Effiziente Vernetzung von Daten, Prozessen und Systemen in Fertigungsunternehmen

Die Herausforderungen unserer Zeit für Fertigungsunternehmen sind vielfältig und enorm groß: Es geht um Klima- und Ressourcenschutz, demografischen Wandel, die Zukunft der Mobilität sowie die vielen Facetten der Digitalisierung“, sagte der damalige Präsident des VDMA, Carl Martin Welcker, bei einem Pressegespräch im Oktober 2020.

Fertigungsunternehmen und Corona

„Internationale Handelskonflikte haben es dem stark exportorientierten Maschinenbau in Deutschland bereits seit einiger Zeit schwer gemacht. Nun kommt die Corona-Pandemie noch obendrauf. All das wird unsere Indus­trie nicht aus der Kurve werfen, doch wir merken die Fliehkräfte deutlich. Jetzt heißt es gegensteuern – mit allen Kräften“, so Welcker weiter.

Angespannte konjunkturelle Lage

Für das Jahr 2020 bestätigte der VDMA seine Produktionsprognose von real minus 17 Prozent und für 2021 ein Plus von zwei Prozent. In dem Drei-Monats-Zeitraum September bis November 2020 sank der Auftragseingang um real zwei Prozent zum Vorjahr. Insgesamt ist die konjunkturelle Lage im Maschinen- und Anlagenbau in Deutschland in vielen Teilbranchen angespannt. Laut VDMA-Umfrage erwarten zwei Drittel der Maschinenbaubetriebe, dass die Rückkehr zum Umsatzniveau von 2019 erst spät im Verlauf dieses Jahres oder sogar erst 2022 erfolgen wird. All dies geht auch an der Beschäftigung nicht spurlos vorbei: Laut einer aktuellen Umfrage planen etwa drei Viertel der Unternehmen einen Stellenabbau im Umfang von fünf bis 15 Prozent der Gesamtbelegschaft.

Insellösungen verursachen hohe Kosten im Unternehmen

Vor diesem Hintergrund ist es heute für Fertigungsunternehmen geradezu überlebenswichtig, zu jedem Zeitpunkt einen transparenten Überblick über die komplette Produktion zu erhalten und stets in Echtzeit zu wissen, wann eine Maschine produziert und wann nicht. „Die damit einhergehende, erfolgversprechenden Digitalisierungsprojekte sind dabei oft zu groß, zu komplex, zu langwierig und damit auch sehr teuer konzeptioniert“, sagt Markus Müller, Vertriebsleiter Schmid Engineering GmbH. Seiner Ansicht nach sind nicht wenige solcher Projekte zum Scheitern verurteilt. Denn viele Unternehmen bauen sich nach Ansicht von Müller Insellösungen, weil sie nicht „das große Ganze im Blick haben.“

Das hat zur Folge, dass Investitionen mehrfach getätigt werden müssen und die Kosten unverhältnismäßig steigen. „Deshalb groß denken und klein anfangen“, rät Müller. Wichtig sei es, zu Beginn eines Digitalisierungsprojekts auf eine skalierbare Lösung zu setzen, damit diese mit dem Projekt mitwachsen könne. Fixiert man sich jetzt nur auf eine Schnittstelle, lässt sich diese Lösung nicht auf alle Bereiche, Anlagen und Systeme ausrollen. Dass wiederum würde bedeuten, dass man alle Überlegungen und Anstrengungen, wie man die Daten verteilt und vernetzt, auch mehrfach machen müsste.

„Es reicht also nicht aus, sich einen OPC-UA-Server anzuschaffen und dann zu hoffen, dass man damit alle Anforderungen abdecken kann“, so Müller. Dennoch sei es für Fertigungsunternehmen sehr schnell und zudem kostengünstig möglich, erste Schritte in Richtung einer Digitalisierung der Fertigung zu gehen.

Die Grundlage für die Digitalisierung der Produktion sind stets die Maschinendaten. Derzeit verfügen die meisten Anlagensteuerungen über eine entsprechende LAN-Schnittstelle. So enthält beispielsweise die Heidenhain-Steuerung iTNC530 bereits standardmäßig eine LAN-Schnittstelle. Auch Anlagensteuerungen, die zehn oder 15 Jahre alt sind, bieten meistens schon die Grundlagen für eine digitale Vernetzung. So genügt hier – angefangen vom einfachen Maschinen-Monitoring bis hin zur voll vernetzten Produktion mit hundertprozentiger Traceability und Echtzeit-Prozessdaten – meist eine einzige IT- und Automatisierungslösung, wie etwa der DataSErver von Schmid Engineering.

Nicht nur Maschinen, sondern komplette Systeme in Fertigungsunternehmen vernetzen

Mit dem DataSErver können Unternehmen ihre Maschinen anbinden, ihre Geschäftsprozesse verbinden und sich die aktuellen Kennzahlen in der Produktion berechnen lassen. „Wir vernetzen nicht nur Maschinen, sondern auch komplette Systeme“, erklärt Müller. So startet etwa beim Auslösen einer Brandmeldeanlage der DataSErver den Ausdruck einer Anwesenheitsliste aus dem HR-System. Und für den nicht selten auftretenden Fall eines Maschinenstillstands werden die Verantwortlichen für die Instandhaltung sofort per E-Mail informiert.

Weitere Anwendungsfälle sind der Verpackungsprozess, bei dem die Softwarelösung prüft, ob alle Teile eingelegt wurden, und fahrerlose Transportsysteme. So fordert der DataSErver unverzüglich ein neues fahrerloses Transportsystem an, sobald etwa der Pufferspeicher voll ist.

Der DataSErver führt also immer Daten und Informationen aus verschiedensten Quellen zusammen. Für die Endanwendungen reduziert sich die Zahl externer Kommunikationsverbindungen und die Zuverlässigkeit erhöht sich. „Die Nutzung von Netzwerk-, Geräte- und Systemressourcen wird schmal gehalten, Unterbrechungen und Medienbrüche im Datenfluss werden minimiert“, bekräftigt Müller. Eine einzige, leicht zu verwaltende und frei skalierbare Plattform bündelt also die gesamte Kommunikation in der Automation.

Digitalisierung schließt alle Geschäftsprozesse ein

Auch der VDMA verweist in einem Papier auf diesen wichtigen Umstand bei der Digitalisierung der Produktion hin: „Das Potential der Digitalisierung zur Steigerung der Effizienz betrifft bei weitem nicht nur die Produktion von Anlagen und Maschinen, sondern schließt alle Geschäftsprozesse eines Unternehmens ein. Bereits heute kommen in den Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus zahlreiche Lösungen zum Einsatz, die genau diese Zielrichtung verfolgen. Die große Herausforderung ist somit nicht mehr die Digitalisierung einzelner Geschäftsprozesse, sondern die Vernetzung der Daten und Prozesse im eigenen Unternehmen und an der Schnittstelle zu Kunden und Lieferanten. Erst durch den Wechsel von Insellösungen hin zu einem ganzheitlichen Datenaustausch können Medienbrüche und Doppelerfassungen vermieden und das volle Potential der Digitalisierung gehoben werden.“

Dieser Einschätzung kann Markus Müller nur zustimmen, „weil eine reine Maschinendatenerfassung (MDE) nicht ausreicht, wenn es im Rahmen eines Digi­talisierungsprojekts darum gehen soll, nicht nur einzelne Produktionsanlagen zu verbinden, sondern ganze Leitsysteme zu vernetzen ­– wie dies beispielsweise auch mit dem DataSErver möglich ist.“

Der Autor Tino M. Böhler ist Fachjournalist in Dresden.