Digitalisierung Industrie 4.0 als kontinuierlicher Prozess

Autor / Redakteur: Katharina Morsch / Stefanie Michel

Industrie 4.0 bietet die Chance, die Anforderungen der Märkte neu zu bewerten und darauf aufbauend neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. Das klingt anspruchsvoll, muss aber nicht abschrecken. Industrie 4.0 ist ein kontinuierlicher Prozess, der sich schrittweise bewältigen lässt und bereits „unterwegs“ Vorteile bringt.

Anbieter zum Thema

Die Digitalisierung bei Schalt- und Regelventilen erschließt neue Möglichkeiten in der Prozessautomatisierung.
Die Digitalisierung bei Schalt- und Regelventilen erschließt neue Möglichkeiten in der Prozessautomatisierung.
(Bild: Anlagenbau AG)
  • Die Umsetzung von Industrie 4.0 erfordert smarte Produkte, ein Produktions- und Logistikumfeld für Losgröße 1 sowie modernste Informations- und Kommunikationstechnik.
  • Ein PDM-System übernimmt bei Bürkert die zentrale Speicherung von Daten aus der Produktentwicklung und stellt sie für den weiteren Produktlebenszyklus zur Verfügung.
  • Dem Kunden und Anwender können nach dem Produktkauf neue Services zur Verfügung gestellt werden, wie aktuelle Dokumentationen oder zukünftig auch automatische Ersatzteillieferungen.
  • Mit durchgängiger Kommunikation sind der Digitalisierung kaum Grenzen gesetzt. Im Hinblick auf Datenschutz müssen das Hersteller, Anwender und deren Kunden regeln.

Industrie 4.0 ist heute ein zentrales Thema. Schritt für Schritt werden die damit angestrebten Veränderungen nun auch Realität, denn schon auf dem Weg in die Digitalisierung zeigen sich Vorteile: So steigen durch zunehmende Digitalisierung und durchgängige Datenstrukturen beispielsweise Produktivität und Verfügbarkeit jeder Produktionsanlage – ganz gleich ob es sich um eine kleine Brauerei, eine Schokoladenfabrik oder große Produktionsanlagen der pharmazeutischen Industrie handelt.

Bildergalerie

Im Prinzip verlangt eine erfolgreiche Umsetzung des Industrie-4.0-Gedankens dreierlei: Zum einen „smarte“ Produkte als technische Basis und zum anderen entsprechende Produktions- und Logistikbedingungen, die es ermöglichen, diese im Idealfall individuell ab Losgröße 1 in hoher Qualität zu fertigen. Für entscheidend hält Heribert Rohrbeck, Geschäftsführer bei Bürkert Fluid Control Systems, den dritten Punkt: „Die gesamte Wertschöpfungs- und Lieferkette eines Unternehmens muss sich mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik verzahnen.“ Das fange bereits bei der Entwicklung eines neuen Produktes an: Schon beim ersten Strich im CAD-System gilt es, den Industrie-4.0-Gedanken zu berücksichtigen. „Eine Ventilmembran beispielsweise muss nicht nur als Ersatzteil über die gesamte Produktlebensdauer verfügbar sein, damit unsere Kunden und im besten Fall dann wiederum deren Anwender ganz praktisch von Industrie 4.0 profitieren können, sondern auch in der exakten Ausführung über alle Änderungsindizes hinweg“, so Rohrbeck weiter. Hierbei hilft der Gedanke des digitalen Zwillings: Er schafft ein virtuelles Abbild der eingesetzten Produktvariante und ist im Product Lifecycle Management (PLM) abgebildet.

Datenspeicher als Grundlage für neue Services

Daher kommt dem Produktdatenmanagement (PDM) eine entscheidende Bedeutung zu. Es speichert Daten aus der Produktentwicklung und stellt sie den nachgelagerten Phasen des Produktlebenszyklus zur Verfügung. Die im Entwicklungs- und Fertigungsprozess entstandenen Informationen müssen für die weitere Verwendung sinnvoll strukturiert und zentral verfügbar sein. Eine ganzheitliche Informationsbereitstellung über ein solches „Data Backbone“ bietet dann die Grundlage für weitere Services nach dem Verkauf, die genau auf den jeweiligen Kunden und seine Applikation abgestimmt sind – beispielsweise aktuelle Dokumentationen zu jedem Gerät (auch ältere Modelle), Hinweise zu vorbeugenden Wartungsmaßnahmen oder automatische Ersatzteilanforderung. „Durch unsere unternehmensinterne Digitalisierung stellen wir sicher, dass der Anwender auch nach Jahren trotz eventueller Designänderungen oder Weiterentwicklungen immer das passende Ersatzteil für das bei ihm eingesetzte Gerät erhält“, erläutert Rohrbeck.

Neue Wartungskonzepte für höhere Verfügbarkeit

Auf dieser Basis ist beispielsweise ein automatischer Support möglich. Voraussetzung dafür ist lediglich, dass technische und kaufmännische Datenwelten miteinander kommunizieren. Bei einem Ventil kann zum Beispiel die Information, dass eine festgelegte Anzahl an Schaltspielen erreicht ist, an das ERP-System weitergeleitet werden. Die Bestellung lässt sich dann automatisch auslösen, gegebenenfalls sogar die Produktion des Ersatzteils beim Hersteller.

Auf Basis intelligenter Produkte, Produktionsprozesse und Logistik lassen sich also Konzepte zur vorausschauenden Wartung realisieren, wodurch Stillstandszeiten minimiert werden und damit die Betriebssicherheit sowie die Anlagenverfügbarkeit steigen. „Die Weichen dazu sind bereits gestellt, da wir im eigenen Unternehmen die Digitalisierung aller Prozesse konsequent vorantreiben“, fährt Rohrbeck fort. „Und smarte Produkte haben wir natürlich auch.“

Ein Beispiel dafür: Im Rahmen des Neubaus einer großen Schokoladenfabrik in der Schweiz bestand die Herausforderung darin, die Automation einer Fülle von Prozessventilen unterschiedlicher Hersteller mit AS-Interface an das Prozessleitsystem anzubinden. Hierbei kamen unter anderem die Element-Ventilsysteme zum Einsatz, die Stellungs-/Prozessregler und Steuerköpfe im Prozessventil integrieren. Informationen wie Prozessdaten (beispielsweise Ventilstellung oder Prozessgröße) und Diagnosedaten (Lebensdauer, Funktionssicherheit, Wartungsbedarf) werden unmittelbar am Prozess selbst durch integrierte Sensorik und deren Auswertung verfügbar gemacht und können in digitaler Form effektiv von der Feld- zur Leitebene und auch an das ERP-System übertragen werden. Auch für eine intelligente Produktion und Logistik sind bei Bürkert die Voraussetzungen geschaffen.

Kommunikation und ihre Grenzen

Prinzipiell steht damit einer durchgängigen Kommunikation vom einzelnen Ventil bis in die Cloud nichts mehr im Wege. Wartungsinformationen können direkt auf das Smartphone des Service-Technikers geschickt werden oder an ein System, das automatisch die beste Route für den Techniker planen kann. Theoretisch gibt es also kaum Grenzen für die durch die Digitalisierung mögliche, durchgängige Kommunikation. Praktisch allerdings schon. „Hersteller, Anwender und deren Kunden müssen sich einig sein, welche Daten wem und wann zur Verfügung stehen“, gibt Rohrbeck zu bedenken. „Interne Daten gilt es sensibel zu behandeln. Letztendlich könnte man ja von der Anzahl der Schaltspiele eines Ventils zum Beispiel die Produktionsmengen ableiten, was nicht im Interesse des Anlagenbetreibers liegt.“

Ausgehend vom aktuellen technischen Stand müssen jetzt also Berechtigungsfragen geklärt werden. „Erst wenn hier die Konzepte stimmen, können die Möglichkeiten von Industrie 4.0 voll ausgeschöpft werden“, ergänzt Rohrbeck. Deshalb bringt sich Bürkert auch bei dieser Thematik aktiv ein: Aktuell laufen entsprechende Versuche mit SAP, Siemens und anderen Systemen. Schwerpunkt ist hier vor allem die Datenorganisation, also die passende Zuordnung und Struktur der Daten für die unterschiedlichen Cloudlösungen. Eine große Herausforderung, die es umfänglich zu lösen gilt, denn letztendlich wird das Geschäft der Zukunft mit Daten gemacht. „Da wir unseren Kunden nicht nur Produkte, sondern Lösungen anbieten, wollen wir uns weiter ganzheitlich einbringen. Dazu gehört, dass wir natürlich hauptsächlich technisch Akzente setzen wollen, gleichzeitig unsere Kunden aber auch beim Datenhandling unterstützen“, so Rohrbeck abschließend. Mit smarten Lösungen und neuen Geschäftsmodellen will der Fluidikexperte dazu beitragen, Industrie 4.0 Realität werden zu lassen.

* Katharina Morsch ist zuständig für Corporate Communications bei Bürkert Fluid Control Systems in 74653 Ingelfingen, Tel. (0 79 40) 10-0, info@buerkert.de

(ID:46040894)