Smart Factory: Mit einem Piloten gelingt der Start

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Von Franz Gruber, Geschäftsführer FORCAM GmbH

Smartphone und Tablet gehören bereits zu unserem Alltag wie Fußball und Grillen. Whatsapp, Youtube, Facebook & Co.: Unsere Kinder erklären sich heute via Smartphone gegenseitig die Hausaufgaben, spielen Computerspiele in Echtzeit auf virtuellen Servern gegeneinander, wünschen sich zu Weihnachten kleine Roboter, die sich mit dem Tablet steuern lassen. Das frühe Wort von Bill Gates gilt heute mehr denn je: ,Das Internet verändert alles´.

Digitaler Kompetenz gehört die Zukunft, auch in der Industrie: Künftig kein Geschäft mehr ohne App, kein Geschäft mehr ohne Big-Data-Verarbeitung, kein Geschäft mehr ohne Vernetzung via Cloud. Das „Facebook für die Fabrik" ist technologisch längst möglich. Aber die Zeit drängt: Wer seine Fabrikhallen noch vor der Konkurrenz zur Smart Factory transformieren will, sollte sofort anfangen. Wichtigste Regel: mutig kleine Schritte gehen als gleich zu Anfang groß zu scheitern.

1. Akzeptanz gewinnen – Smart Factory ist Chefsache

Die Akzeptanz in der Belegschaft ist alles entscheidend. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter müssen von der digitalen Transformation überzeugt sein. Ist dies nicht der Fall, wird jede Führungskraft in ihrem Aufgabenbereich scheitern.

Daher gilt: Smart Factory ist Chefsache! Nur so erhält das Projekt der digitalen Transformation die nötige Durchschlagskraft im gesamten Unternehmen. Mit der weit verbreiteten Kenntnis von digitaler Kommunikation im Alltag ist der Digitalisierungsgrad in einem Unternehmen schon heute ein wichtiges Kriterium für begehrte junge Fachkräfte.

Belegschaft frühzeitig und dauerhaft einbinden

Zentrale Management-Aufgabe ist es, die Belegschaft frühzeitig in die Planungen für eine smarte Produktion einzubeziehen und sie dauerhaft von den Vorteilen der neuen Technologie und neuen Prozesse zu überzeugen.

Der Geschäftsführer von MSR Technologies, Robert Stöhr, drückte es so aus: „Ein Vater des Erfolges war die frühe und intensive Einbeziehung der Mitarbeiter in das Projekt." Die Effizienzerfolge bei dem mittelständischen Automobilzulieferer waren so signifikant, dass das VDI Zentrum für Ressourceneffizienz in Berlin ein Video dazu gedreht hat: https://www.youtube.com/watch?v=TVejfC4wvWQ

2. Höchstleistungs-Technologie auswählen – Big-Data zu Smart-Data

Die Managementaufgabe ,Akzeptanz schaffen´ ist erst der erste Flügel. Der zweite Flügel, der das Projekt smarte Produktion erst zum Fliegen bringt, heißt: technologisch „sauberer" Anschluss heterogener Maschinenparks (unterschiedliche Baujahre und Hersteller). Daher wird zunächst ein Pilot-Team (und späteres Rollout-Team) benannt, welches eine geeignete Höchstleistungs-Technologie am Markt ausfindig macht.

Die Smart Factory benötigt Smart-Data. Diese werden aus Big-Data generiert, welche aus der digitalen Erfassung aller Maschinenleistungen stammen. Die Bürde mit Big-Data: Sind alle Maschinen mit einer Höchstleistungs-Technologie ausgestattet, rollt ein Informations-Tsunami an. Es steht plötzlich eine verwirrende Datenfülle zur Verfügung.

Kennzahlen kanalisieren den Daten-Tsunami

Daher ist es wichtig, sich vorab klar zu machen, was überhaupt gemessen werden soll. Durch klar definierte Kern-Kennzahlen (Key Performance Indicator – KPI) lässt sich der Daten-Tsunami kanalisieren. Der wichtigste KPI ist die Gesamtanlageneffektivität OEE (Overall Equipment Effectiveness). Sie misst die drei Leistungsdaten

(i) Dauer: Wie lange wurde produziert?

(ii) Leistung: Wie schnell wurde produziert?

(iii) Qualität: Wie gut produziert?

Wichtige Anforderungen an die Technologie

Diese Auswertungen sollten in der Smart Factory in Echtzeit auf allen Endgeräten weltweit zur Verfügung stehen. Keine triviale Aufgabe. Es wird eine Höchstleistungs-Technologie benötigt. Aus Big-Data werden dann Smart-Data, wenn die IT drei wesentliche Anforderungen erfüllt:

Erstens werden die für alle gewünschten KPI gefilterten Daten in eine elektronische Einheitssprache übersetzt. Für die Schnittstelle Maschine-Web spielt dabei der US-Standard ‚MTConnect‘ internatinonal eine immer größere Rolle. Durch zuverlässige Maschinenanbindung und vertikale Integration aller Daten zwischen Shop- und Topfloor auf einer Plattform entsteht eine globale Skalierbarkeit in Echtzeit.

Zweitens müssen die Smart-Data in Echtzeit auf allen Endgeräten dargestellt werden – Touch, Tablet, Smartphone. Für diese virtuelle Spiegelung der realen Produktion (Cyber-Physical-System – CPS) setzt FORCAM als erster Shop-Floor-Anbieter auf eine Kombination aus In-Memory-Technologie (Hauptspeicher-Basierung) und Complex Event Processing, eine Lösung aus dem Hochfrequenzhandel der Finanzbranche.

Drittens muss die Manufacturing-Software, für den smarten Charakter der Daten, Shop und Top Floor nahtlos miteinander verbinden und eine Plattform für alle Systeme bieten (SAP/ERP, PLM, CAQ, TDM).

3. Mit einem Piloten starten – drei Maschinen reichen zum Anfang

Die Teams sind benannt, die Technologie ist ausgewählt, die Kennzahlen sind definiert – es kann losgehen. Erfolgsentscheidend: Nicht alles auf einmal wollen, sondern in Schritten vorgehen. Organisatorisch wird ein „Pilot" eingerichtet, ein vorab definierter „Problembereich" in der Produktion, in dem die neue digitale Steuerung und neue Abläufe getestet werden. Der Anschluss von drei Maschinen mit höchster Störanfälligkeit reicht zunächst aus.

Im Piloten wird eine neue Regelkommunikation zur kontinuierlichen Verbesserung eingeführt. Weil alle beteiligten Mitarbeiter mit neuer Technologie in Echtzeit über Fehler, Verschwendungen sowie Handlungsmöglichkeiten in ihrem Aufgabenbereich informiert sind, können sie sich gegenseitig in täglichen Optimierungsmeetings schnell auf den neuesten Stand bringen. Die papierlose Produktionssteuerung wird Wirklichkeit, ganze Schichten fallen durch weniger Ausfälle und Rüstzeiten weg.

Deutliche Effizienzsteigerung nach kurzer Zeit motivieren

Schon nach wenigen Wochen stellen sich im Piloten Effizienzsteigerungen im einstelligen Prozentbereich ein. Die Controller können nun hochrechnen, welche höhere Produktivität bei einem Rollout zu erwarten ist. Nach unseren Erfahrungen sind Produktivitätssteigerungen von bis zu 30 Prozent in wenigen Monaten möglich.

Mit den Erfolgen aus dem Piloten fällt die anschließende Überzeugungsarbeit für den Rollout über die gesamte Produktion deutlich leichter. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter merken sofort, welchen Beitrag modernes Shop Floor Management und Smart-Factory-Technologie für Standort- und Arbeitsplatzsicherheit leisten können.

Die positiven Auswirkungen auf die Motivation der Belegschaft beschreibt der Präsident des international tätigen Luftfahrtausrüsters GKN Aeorspace in Newington (USA), Martin Thorden, so: „Diese Technologie [FORCAM FORCE™ – d. Verf.] befähigt und motiviert unsere Mitarbeiter, indem sie ihre Arbeit an den Zielen des Unternehmens ausrichten können."

Best-case GKN Aerospace: http://de.slideshare.net/MohamedAbuali/success-story-gknaerosuccess-story20154

4. Rollout managen – die Cloud für weltweite synchrone Steuerung

Smart ist eine Fabrik-Technologie, wenn sie auch für Unternehmen mit vielen globalen Standorten eine synchrone Fabriksteuerung über Ländergrenzen hinweg ermöglicht – unabhängig von unterschiedlichen Sprachen, Zeitzonen, Rechneruhren.

Nur, wenn die Shop-Floor-Technologie webbasiert und damit cloudfähig ist, können Anwender und Anlagen auch weltweit in Echtzeit miteinander kommunizieren. Die Daten und Anwendungen werden dabei auf einem zentralen virtuellen Server – der Cloud – vorhalten. Die Nutzer benötigen für den Systemzugriff nur noch browserfähige Endgeräte, die sich mit dem Server verbinden. Es geht darum, die richtige Information zur richtigen Zeit an die richtige Person auf das richtige Endgerät zu übermitteln.

Für die Sicherheit – Private- und Hybrid-Cloud

Beim Stichwort „Cloud" klingeln bei vielen Verantwortlichen sofort die Sicherheits-Alarmglocken. Und natürlich muss die Arbeit mit Produktionsdaten höchsten Sicherheitsanforderungen genügen. Unternehmen, denen das Web als Public Cloud nicht sicher genug ist, haben die Wahl zwischen zwei weiteren Varianten:

Bei einer ‚Private Cloud‘ befindet sich die Server-Plattform im Unternehmen. Bei einer ‚Hybrid-Cloud‘ können Unternehmen neben eigenen IT-Architekturen abgegrenzte Server-Räume bei Dienstleistern nutzen. Hybrid-Clouds dürfte die Zukunft gehören, weil Unternehmen mit ihnen Kosten und Risiken minimieren. Dass zeigt sich in reduzierten IT-Kosten aufgrund externer Plattform-Services als auch durch reduzierten Installations-Aufwand durch Nutzung von ‚Software as a Service‘ (SaaS).

Nicht akademisieren – anfangen!

Mit diesem Schritt-für-Schritt-Plan lässt sich die gute alte Fabrikhalle zur Smart Factory wandeln. Mancher Mittelständler zögert vermutlich, weil in Sachen Industrie 4.0 und Smart Factory viel akademisiert wird. Doch die Digitalisierung ist kein Hexenwerk, sondern benötigt einen klugen Plan und modernste Technologie.

Daher: einfach klug anfangen. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter kennen die Digitalisierung schon aus ihrem Alltag. Der Digitalisierungsgrad eines Unternehmens wird deshalb zu einem immer wichtigeren Kriterium für junge Bewerber.

Nur mit dem Einstieg in die Smart Factory schaffen Unternehmen das Rückgrat, um die gesamte Liefer- und Servicekette nach modernem Product-Lifecycle-Management auszurichten und bei der Industrie 4.0 noch ganz vorne dabei zu sein.

www.forcam.com

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