Industrie 4.0 - Wie die digitale Transformation das Produkt-Lebenszyklus-Management revolutioniert
Die Digitalisierung von Produktionsbetrieben, Fertigung und Montage, sogar ganzen Werkshallen schreitet in einem unglaublichen Tempo voran. Glaubt man einer aktuellen Umfrage der Bitcom zur Leitfrage Digitalisierung, haben 4 von 5 Unternehmen inzwischen eine Digitalisierungsstrategie. Doch Investitionen werden auf die lange Bank geschoben. Die risikoscheuen deutschen KMUs hängen heute schon Nationen wie den USA und China hinterher.
Durch den Einsatz digitaler Lösungen und die Verzahnung zwischen Software und Produktionsanlage kann heute die Fertigungstiefe, welche für eine hohe Umsatzrendite und den gleichzeitigen Erhalt des eigenen Engineering Know-Hows notwendig ist, beibehalten werden. Parallel dazu kann der Herstellungsprozess in großen Teilen mit Digitalisierungslösungen soweit optimiert werden, dass alle nicht wert-schöpfenden Prozessschritte verzichtbar werden. Hierdurch erarbeitet sich der Marktteilnehmer mit einer stringenten Digitalisierungsstrategie einen erheblichen Wettbewerbsvorteil gegenüber seiner direkten Konkurrenz. Mit einer passgenauen Anwendung vorhandener Lösungen können die Herstellungs-, Produktions- und Fertigungskosten seines Produktes positiv beeinflusst werden. Verglichen mit dem Jahr 2013 kann somit bis zum Jahr 2025 laut einer Studie der DZ-Bank im Maschinenbau, bei elektrischen Ausrüstungen, in der Automobilindustrie und in der Chemie Branche eine Produktivitätssteigerung von 20-30% erzielt werden. Durch die optimale Auslastung der Ressourcen wie Industrieanlagen und Arbeitskräften und die Bereitstellung sowie Verarbeitung der für die Fertigung notwendigen Daten und Informationen ist auch eine weitaus höhere Produktivitätssteigerung von bis zu 50 % möglich.
Bei der Betrachtung der Studie in Bezug auf eine ganzheitliche Digitalisierungsstrategie werden entscheidende Faktoren neben der Steigerung von Wertschöpfung und Produktivität gemessen am Gesamtprodukt Maschine, nicht berücksichtigt. Die Digitalisierung kann ohne Frage einen essentiellen Anteil an der Steigerung der Rentabilität durch die Senkung der Herstellungskosten beitragen, die Kaufentscheidung für ein Produkt aus den oben genannten Branchen ist neben dem Verkaufpreis, jedoch von weitaus mehr Faktoren abhängig, welche es in die Digitalisierungsstrategie gilt mit einfließen zu lassen. Das Produkt muss also wieder in den Vordergrund gerückt werden, nicht der primäre Herstellungsprozess.
Die Qualität des Produktes, die Betriebs- und Prozess- sowie Arbeitssicherheit spielen bei der Kaufeintscheidung von Maschinen und Anlagen eine entscheidende Rollen. Es ist es notwendig Produkt-Lebenszyklus-Management (PLM) neu zu denken und die Produktphasen der Produktlebenszykluses vor und nach der Fertigung einer Maschine viel stärker wie bisher im PLM zu berücksichtigen.
Modelle wie "Product as a Service" und die "Container-Fertigung" werden kommen und die Fertigungsbetriebe revolutionieren. Stückzahlen werden sich mit dem Trend weiter verringern und Produktionshallen und Maschinen flexibler eingesetzt.
Doch um solche Geschäftsmodelle möglich zu machen, müssen wir den Weg in diese Richtung erst einmal ebnen. Um notwendige Adaptionen an zukünftigen Herstellungsprozess bzgl. der Qualitäts- und Prozessoptimierung zu implementieren, muss eruiert werden, wie die vertriebene Produktionsanlage im Kundenbetrieb wirtschaftet.
Die Maschinen müssen noch stärker wie bisher auf eine lange Laufzeit mit möglichst günstigen Stückzahlkosten ausgerichtet sein und zugleich flexibler auf den Markt und dessen Eigenschafften reagieren können.
Das heutige PLM legt in vielen Fällen den Schwerpunkt in den Schritten Planung, Konzeption, Entwicklung und Produktion. Demnach wird der Fokus im PLM sehr stark auf die nach innen gerichteten Phasen des Lebenszykluses einer Maschine gelegt und somit in der Horizontale auf die Prozessschritte innerhalb des direkten Entscheidungsspielraums eines Herstellers.
Grundsätzlich ist dieser Ansatz retrospektiv betrachtet sehr förderlich um direkten Einfluss am Produkt üben zu können.
Doch durch den Einsatz von neuster Computertechnologie sowie Sensor- und Aktuatorentechnik erlangen Maschinen- und Anlagenbauer in den letzten Jahren einen enormen Zuwachs an Transparenz über Einsatzgebiet und die Nutzung der Maschinen nach deren Verkauf.
Bild: HTF Market Report
Diese Informationen müssen wir uns zukünftig zu Nutze machen, um langfristig den Herstellungsprozess zu beeinflussen. Die noch bestehenden Grenzen zwischen interner Fertigung und After-Sales, Service sowie Wartung und Instandhaltung der Maschinen nach Verkauf gilt, es zu durchbrechen.
Das Kernthema der Digitalisierung ist Kommunikation, diese ist nahezu überall anwendbar. Es wäre ein fataler Fehler das PLM hiervon auszunehmen oder nur in Teilen zu berücksichtigen. Der Produktion vor- und nachgelagerte Prozesschritte können und müssen direkten Einfluss auf dem Design und Entstehungsprozess, die Montage, die Dokumentation aber auch den technischen Einkauf haben.
Es müssen größere Schritte in der Vernetzung der Produktionsstätten und Datenauswertung nach Maschinenverkauf gegangen werden, bevor Maschinen- und Anlagenbauer von Hochtechnologieunternehmen aus anderen Branchen oder Ländern überholt werden.
Die Produktionshallen der international agierenden deutschen Maschinenbauer müssen zu high-end Produktionsstätten heranreifen und ein integrierter Bestandteil einer trans-company Digitalisierungsstrategie werden.
Bild: Henn, Factory of the Future
Lasst uns bei allen Arbeitsplätzen der Zukunft nicht vergessen, was wir wirklich brauchen. Die Förderung der Kommunikation zwischen Menschen, Maschinen und Computersystemen über alle erdenklichen Grenzen hinweg. Vorhandene Silos müssen aufgebrochen und eine holistischer Überblick über das Thema PLM geschaffen werden.
Quellen:
Dr. Christopher Meinecke: "Deutsche Wirtschaft kommt bei Digitalisierung voran, aber langsam", Bitkom e.V. und Bitkom Research GmbH, 06.06.2018
Carsten Kopf: "Industrie 4.0 steigert Produktivität deutlich", Fankfurter Allgemeine Zeitung, 17.02.2016
Research Abteilung DZ Bank: "Konjunktur und Kapitalmarkt - Industrie 4.0 – Folgen für die deutsche Volkswirtschaft", DZ Bank AG, 16.02.2016
Alfred Biel: "Sieben Technologien ermöglichen Produktivitätssteigerung in Milliardenhöhe", Haufe-Lexware GmbH & Co. KG, 13.03.2017
Christian Sprotte: "Viele Unternehmer mussten schon einmal neue Maschinen teuer nachrüsten", BG ETEM - news aktuell GmbH, 03.06.2016
Marius Beilhammer: "Maschinenkauf: darauf achten Unternehmen", Schwarzer.de Software + Internet GmbH, 25.04.2018