ERP-Software in der „smart factory“

Digitales Zeitalter - wohin geht die Reise mit Industrie 4.0 ?

Ausgangssituation – heutige Anforderung nach Industrie 4.0

Deutschland ist eine der führenden Industrienationen der Welt und in vielen Branchen globaler Marktführer. Doch die Konkurrenz schläft nicht. Der starke internationale Wettbewerb unter den europäischen Nationen und der schnell wachsenden Schwellenländer erhöht permanent den Druck für deutsche Unternehmen, die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern.

Nach der Mechanisierung, Elektrifizierung und Informatisierung unserer Unternehmen und Gesellschaft erleben wir gerade den Beginn der vierten industriellen Revolution – zusammengefasst unter dem Begriff Industrie 4.0 – und man ist reflexartig geneigt, diesen strukturellen Änderungen mit alten Denkmustern und Skepsis zu begegnen. Die Chancen, die eigene Wettbewerbsposition durch diese Passivität zu verbessern, stehen jedoch eher schlecht!

Patentrezepte zur sogenannten „disruptiven Innovation“, d.h. zur Reaktion auf die grundsätzliche Veränderung von altbewährten Spielregeln und Verdrängung etablierter Technologien, gibt es Stand heute dazu jedoch weder in der Politik noch in der Wirtschaft. Unternehmerische Kreativität und Leistungsfähigkeit - also weniger akademische, vielmehr praktische Ansätze - sind daher in diesem Zusammenhang gefragter denn je.

Bild: Die vier Stufen der „industriellen Revolution“ bis heute (Quelle: DFKI 2011)
Bild: Horizontales Wertschöpfungsnetzwerk (Quelle: HP 2013)
Was ist eigentlich Industrie 4.0?

Industrie 4.0 ist jedenfalls in erster Linie kein Software- oder Hardware-Thema oder ein Regelwerk aus vergangenen Tagen, das nur etwas entsprechend der eigenen Anforderungen „modifiziert“ werden muss, sondern ein Disziplin-übergreifender (Lern-) Prozess, der uns in den nächsten Jahren noch alle nachhaltig beschäftigen wird. Zumal Google & Co. bereits heute unsere Wertschöpfungsketten sehr stark treiben und die Verhaltensweisen der kommerziellen sowie privaten Internetnutzung sowie der damit verbundenen Daten immer mehr beeinflussen.

Der Begriff Industrie 4.0 wurde erstmals zur Hannover-Messe 2011 von der Öffentlichkeit intensiv wahrgenommen. Treibende Kraft dieses Zukunftsprojektes war und ist die deutsche Bundesregierung. Arbeitskreise, Promotorengruppen und Forschungsgruppen wurden seither initiiert mit dem Ziel, Umsetzungsempfehlungen für deutsche Unternehmen zur Stärkung ihrer Informatisierung zu erarbeiten. Betrachtet werden dabei u.a. Maschinen, Lagersysteme und Betriebsmittel aller an der Wertschöpfungskette beteiligten Partner, intelligent verknüpft. Alles wird mit allem in Verbindung gesetzt, transparent gemacht und steuerbar.

Das kommt Ihnen alles irgendwie bekannt vor und das hatten wir doch alles schon einmal in den 80er-Jahren mit der sogenannten CIM-Architektur? Nein, weit gefehlt, denn bei CIM – Computer-Integration-Manufacturing – ging es um die Verbindung von Mensch und Maschine, lediglich konzentriert auf den Fertigungsprozess. D.h., ein Mensch übermittelte einer Maschine via Programmierungsbefehl, was diese zu tun hat - nicht mehr, jedoch ohne jede Intelligenz und dynamische Einflussfaktoren von außen.

Heute und zukünftig werden Informationen über das Internet weltweit automatisch ausgetauscht und in Echtzeit bedarfsgerecht optimiert. Dies erfolgt über den gesamten Prozess von der Produktauswahl des Kunden über die Bestellung und Produktion bis zur Auslieferung an den Kunden. Man bezeichnet diese Prozesslogik, basierend auf cyber-physischen Systemen, auch als „smart factory“. Die Kommunikation und Interaktion von Menschen und Maschinen wird in der Wertschöpfungskette der Zukunft ganz neue Potentiale erschließen.

 

 

Bild: Industrie 4.0 und die Smart Factory als Teil des Internets der Dinge und Dienste (Acatech 2013)
Bild: Internet der Dinge und Dienste – Vernetzung von Menschen, Dingen und cyber-physischen Systemen (Quelle: Bosch 2012)
Industrie 4.0 im Mittelstand

Neben den bereits in der Ausgangssituation erwähnten Notwendigkeiten für ein Unternehmen und den beschriebenen Herausforderungen der „smart factory“ gibt es in Deutschland nach wie vor den ungebrochenen Trend der Einflussnahme des Kunden auf das vom Unternehmen zu produzierende oder zu liefernde Produkt, verbunden mit immer kleineren Losgrößen, bis hin zu kundenindividuellen Einzelstücken und kürzeren Lieferzeiten (Stichwort Variantenfertigung / Auftragsfertigung). Ebay, Amazon oder andere Bestellportale wie z.B. Möbel.de beeinflussen schon jetzt den Endkunden in ihrem Kaufverhalten und geben somit Ihnen als Unternehmen den Rhythmus vor.

Das Geschäftspotential ist hier grundsätzlich enorm und noch stärker, wenn man als Unternehmen in der Lage ist, diesen Rhythmus mitzugehen und eine Vielzahl von Varianten oder gar Einzelstücke flexibel, rentabel und schnell zu produzieren, d.h. letztendlich Geschäfts- und Engineering-Prozesse dynamisch zu gestalten. Durch Informationstransparenz, optimale Entscheidungsprozesse (z.B. „make“ or „ buy“) und die Einbindung externer Ressourcen über die gesamte „lean“ entstehen völlig neue Formen der Wertschöpfung - und zwar selbstorganisiert, echtzeitoptimiert und optimiert nach Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcen. Hinzu kommt, dass über optimale Szenarien und Regelwerke eine zunehmende Flexibilisierung und Qualitätssicherung von Engineering-, Planungs-, Produktions-, Betriebs- und Logistikprozessen gewährleistet werden kann.

D.h., es gibt keine starren Beziehungen mehr und auch die singuläre Standortbetrachtung entfällt vollständig. Es spielt keine Rolle mehr, ob man selbst herstellen oder liefern kann. Ausschlaggebend ist, zu wissen, wer, zu welchen Liefer-, Kosten- und Terminkonditionen in den Ablauf mit integriert werden kann und - ganz wichtig - alles unter Einbezugnahme verschiedenster „Datenräume“ in die gesamte Prozesskette.

Hier liegt also der gravierendste Unterschied zur damaligen CIM-Architektur. Nicht der Mensch sagt einer Maschine oder einer Ressource, was sie zu tun hat, sondern äußere Einflussfaktoren verändern und regeln die Prozesse in der gesamten Wertschöpfungskette. Man spricht hierzu auch von „working in the open“ oder vom „Internet der Dinge oder Menschen“.

Disziplinen und Internet der Dinge

Konkrete Handlungsfelder gibt es somit insbesondere in den Bereichen:

  • Standardisierung und Referenzarchitekturen
    • technische Beschreibung kollaborativer Prozesse
  • Beherrschung komplexer Systeme
    • Erklärungsmodelle komplexer Produkte
  • Flächendeckende Breitbandinfrastruktur
    • innerhalb Deutschlands und der Partnerländer




  • Sicherheit in den Systemen
    • Angriffssicherheit, Schutz für Menschen an den Produktionsanlagen, Risikomanagement
  • Arbeitsorganisation und -gestaltung
    • Adäquate Qualifikationen von Mitarbeitern, Arbeitsorganisation
  • Rechtliche Rahmenbedingungen
    • Datenschutz, Haftungsfragen, Verträge, Betriebsvereinbarungen
  • Ressourceneffizienz
    • Rohstoff- und Energieverbrauch, Umweltschutz
smart factory - Vision & Realität

Spätestens jetzt muss man einmal den allgemein üblichen Status Quo in den Unternehmen etwas beleuchten. Gehört hat jedes Unternehmen schon einmal etwas von Industrie 4.0 und klar, man bereitet sich schon – gedanklich oder konzeptionell – auf die Industrie 4.0 vor.

Bei genauerer Betrachtung stellt man dann schnell fest, dass zwar viel über dieses Thema geredet wird -was ja durchaus positiv ist- doch so richtig strategisch begonnen hat man mit den notwendigen “Hausaufgaben“ noch nicht. D.h., Industrie 4.0 ist noch nicht richtig verstanden worden, ist in den Unternehmen – und hiermit ist der klassische Mittelstand und weniger der Konzern gemeint – noch nicht so richtig angekommen. Der Informationsbedarf hierzu ist groß, weitere Aufklärung ist für die Unternehmen dringend notwendig.

Im Rahmen der oben genannten Handlungsfelder ist die Betrachtung der Unternehmens-IT (Infrastrukturen, Cloud-Modelle, ERP-Software, Produktionssysteme) und deren Integration mit externen Architekturen unerlässlich und letztendlich erfolgsentscheidend. Welche Hardware- und Datenbankplattformen kommen optimalerweise zum Einsatz, welche Security-Architektur ist implementiert und welche Softwarelösungen werden mit welchen Nutzungsmodellen eingesetzt. Eine unternehmensübergreifende „Cloud“ kann hier als erfolgversprechende Basis dienen und klassische Lizensierungsmodelle ablösen oder zumindest modifizieren (hybrid).

Heute: Bild: Informationen zwischen IT-Systemen werden heute zumeist über pflegeintensive Schnittstellen ausgetauscht (Quelle: Siemens 2013)

Besonders dem eingesetzten ERP-System kommt hier in eine Schlüsselrolle zu, denn ERP -Enterprise Ressource-Planning- steht als „Backbone“ für Sicherheit und Koordination der Geschäftsprozesse, für Struktur und Stabilität in der Verwendung und Zusammenführung aller vorhandenen Daten und somit für die Beherrschung komplexer, collaborativer Systeme – daran wird sich auch nichts ändern.

Es kommt hinzu, dass die kundenbezogene Individualisierung von Produkten und der immer stärker werdende Einfluss Ihres Kunden auf Ihre Prozesse zu komplexen Produktionsabläufen führt. Ohne flexible, automatisierte Regelwerke in Ihrem ERP-System wird es schwer werden, hier kosteneffizient und wettbewerbstechnisch standhalten zu können.

Morgen: Bild: Durchgängiges System-Engineering: cyber-physische Systeme ermöglichen eine durchgängige, digitale Kommunikation zur Erfassung sämtlicher Abhängigkeiten in der Wertschöpfungskette (Quelle: Siemens 2013)
Der Blick in die Kristallkugel

Industrie 4.0 ist ein Zukunftsprojekt. Deutschland hat das Potential, weltweit bei der Umsetzung und Bereitstellung von unterstützenden Instrumenten das „Zugpferd“ zu werden, wenn man Industrie 4.0 als branchenübergreifende und evolutionäre Plattform begreift. Politik, Forschung und Wirtschaft müssen dazu einen Schulterschluss zur erfolgreichen Zusammenarbeit schaffen. Völlig neue Marktplätze und neuartige Arbeitsumgebungen werden entstehen. Die Synchronisation aller Beteiligten wird über den Erfolg im jeweiligen Markt entscheiden.

Der Kampf um die personenbezogenen Daten ist bereits an Google & Co. verloren. Wir alle haben dazu ja in der einen oder anderen Form durch unser Informations- und Nutzungsverhalten bereitwillig beigetragen. Es ist über Ihr Handy zu verfolgen, wo Sie sich aufhalten und wie Sie sich bewegen. Es ist bekannt, nach welchen Dingen Sie im Internet suchen, was Sie über Amazon & Co. gekauft haben, mit wem Sie telefonieren und an wen Sie eMails schreiben, über Ihre Kredit- oder Bonuskarte wann und was Sie gekauft haben und wie es um Ihre Bonität bestellt ist.

Man kennt über Spotify und Youtube Ihren Musikgeschmack, über Ihre EC-Karte wann und wo Sie zuletzt getankt haben und in welchen Restaurants oder Hotels Sie für gewöhnlich unterkommen. Wo Sie Ihren Urlaub verbringen, haben Sie Ihrem Navigationssystem verraten oder durch Ihre Routenplanung an Google Maps mitgeteilt. Ihre Familienbilder vom Strand kennt man dann später bei Dropbox oder whatsApp. Die elektronische Krankenakte kennt Ihre gesundheitliche Risikoklasse und Ihren Körper besser als Sie selbst, die iWatch von Apple freut sich schon jetzt ergänzend dazu auf Ihre Daten, usw., usw. Die Liste der Datentransparenz könnte fast beliebig erweitert werden. Ach ja, Facebook und Twitter wurde in dem Zusammenhang noch gar nicht erwähnt, hierüber kennt man Ihren Bekanntenkreis. „Private 5.0“?

Und jetzt stellen Sie sich einmal kurz vor, diese Daten werden alle miteinander verknüpft und können darüber direkten Einfluss auf Ihr Geschäftsmodell, auf Ihre Produkte, auf Prozesse nehmen - in Kombination mit Ihren kommerziellen Unternehmensdaten. Zusätzliche Datenräume nennt man das – oder eben Industrie 4.0? Umso mehr lohnt es sich für Deutschland als Industrie-Nation und für Sie als Unternehmen, das Terrain der prozess- und produktbezogenen Daten nicht (noch mehr) preis zu geben und somit den IT-Gurus aus dem Silicon Valley zu überlassen.

ERP-Software für die Industrie 4.0

Permanenter Erfahrungsaustausch ist wichtig. Schließen Sie sich deshalb Arbeitskreisen an, in denen es für Sie um echten Know-how-Transfer zum Thema Industrie 4.0 geht und nicht der Produktverkauf eines Anbieters im Vordergrund steht. Qualifizierte Ansprechpartner finden Sie hierzu sicherlich in Ihren Branchenverbänden oder anderen Branchenorganisationen. Denken Sie als Unternehmen nicht in Zyklen von 2 oder 3 Jahren, sondern denken Sie darüber nach, wie die Märkte, insbesondere Ihr Zielmarkt, in 10 bis 15 Jahren aussehen könnte.

Denken Sie aber auch daran, welche Auswirkungen die Digitalisierung auf den Menschen haben wird. Denn es wird nicht nur neue Geschäfts- oder Produktionsmodelle, sondern auch einen starken Umbruch in der gesamten Arbeitswelt geben. Bekannte Berufsprofile, Arbeitszeit- und Entlohnungsmodelle werden sich verändern. Ganze Berufssparten werden vom Markt verschwinden, andere werden neu entstehen. Sozio-Ökonomen entwickeln dafür bereits heute Denkmodelle.

Auf dem Weg zur Industrie 4.0

Es lohnt sich für Ihr Unternehmen, jetzt aktiv zu werden, um heute schon die richtigen Weichen für den Zug der Zukunft zu stellen. Nicht Google & Co. sollen Ihnen sagen, wann Sie etwas zu kaufen, zu verkaufen, zu lagern oder zu produzieren haben und zu welchem Preis - das sollten Sie tun.

Und ja, auch Softwarehersteller wie die VLEXsoftware+consulting gmbh sind von diesem Umbruch betroffen. Deshalb setzen wir uns, gemeinsam mit führenden Branchenvertretern und auf Basis unserer individuellen Kundenanforderungen, bereits heute strategisch mit diesem Thema auseinander. Einen Teil des Weges sind wir bereits - auf Basis modernster Web- und Cloud-Technologien zur optimalen Unterstützung kollaborativer Prozesse - erfolgreich mit unserem Ansatz zur Individualisierung der Produkte und der damit verbundenen Prozesse über ein modernes „Varianten-Management“ gegangen.

Das ERP-System wird dabei einen ganz wesentlichen Beitrag zur „Industrie 4.0 Compliance“ zu leisten haben. Informationen zu Produkten müssen darin nicht nur regelbasiert verwaltet werden können, um mit Hilfe von Automatismen über ein durchgängig verfügbares Regelwerk in Vertrieb und Einkauf Transparenz zu schaffen. Daten müssen dafür in Echtzeit bereitgestellt, miteinander vernetzt („Internet der Dinge“) und ausgewertet werden. Für die Echtzeit-Integration, die Verknüpfung von XML mit Web Services, den mobilen Zugriff und schließlich die Bereitstellung über ein Kunden- bzw. Partner-Interface spielen die zugrundeliegenden Architekturen eine große Rolle. Unternehmen müssen Produkte und Prozesse im Rahmen der technischen Parameter zudem selbst gestalten und den Weg in die Fertigung automatisieren können. 

In der Disposition müssen Informationen trotz Losgröße 1 zentral aggregiert und systemseitig optimiert werden, damit der strategische Einkauf sowie Partner, Lieferanten und Kunden online und bidirektional auf benötigte Informationen zugreifen können. In der Fertigung hingegen liegen Auftragsinformationen für eine optimale Ressourcenauslastung schon frühzeitig zur Freigabe vor und Speditionen bereiten bereits die Tourenplanung zum erwarteten Auftrag nach logistischen und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten vor. Der Kunde ist derweil bereits über die Lieferung informiert und in der Lage, den jeweiligen Auftragsstatus online zu tracken. Der Mensch steuert, kontrolliert und gestaltet in allen Prozessen.

Der vermutlich größere Teil der Wegstrecke zum Partner für Industrie 4.0 liegt noch vor uns. Wir werden ihn mit Ihnen als unsere Kunden gemeinsam gehen. Wir leben in einer spannenden Zeit!

Es grüßt Sie herzlich, Ihr Thomas Feike
Bereichsleiter Vertrieb+Marketing

Herr Thomas Feike steht Ihnen für Fragen zur Verfügung.

Rufen Sie an unter +49 92 21-8 95 16 00 oder schreiben Sie direkt an thomas.feike@vlexplus.com