Fabriksoftware entscheidet – oder doch der Mensch!

Die Qualität der eingesetzten Fabriksoftware ist ein entscheidender Faktor auf dem Weg zur digitalen Fabrik. Das war die einhellige Überzeugung der Referenten auf dem Fachkongress Fabriksoftware, den das Fachmagazin productivITy/Fabriksoftware zusammen mit dem Forschungs- und Anwendungszentrum Industrie 4.0 am Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik, insbesondere Prozesse und Systeme, der Universität Potsdam Anfang des Jahres in Frankfurt ausrichtete.

Denn neben der Hardware – also Fertigungsmaschinen, Automaten, Transportsysteme, Roboter oder Co-Bots, Sensoren und Aktoren – kommt es vor allem darauf an, die Planung der Prozesse, die Steuerung der Systeme und die Auswertung der Daten optimal auf das Geschäftsmodell auszurichten. Dabei treten Qualitätsziele wie Kundenkommunikation, Agilität und Umsatzsteigerung gegenüber den traditionell im Mittelstand favorisierten Geschäftszielen Kostensenkung und Effektivitätssteigerung immer mehr in den Vordergrund.

Durch das digitalisierte Zusammenspiel von Hardware und Software verändert sich die Architektur in der Fabrik grundlegend, wobei gleichzeitig die traditionelle horizontale und hierarchisch strukturierte Ordnung aufgebrochen und durch eine vertikale Struktur ersetzt wird, befand Prof. Dr.-Ing. Norbert Gronau, Inhaber des Lehrstuhls und wissenschaftlicher Leiter des Forschungs- und Anwendungszentrums Industrie 4.0, in seiner Keynote. Dadurch werden Rückkopplungen zwischen den Instanzen möglich, die agile Fertigungsprozesse ermöglichen.

Agilität

Also die unmittelbare, flexible und im Idealfall sogar vorausschauende (Re-)Aktion auf Veränderungen im Betriebsablauf – wird laut Gronau durch fünf Paradigmen erreicht:

Dematerialisierung

Je mehr Entwicklungs- und Planungsabläufe digitalisiert oder gar virtualisiert werden, beispielsweise mit Hilfe sogenannter Digital Twins –, desto weniger festgelegt ist der Zeitpunkt, wann tatsächlich im Wertschöpfungsprozess aus der Planung ein physisches Produkt wird. Dabei gilt: Je später die Materialisierung der Idee, desto leichter können Änderungen und Fehlerkorrekturen erfolgen.

Delinearisierung

Zugleich wird mehr Flexibilität bei der Gestaltung des Wertschöpfungsprozesses erreicht, da einzelne Prozessschritte frei angeordnet werden können, wobei …

Despezialisierung

… einzelne Prozessschritte durchaus auch einander ersetzen können. Möglich wird dies durch …

… Dehierarchisierung, …

… da einzelne Prozessschritte und die sie durchführenden Instanzen auf einer gemeinsamen Hierarchieebene agieren. Sie steuern sich also gegenseitig, wobei der Wertschöpfungsprozess einer …

… Destandardisierung …

… unterliegt, das heißt, dass die Fertigung ein und desselben Produkts nicht zwangsläufig immer nach dem gleichen Schema ablaufen muss. Im Forschungs- und Anwendungszentrum Industrie 4.0 wird dieser fünffache Paradigmenwechsel bereits gelebt und erlebbar gemacht, wie der technische Leiter Dr.-Ing. Sander Lass auf dem Fachkongress Fabriksoftware deutlich machte.

Dort werden nicht nur Fertigungsszenarien mit neuesten Technologien gezeigt und weiterentwickelt, sondern auch sogenannte Brownfield-Szenarien präsentiert. Im Unterschied zur sprichwörtlichen Grünen Wiese (Greenfield) gehen Brownfield-Szenarien von einer bestehenden, veralteten Hard- und Software-Landschaft aus, die es in Richtung Industrie 4.0 weiterzuentwickeln gilt.

Zu diesem Zweck haben die Forscher am Forschungs- und Anwendungszentrum Industrie 4.0 eigene Integrationsmethoden entwickelt, mit denen hybride Produktionsumgebungen eingebunden werden können. So wird etwa am Beispiel eines Transportsystems gezeigt, wie veraltete Systeme mit modernen dezentralen Steuerungsfunktionen auf der Basis von Raspberry Pi erweitert wurden.

Dass moderne Angebote zur Realisierung von Industrie 4.0-Szenarien auch außerhalb einer Forschungsumgebung existieren, bewiesen die fünf Preisträger im erstmals ausgelobten Wettbewerb „Fabriksoftware des Jahres“. Sie hatten sich in ihren jeweiligen Kategorien durchgesetzt und präsentierten im Finale auf dem Fachkongress Fabriksoftware ihre Produkte und Projekte:

• In der Kategorie „Logistik“ setzte sich die Jungheinrich AG mit ihrem Lösungsansatz durch, der vor allem durch einen detailliert durchgerechneten Kundennutzen überzeugte.
• Der Software-Anbieter CSB System AG siegte mit seiner gleichnamigen ERP-Suite in der Kategorie „Komplettlösungen“, wobei die Jury besonders die Tatsache überzeugte, dass hier ein Produkt angeboten wird, das auch kleineren und mittleren Anwenderunternehmen den Schritt in Industrie 4.0-Projekte eröffnet wird.
• In der Kategorie „Industrie 4.0“ setzt sich das Unternehmen software4production GmbH durch, das mit seiner offenen Systemarchitektur hohe Plattformtauglichkeit unter Beweis stellte. Die ausgefeilten Brownfield-Szenarien – also die Integration moderner Lösungen in bestehende Architekturen – überzeugten hier die Jury.
• Mit ihrem innovativen Life-Cycle-Ansatz und einem klaren Bekenntnis zu Open-Source-Frameworks konnte sich der Anbieter Contact Software GmbH in der Kategorie „Internet of Things“ durchsetzen.
• Gesamtsieger wurde die ZF Friedrichshafen AG in der Kategorie „Prozessunterstützung“, wobei die Nutzendarstellung und der Brownfield-Ansatz überzeugten.

Die hochkarätig besetzte Jury bewertete die dargestellten Lösungen nach unterschiedlich gewichteten Kriterien. Der konkrete Kundennutzen war mit 23 Prozent ausschlaggebend, gefolgt von der Einhaltung von Standards beziehungsweise Interoperabilität der Lösung (22 Prozent). Die Plattformtauglichkeit wurde mit 17 Prozent gewichtet. Weitere Kriterien waren Forschung und Entwicklung sowie in die Kundenkommunikation.

Ein plastisches und beeindruckendes Praxisbeispiel für die dominierende Rolle der eingesetzten Fabriksoftware bei der Umsetzung von Industrie 4.0-Szenarien präsentierte Prof. Dr.-Ing. Joachim Berlak von der software4production GmbH (S4P), der am Beispiel der Augenoptik-Branche die Entwicklungen der industriellen Unikatproduktion mit Hilfe von selbststeuernden Automatisierungssystemen und künstlicher Intelligenz vorstellte.

Dabei wurde deutlich, dass sich verändernde Marktbedingungen – im Beispiel durch das starke Aufkommen von Online-Anbietern für Brillen und andere Sehhilfen – nur mit einer radikal veränderten Produktionsstrategie begegnen lassen. So sind Brillengläser Unikate, die in kürzester Zeit kundenindividuell hergestellt und in Brillengestelle eingepasst werden müssen. Die heute führenden Online-Anbieter operieren dabei weltweit und haben ihre Fertigungsprozesse auf diesen globalen Markt ausgerichtet.

Dass eine derart komplexe Wertschöpfung aber nur funktionieren kann, wenn alle Beteiligten gemeinsam an der Optimierung der Value Chain arbeiten, machte Volker Schnittler vom VDMA deutlich. Nach seiner Beobachtung steht dem aber zumeist eine auf den eigenen Betriebsablauf hin fokussierte Detailverbesserung gegenüber, die durchaus von Egoismus geprägt ist.

Wer, so warnte Schnittler, aber die eigenen Prozesse lediglich zu Lasten der vor- und nachgelagerten Partner in der Wertschöpfungskette optimiert, schadet eher dem Gesamterfolg. Die Teilnehmer am Fachkongress Fabriksoftware quittierten dies mit einer regen Diskussion über die Notwendigkeit, Industrie 4.0-Projekte entlang des gesamten Wertschöpfungsnetzwerks, wenn nicht sogar innerhalb einer ganzen Branche zu organisieren. Am Ende, so das Fazit, steht eben doch immer noch der Mensch.

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