselben Datenbank, nun binden wir auch die elektrische Welt ein.“

Was wäre wenn: Die zentrale IT-Plattform der Zukunft muss Unternehmen laut Experte Georg Kraft dabei unterstützen, die Folgen von Entscheidungen durchzuspielen. Die Produktion Systems Simulation (PSS) der Dassault Systèmes Marke Delmia simuliert bereits heute Produktionssysteme über mehrere Zyklen, um die Entscheidungsfindung unter unklaren Bedingungen zu unterstützen. Anhand eines definierten Prozessplans legen die Ingenieure fest, welche Ressourcen im Fertigungssystem eingesetzt werden und wie die Teile von einer Arbeitsstation zur nächsten weitergegeben werden. Sobald das System klar bestimmt ist, können sie den Ablauf simulieren, um die Ressourcennutzung und die Kapazität der Anlage zu bewerten sowie „Was-Wäre-Wenn“-Analysen durchzuführen.

Weil Kraft und seine Kollegen bei Dassault Systèmes in dieser disziplinübergreifenden Zusammenarbeit eine wesentliche Bedingung für Industrie 4.0 sehen und sich zudem Impulse für die Weiterentwicklung der IT-Plattform versprechen, haben sie gemeinsam mit dem Innovationsnetzwerk OWL Maschinenbau, dem Technologie-Netzwerk Intelligente Technische Systeme Ost Westfalen Lippe (kurz: it‘s OWL), der GFsE e.V. (Gesellschaft für Systems Engineering) in der nordrhein-westfälischen Region Ostwestfalen-Lippe eine Fachgruppe zum Thema Systems Engineering gegründet. Darin wirken unter anderem Claas, Miele und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie mit. Unter Systems Engineering versteht man einen ganzheitlichen Entwicklungsprozess. Dabei werden alle Schritte, von der Definition der Anforderungen bis zum fertigen Produkt, aber auch bis zur Vermarktung und ergänzenden Services wie Wartung von Beginn an berücksichtigt und mitgeplant. Beschäftigten sich Ingenieure früher hauptsächlich mit der Frage „Was will ich entwickeln?“, lenkt Systems Engineering den Blick heute auf die Frage „Wie lässt es sich optimal entwickeln?“. Der Entwicklungsprozess wird zum erfolgskritischen Faktor für ein zukünftiges Produkt und die damit verbundenen Dienstleistungen. Voraussetzung dafür ist auch hier die vollständige Digitalisierung des Entwicklungsprozesses und eine einheitliche Datenbasis. Jeder Ingenieur arbeitet jederzeit am aktuellsten Datensatz. Diese Vorgehensweise setzt von Anfang an auf die Zusammenarbeit von verschiedenen Bereichen – einer der Gründe, weshalb Kraft die Initiative als wegweisend für Industrie 4.0 sieht. Eine vernetzte Produktionswelt sei nur erreichbar, wenn Grenzen in den Köpfen abgebaut würden. Der springende Punkt ist laut Kraft nicht, wer bei Industrie 4.0 den Hut aufhabe. Entscheidend sei es für alle Interessierten, keine Zeit mehr zu verlieren, sondern konkret an der Umsetzung der vierten industriellen Revolution zu arbeiten.

Dabei gelte es, pragmatisch vorzugehen. Das betreffe zum Beispiel die vieldiskutierte Frage nach den Schnittstellen und Standards. Um voranzukommen, hält er es für sinnvoll, offene Schnittstellen zu nutzen, die sich durch die Zusammenarbeit mit mehreren Beteiligten im Markt als De-facto-Standards etablieren. „Die europäische Wirtschaft ist bei der Umsetzung von Industrie 4.0 führend. Damit sie ihren Vorsprung nicht verspielt, müssen alle Akteure jetzt an einem Strang ziehen und die Entwicklung vorantreiben.“ ee

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