Industrie 4.0 – Lösungsansätze für die Oberflächenveredelung

Die Digitalisierung unserer Industrie ist kein Schreckgespenst, sondern Zukunft, dies es zu gestalten gilt. Softec gestaltet mit – mit eigener Entwicklung und in nationalen und internationalen Forschungsprojekten.

Industrie 4.0 bewegt auch die Oberflächenbranche. Lassen Sie uns gemeinsam diskutieren über praktikable Lösungsansätze! Sprechen Sie uns an!

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Was ist “Industrie 4.0?

“Industrie 4.0” ist der Marketingbegriff eines 2011 gestarteten Zukunftsprojektes der Deutschen Bundesregierung. „4.0“ beschreibt das, was als vierte industrielle Revolution erwartet wird. Die erste industrielle Revolution ist mit der Erfindung der Dampfmaschine auf 1712 datiert, die zweite in Verbindung mit der Einführung von Serienfertigung um das Jahr 1870 zu sehen. Die dritte industrielle Revolution wird bei den ersten programmierbaren Maschinen von 1969 angesiedelt. Industrie 4.0 läutet einen neuen Wandel in der Fertigung ein: die umfassende Digitalisierung der Industrie (Smart Factory).

Was ist ein “cyber-physical system”?

“cyber-physical system” oder deutsch: “cyber-physisches System” ist ein Kernbegriff der Forschungsdebatte um Industrie 4.0. Darunter wird eine neue Form von Informationsnetzwerk verstanden, in dem Anlagen, Maschinen und Produkte – also physische Objekte – mit Softwarekomponenten in einem Gesamtsystem verbunden sind und untereinander kommunizieren. Ziel ist, dass sich dieses System so weit als möglich hochdynamisch an die jeweiligen Produktionsanforderungen anpasst, ohne dass ein Eingreifen durch den Menschen erforderlich ist.

Software-Agenten als Akteure im Auftragsdurchlauf

Heute wird der Auftragsdurchlauf in der Lohnbeschichtung fast vollständig von Menschen gesteuert: Der Mitarbeiter in der Auftragsabwicklung erfasst die Aufträge – Ausnahmen bilden EDI-Lösungen, bei denen Aufträge elektronisch direkt im System eingehen. Danach plant ein Mitarbeiter den Auftrag mithilfe des ERP-Systems ein, bereitet den Betriebsauftrag für die Fertigung vor, überwacht die Fertigung softwaregestützt und stößt den Versand an. Ein Teil des Prozesswissens ist schon in den ERP-Systemen hinterlegt, so dass teilautomatische Prozesse, zum Beispiel der automatisierte Versand eines Erstmusterprüfberichts oder die Warnung vor Planänderungen bei entsprechenden Rückmeldungen aus der Anlagenkopplung, bereits heute möglich sind.

Der andere Teil des Prozesswissens steckt aber noch in den Köpfen der Mitarbeiter. Wenn sich in Zukunft die Aufträge selbstständig den Weg durch die Produktion suchen sollen, müssen zwei Dinge sichergestellt sein: Zum einen muss der Auftrag über einen Microchip, der am Behälter oder am Werkstück klebt, mit dem Netzwerk verbunden sein, so dass er auf seinem Weg durch die Fabrik mit Robotern und Anlagen kommunizieren kann. Zum anderen muss das für die Steuerung erforderliche Wissen der bisherigen Entscheider im cyber-physischen Gesamtsystem zur Verfügung stehen. Denn an vielen Stellen im Prozess werden anstelle von Menschen Software-Agenten zu Entscheidern, die kleine, auf ihren Bereich beschränkte Einzelentscheidungen treffen.

Vorteile bereits heute nutzen

Diese konsequente Digitalisierung in der Fertigung ist noch Zukunftsmusik. Als Akteure in Lieferketten der Großindustrie wie beispielsweise der Automobilindustrie oder dem Maschinenbau sollten sich Lohnbeschichter dennoch bereits heute mit Industrie 4.0 auseinandersetzen und deren Vorteile nutzen. Zu einem wichtigen Vorbereitungsschritt gehört zweifellos die Datenaufbereitung. Neben den Prozessdaten, die im Konzept von Industrie 4.0 von den Anlagen und Maschinen rückfließen werden, existieren eine Vielzahl an Stammdaten zu Kunden, Artikeln und Verfahren, die in den ERP-Systemen der Unternehmen gepflegt werden. In der präzisen Pflege dieser Daten, ihrer Vernetzung untereinander und Transformation zu auswertbarem Wissen liegt schon heute großes Potenzial für eine Effizienzsteigerung in der Produktion, für kürzere Durchlaufzeiten und eine bessere Positionierung im Wettbewerb.

Auch die Anpassungsfähigkeit der eigenen Planung an veränderte Bedingungen kann überprüft werden. Ist das eingesetzte ERP-System in der Lage, flexibel zwischen alternativen Fertigungsmöglichkeiten zu wechseln? In einem klassischen Galvanikunternehmen gibt es mehrere Möglichkeiten eine bestimmte Oberfläche herzustellen: als Gestell- oder Trommelware, am Automaten oder in der Handanlage, intern oder über externe Partner. Ein ERP-System muss diese alternativen Fertigungsmöglichkeiten nicht nur kennen, sondern auch in der Lage sein, zwischen diesen zu wechseln – mit allen Auswirkungen auf Rezepturen, Prüfpläne und Mitarbeitereinsatz, die ein solcher Wechsel mit sich bringt.

Maschinenrückmeldung und Netze

In vielen oberflächenveredelnden Unternehmen werden Fertigungsdaten über Anlagenkopplungen an das führende System rückgemeldet. Auch Betriebsdatenerfassungen über mobile Anwendungen sind bereits Realität. Allein die Konsequenz fehlt. Nicht alle Anlagen melden Daten an das ERP-System zurück und wo dies geschieht, werden Daten in der Regel nur gesammelt, aber nicht konsequent ausgewertet. Ziel sollte sein, „big data“ in „smart data“ zu überführen, also aus der reinen Datensammlung Wissen zu destillieren, mit dessen Hilfe bessere Entscheidungen getroffen und Prozesse angestoßen werden können. Unternehmen, die eine hohe Konnektivität ihrer Systeme und Anlagen sicherstellen und den Rückfluss von Echtzeitdaten in Planung und Prognose konsequent betreiben, stellen sich gleichzeitig gut auf für Industrie 4.0.