Industrielle Digitalisierung

Es beginnt beim Return-on-Investment, geht über Security und Resilienz und reicht bis zum Digital Twin. Nur ganzheitliche Betrachtungsweisen garantieren nachhaltige Wertschöpfung.

Orbis richtet sich strategisch und organisatorisch neu aus und bündelt sein Know-how in den Bereichen (Intra-)Logistik und Produktion in dem neu geschaffenen Geschäftsbereich Manufacturing und Logistics. Die Bereiche Logistik und Manufacturing sind Profiteure des digitalen Wandels, dem Orbis in seiner zukünftigen Organisation Rechnung trägt. „Unsere Kunden bedienen wir wie heute natürlich auch, nur wird zusätzlich eine neue Säule aufgebaut, die den Geschäftsbereich erweitert und die bisherigen Themenbereiche ergänzen wird“, definiert Pascal Kiefer, Head of Business Center SAP Manufacturing bei Orbis, die neuen Herausforderungen.

Das Vorhaben, die Prozesse einer Fertigungsindustrie zu digitalisieren, ist etwa 40 Jahre alt und begann mit CIM, Computer Integrated Manufacturing. Sollte man nicht bald zu einem Ende dieser Entwicklung kommen? Zu Beginn des E3-Gesprächs erklärt Pascal Kiefer: „Die Digitalisierung und Automatisierung von Fertigungsprozessen begannen tatsächlich vor etwa 40 Jahren mit dem Konzept des Computer Integrated Manufacturing, CIM. Dies war jedoch nur der Anfang einer fortlaufenden Entwicklung. Es ist wichtig zu verstehen, dass die Technologie und die Anforderungen an die Fertigungsindustrie im Laufe der Zeit ständig im Wandel sind, und daher gibt es nicht wirklich ein Ende dieser Entwicklung.“

Es gibt mehrere Gründe, warum die Entwicklung der digitalen Fertigung und Automatisierung fortgesetzt wird: Die Technik entwickelt sich ständig weiter, was immer wieder neue Möglichkeiten für die Optimierung von Fertigungsprozessen bietet. Dies schließt Fortschritte in den Bereichen künstliche Intelligenz, Robotik, IoT (Internet of Things) und Datenanalyse ein. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Fertigungsunternehmen in der Lage sein, effizienter und agiler zu produzieren. Die Digitalisierung hilft dabei, Kosten zu senken, Qualität zu verbessern und Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Die Fertigungsindustrie steht vor wachsendem Druck, nachhaltiger zu werden und Ressourcen effizienter zu nutzen. Die Digitalisierung kann dazu beitragen, Energieverbrauch und Abfall zu reduzieren. Kunden erwarten zunehmend maßgeschneiderte Produkte in kürzerer Zeit. Digitale Technologien ermöglichen es, diese Anforderungen zu erfüllen.

„Insgesamt gibt es also viele Gründe, warum die Entwicklung der digitalen Fertigung und Automatisierung weitergeht“, ergänzt Frank Wilhelm, Head of Business Center SAP Manufacturing bei Orbis, und betont: „Es handelt sich um einen kontinuierlichen Prozess, der sich an die sich verändernden Anforderungen und Möglichkeiten anpasst. Es wird kein klares Ende dieser Entwicklung geben, sondern sie wird sich ständig weiterentwickeln, um den Bedürfnissen der Fertigungsindustrie gerecht zu werden.“

Digitale Dekade

In vielen Unternehmen wächst die Sorge, den Anschluss an Wettbewerber zu verlieren. Eine deutliche Mehrheit der Unternehmen sieht die Wettbewerber voraus, die frühzeitig auf die Digitalisierung gesetzt haben. Das ist ein Spitzenwert. Das eigene Unternehmen halten derzeit zwei Drittel (64 Prozent) für einen Nachzügler bei der Digitalisierung, ein Drittel (35 Prozent) sieht sich als Vorreiter. Das sind Ergebnisse einer repräsentativen Befragung von 602 Unternehmen ab 20 Beschäftigten in Deutschland im Auftrag des Digitalverbands Bitkom. 87 Prozent sind überzeugt, dass die Nutzung digitaler Technologien eine entscheidende Rolle für die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft spielt. „Die Unternehmen haben die Bedeutung der Digitalisierung für die eigene Zukunft erkannt. Sie wissen aber offenbar nicht, wie sie die Digitalisierung angehen sollen. Für jedes einzelne Unternehmen wie für die deutsche Wirtschaft insgesamt muss es heißen: die 2020er Jahre zur digitalen Dekade machen!“, fordert der neue Bitkom-Präsident Ralf Wintergerst anlässlich der Vorstellung der Studie. „In der Vergangenheit war Deutschland das Land der Dichter und Denker. In Zukunft muss Deutschland das Land der Dichter, Denker und Digitalisierer sein.“

Allgemein betrachtet meint Pascal Kiefer, dass Industrie 4.0 und IoT die Fertigungslandschaft revolutioniert haben, indem sie traditionelle Produktionsweisen modernisiert und Unternehmen dabei unterstützt haben, agiler, effizienter und wettbewerbsfähiger zu werden. „Sie haben den Weg für eine intelligente Produktion geebnet, in der Daten und Technologie Hand in Hand gehen, um Mehrwert zu schaffen“, bestätigt Frank Wilhelm seinen Kollegen. Industrie 4.0 integriert Maschinen, Anlagen und Prozesse in einer vernetzten Umgebung. Durch die Verbindung dieser Systeme können Daten in Echtzeit erfasst, übertragen und analysiert werden. „Dies ermöglicht eine bessere Überwachung und Steuerung der Produktion, was zu höherer Effizienz, geringeren Fehlerraten und geringeren Ausfallzeiten führt“, erklärt Frank Wilhelm weiter. IoT-fähige Geräte sammeln kontinuierlich Daten aus der Produktion. Diese Daten werden analysiert, um Einblicke in die Leistung und den Zustand von Maschinen zu gewinnen. Dies ermöglicht eine prädiktive Wartung, bei der Probleme erkannt werden, bevor sie zu Ausfällen führen, was die Instandhaltungskosten senkt.

Vernetzt, flexibel und Echtzeit

„Die Vernetzung von Maschinen ermöglicht eine flexible Produktion, bei der Maschinen und Prozesse an neue Produktanforderungen angepasst werden können“, weiß Pascal Kiefer aus erfolgreichen Orbis-Kundenprojekten. Dies ermöglicht eine schnelle Markteinführung neuer Produkte und die Herstellung von maßgeschneiderten Produkten in Massenproduktion.

„Durch die Erfassung und Analyse von Daten in Echtzeit können Qualitätsprobleme frühzeitig erkannt und behoben werden“, erklärt dazu Frank Wilhelm. „Dies führt zu einer höheren Produktqualität und reduziert die Menge an Ausschuss.“

Wo aber liegen die Erfolgskriterien der Digitalisierung einer Fertigungsindustrie? Im Betriebswirtschaftlichen, in der Organisation der Prozesse oder in der Technik wie SAP APO oder IBP, Integrated Business Planning? „Die erfolgreiche Digitalisierung einer Fertigungsindustrie erfordert eine umfassende Herangehensweise, die technologische Innovation, organisatorische Anpassungen und eine klare strategische Ausrichtung kombiniert“, definiert Frank Wilhelm, Head of Business Center SAP Manufacturing bei Orbis, und sein Kollege Pascal Kiefer ergänzt: „Eine klare Digitalisierungsstrategie mit spezifischen Zielen ist entscheidend. Unternehmen müssen wissen, was sie erreichen wollen – sei es Effizienzsteigerung, Qualitätsverbesserung, Kostenreduktion oder andere Ziele.“

Auf eine umfassende Datenstrategie verweist im E3-Gespräch Pascal Kiefer: „Eine solide Datenstrategie ist unerlässlich. Unternehmen müssen entscheiden, welche Daten gesammelt werden sollen, wie sie erfasst, gespeichert, analysiert und geschützt werden.“ Deutsche Unternehmen gehen davon aus, dass Geschäftserfolg immer stärker auf Daten basiert. So sagen aktuell sieben Prozent, dass ihr Business ausschließlich oder sehr stark von datengetriebenen Geschäftsmodellen abhängt. Mit 14 Prozent erwarten sogar doppelt so viele Unternehmen, dass dies in zwei Jahren der Fall sein wird. Damit würde jedes siebte deutsche Unternehmen sein Kerngeschäft auf Daten aufbauen. Zugleich sieht die deutsche Wirtschaft großen Nachholbedarf bei der Entwicklung datengetriebener Geschäftsmodelle. Nur jedes hundertste deutsche Unternehmen sieht sich als Vorreiter in der Datenökonomie. 19 Prozent haben nach eigenem Dafürhalten den Anschluss verpasst. Das sind Ergebnisse einer repräsentativen Befragung von 604 Unternehmen aus allen Wirtschaftsbereichen im Auftrag des Digitalverbands Bitkom.

„Daten und ihrer verantwortungsvollen Nutzung kommt in der globalen Wirtschaft eine immer größere Bedeutung zu. Das reicht von der Analyse von Mobilitätsdaten im Verkehrssektor über die vorausschauende Wartung in Industrieunternehmen und Smart Farming in der Landwirtschaft bis hin zur bedarfsabhängigen Steuerung von Energiespeichern für eine nachhaltige Stromversorgung“, sagt Bitkom-Hauptgeschäftsführer Bernhard Rohleder. „Wir können es uns als rohstoffarme Nation nicht leisten, Daten in Silos wegzuschließen und auf ihre verantwortungsvolle Nutzung zu verzichten. Deutschland kann mit einem konsequenten Schritt in die Datenökonomie wettbewerbsfähiger werden, das Risiko von Krisen verringern, Ressourcen schonen und zugleich die Lebensqualität erhöhen.“

Die richtige Auswahl und Integration von Techniken wie IoT, KI, Cloud-Computing und Datenanalyse sind wichtig. Pascal Kiefer betont im E3-Gespräch ergänzend, dass die Mitarbeiter auf die Veränderungen vorbereitet und geschult werden müssen. Ein effektives Change-Management-Programm hilft, Widerstand abzubauen und die Akzeptanz der neuen Technologien zu fördern. Die Digitalisierung erfordert die Zusammenarbeit verschiedener Abteilungen, darunter Produktion, IT, Ingenieurwesen und Geschäftsentwicklung. Ein interdisziplinäres Team kann die bestmöglichen Lösungen entwickeln.

IT- und IoT-Plattformen

In vielen Anwendungsgebieten hält ein IT-Plattformgedanke Einzug, gibt es Plattformen für die industrielle Produktion? „Ja, es gibt IoT-Plattformen für die industrielle Produktion, die das Ziel haben, die Effizienz, Konnektivität und Steuerbarkeit in der Industrie zu verbessern“, erklärt Frank Wilhelm. „Sie bieten eine zentrale Infrastruktur, auf der verschiedene IoT-Geräte und -Sensoren Daten sammeln, übertragen und analysieren können. Beispiele für IoT-Plattformen sind etwa Microsoft Azure IoT und AWS IoT.“

Deutschland war das Land der Dichter und Denker. In Zukunft müssen wir das Land der Dichter, Denker und Digitalisierer sein.

Ralf Wintergerst,
Präsident,
Bitkom

Zwei Begriffe prägen die technische Entwicklung der industriellen Fertigung: Interoperabilität und Composable ERP. Vereinfacht gesagt: Im Sinne von IoT muss jedes Ding mit jedem anderen Ding kommunizieren können und die Anwender dürfen ihre IT-Werkzeuge frei und unabhängig zusammensetzen und orchestrieren. „Um als Unternehmen erfolgreich alle relevanten Prozessbeteiligten, z. B. produzierende Anlagen, logistische Systeme, Plattform-Services etc., zu vernetzen, ist die problemlose und weitestgehend automatisierte Informationsübermittlung essenziell. Das Stichwort hierbei lautet Interoperabilität. Interoperabilität ist die Fähigkeit, Geräte oder Dienste eigenständig miteinander kommunizieren zu lassen, ohne dabei von einem anderen Akteur abhängig zu sein“, beschreibt Pascal Kiefer die Situation. Mit Distributed Shopfloor Processing, DSP, hat Orbis eine Lösung entwickelt, deren zentrale Funktion die Prozessmodellierung und nahtlose Kommunikation verschiedenster Systeme und Partner darstellen. Die Kommunikation zwischen Geräten und Diensten ist dabei von keinem Akteur bzw. System abhängig. „Dadurch kann die Unabhängigkeit spezialisierter Systeme bestehen bleiben, sodass deren Potenziale im Gesamtprozess voll ausgeschöpft werden können – Stichwort Best-of-Breed“, betont Pascal Kiefer.

Digital Twin

Aufgrund dieser Komplexität setzen viele Unternehmen im Bereich von Industrie 4.0 auf ein digitales Abbild ihrer Produktion, Lieferkette und der zugehörigen Logistikprozesse – einen digitalen Zwilling. In Kombination mit den richtigen Werkzeugen sind zudem automatisierte Präventions- sowie Abhilfemaßnahmen möglich, die eine flexible Reaktion auf die komplexen Anforderungen der sich stetig verändernden Shopfloor-Prozesse erlauben. Als planerisches Werkzeug in der industriellen Produktion etablieren sich Digital Twins und Frank Wilhelm erklärt im Detail die Funktion: „Ein Digital Twin ist ein virtuelles Modell oder eine digitale Repräsentation eines physischen Objekts, Prozesses oder Systems. Dieses virtuelle Modell wird kontinuierlich mit Echtzeitdaten aus der physischen Welt abgeglichen, um eine genaue Darstellung des realen Gegenstands oder Prozesses zu schaffen. Digital Twins werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, einschließlich der industriellen Produktion und des Internet of Things.“

Pascal Kiefer erwähnt, dass durch die kontinuierliche Erfassung von Daten aus dem physischen Gegenstück der Digital Twin genutzt werden kann, um Trends zu analysieren, die zur Optimierung von Prozessen beitragen. Durch die Erstellung eines Digital Twin können Unternehmen den Energieverbrauch von Anlagen und Prozessen modellieren und optimieren. Neben der Produktion war in den vergangenen Jahren auch das Thema Logistik und Supply Chain Management viel diskutiert. Welche aktuellen Herausforderungen gibt es bei SCM? „Die Lieferkette von Unternehmen hat große Auswirkungen auf die gesamte Organisation“, weiß Frank Wilhelm aus seiner beruflichen Praxis. „Es ist heute nicht mehr ausreichend, wenn diese nur kostenbewusst und effizient gestaltet ist.“ Kunden erwarten maximale Transparenz, kurze Produktions- und Lieferzeiten sowie niedrige Kosten. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, müssen Unternehmen sämtliche Prozesse miteinander verknüpfen und ganzheitlich steuern. „Ziel ist, eine transparente Vernetzung über die gesamte Value Chain zu schaffen, interne Abläufe zu planen und diese effizient zu steuern“, ergänzt sein Kollege Pascal Kiefer.

Risikoresistentes SCM

Um Unterbrechungen in der Lieferkette zu vermeiden und diese risikoresistent zu gestalten, ist es essenziell, die Lieferkette mit dem gesamten Unternehmen und seinen Daten zu verbinden. Widerstandsfähige Lieferketten bilden die Basis, um jeglichen Herausforderungen gestärkt begegnen zu können. Die Cloud spielt heutzutage eine bedeutende Rolle für stabile Lieferketten. Vom Kern mit Rise with SAP über die Planung mit SAP IBP (Integrated Business Planning als Cloud-Nachfolger zum On-prem-APO) und Lösungen für die Logistik mit SAP EWM, TM, Yard Logistics und dem SAP Business Network for Logistics sowie der Produktion mit SAP Digital Manufacturing bis hin zum Service mit SAP Field Service Management. Orbis ist kompetenter Partner für die Lösungen der SAP im Kontext der Digital Supply Chain. „Mit unseren eigenen integrierten Lösungen veredeln wir dieses Portfolio“, betont Pascal Kiefer. Eigene Lösungen wie MES, DSP (Distributed Shopfloor Processing) und verschiedenste Intralogistik-Add-ons runden das Orbis-Leistungsspektrum ab.

Agilität mit SAP BTP

SAP Business Technology Platform, BTP, ermöglicht die nahtlose Integration von SAP-Anwendungen mit anderen Anwendungen und Systemen, sowohl innerhalb als auch außerhalb des Unternehmens. „Dies erleichtert den Informationsaustausch und die Automatisierung von Geschäftsprozessen“, erkennt Frank Wilhelm bei den erfolgreichen Orbis-Projekten. BTP ermöglicht es Unternehmen, ihre bestehenden SAP-Anwendungen durch benutzerdefinierte Erweiterungen und Anpassungen zu erweitern. Dies fördert die Agilität und Flexibilität bei der Anpassung von Software an spezifische Geschäftsanforderungen. „SAP BTP bietet Entwicklern eine Vielzahl von Werkzeugen und Frameworks, um Anwendungen zu erstellen und zu integrieren. Dazu gehören Low-Code- und No-Code-Entwicklungswerkzeuge, die die Anwendungsentwicklung beschleunigen“, erklärt Pascal Kiefer den Mehrfachnutzen der BTP und ergänzt: „Die Plattform bietet fortschrittliche Datenmanagement- und Analysefunktionen. Unternehmen können große Datenmengen effizient analysieren und daraus wertvolle Erkenntnisse gewinnen.“

Wir können uns als rohstoffarme Nation nicht leisten, Daten in Silos wegzuschließen und auf ihre Nutzung zu verzichten.

Bernd Rohleder,
Hauptgeschäftsführer,
Bitkom

Manufacturing und SCM

„Die Zukunft der Produktion, Logistik und Supply Chain Management bringt eine Vielzahl von Herausforderungen mit sich, von denen einige bereits erkennbar sind, während andere sich im Laufe der Zeit entwickeln könnten“, erklärt Pascal Kiefer abschließend. „Die fortschreitende Digitalisierung und die Integration von Technologien wie IoT, KI und Big Data Analytics werden die Produktion und Logistik grundlegend verändern. Die Anpassung und die Sicherstellung der Datensicherheit sind wichtige Herausforderungen.“

An einigen Stellen wird versucht, die Weichen auf digital zu stellen, weiß man beim Digitalverband Bitkom. So gibt es nur noch in elf Prozent der Unternehmen keinerlei Digitalstrategie. „Viele Unternehmen führen eine Teilstrategie für die Digitalisierung ein, bleiben dort aber stehen, sodass es keine digitalstrategische Positionierung insgesamt gibt. Sinnvoll wäre, wenn  eine digitale Vision und Gesamtstrategie existieren würden“, so Bitkom-Präsident Ralf Wintergerst.

Weitere Parameter einer industriellen Digitalisierung sind die Forderungen nach Nachhaltigkeit in der Produktion und Logistik. Dies umfasst nicht nur die Reduzierung von Emissionen, sondern auch die effiziente Nutzung von Ressourcen und die Minimierung von Abfällen. Und Schwankungen in der globalen Handelspolitik und Handelskonflikte können erhebliche Auswirkungen auf Lieferketten haben. Unternehmen müssen flexibel sein, um sich an veränderte Marktbedingungen anzupassen.

End-to-End-Prozesse

„Als innovatives Beratungsunternehmen sieht sich Orbis seit Jahren als verlässlicher Partner seiner Kunden – speziell in der notwendigerweise weiter voranschreitenden Digitalisierung insbesondere in der Logistik und Produktion. Hierbei treten wir mit folgender Vision an unsere Kunden heran“, erklärt Frank Wilhelm, „Design und Implementierung adaptiver End-to-End-Prozesse auf Shopfloor-Ebene in verteilten Systemen, Dezentralität, unter Integration von Personen, Informationen und Dingen.“

Durch die enge Zusammenarbeit und Kooperation mit wissenschaftlichen Instituten (z. B. Fraunhofer, siehe Seite 32 dieser E3-Coverstory) können neueste wissenschaftliche Erkenntnisse sowohl in die permanente Ausbildung der Orbis-Mitarbeiter als auch in die kontinuierliche Produktentwicklung miteinfließen. „Hierdurch können wir unseren Kunden eine permanente Innovation über das gesamte Dienstleistungsportfolio anbieten“, beschreibt Pascal Kiefer die Situation. „Nach unserem Verständnis werden wir uns zukünftig verstärkt auf interoperable Prozesse einstellen müssen, bei denen Plattformen eine entscheidende Rolle spielen werden. Die Digitalisierung der Geschäftsprozesse wird sich somit nicht mehr nur auf das SAP-Universum beschränken. Durch die starken Partnerschaften zu SAP und Microsoft sowie auch durch die am Markt verfügbaren Orbis-Produkte sehen wir uns mit unserem gesamten Portfolio als bestens positioniert an.“

„Unternehmen, die diese Fortschritte in ihre Geschäftsmodelle und Prozesse integrieren, werden besser positioniert sein, um wettbewerbsfähig zu bleiben und die sich ändernden Anforderungen ihrer Märkte zu erfüllen“, betont Frank Wilhelm abschließend und Bitkom-Präsident Ralf Wintergerst meint: „Ich wünsche mir mehr Deutschland-Tempo nicht nur bei der Digitalisierung der Verwaltungen, sondern auch bei der Digitalisierung der Unternehmen.“

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