Nutzen Sie das Potenzial von mit IoT vernetzten Fabriken

Bestimmen Ihrer Ziele für die Digitalisierung

Sie können die Daten jedes Geräts einsehen, das Sie weltweit besitzen. Nie zuvor konnten Sie so viele Betriebsdaten gleichzeitig einsehen und eigene Modelle erstellen, um noch genauere Einblicke zu erhalten.

Die Fertigungsindustrie durchläuft aufgrund digitaler Technologien eine Transformation. Auch wenn Sie noch nicht genau wissen, welches Ziel Sie ansteuern oder wie sich die Digitalisierung auf Ihr Unternehmen auswirkt, ist es wichtig, die Geschäftsziele zu ermitteln, die durch Digitalisierung unterstützt werden können.

Bei der Digitalisierung wird der Fertigungsbetrieb mithilfe der neuesten Technologien transformiert. Der erste Schritt dabei besteht häufig in der Vernetzung der Geräte in einer Fabrik. In den letzten Jahren sind die Kosten für Komponenten, die diese Konnektivität unterstützen, drastisch gesunken. Die Integration von Komponenten wie RFID-Tags in Produkte ist nun sehr günstig. Sensoren werden ebenfalls günstiger, sodass neue Geräte zunehmend mit integrierten Sensoren verkauft werden. Ältere Geräte können günstig nachgerüstet oder mit IoT-Funktionen ausgestattet werden. Gleichermaßen können nun durch Cloudtechnologien und Advanced-Analytics-Technologien viele von Sensoren und Geräten generierte Daten erfasst und analysiert werden.

Digitale Transformation bedeutet, dass solche Funktionen genutzt werden, um Erkenntnisse zu gewinnen, die den Fertigungsbetrieb schneller, effizienter und flexibler gestalten können. Folgende Vorteile können aus der Digitalisierung der Fertigung entstehen:

  • Verbesserte Einblicke in den Fertigungsbetrieb: Treffen Sie besser fundierte Entscheidungen dank Echtzeiteinblicken in den Betriebsstatus.
  • Verbesserte Nutzbarkeit: Maximieren Sie die Leistung und die Betriebszeit Ihrer Ressourcen dank der erforderlichen Einblicke für die zentrale Überwachung und Verwaltung.
  • Weniger Abfall: Ergreifen Sie durch Einblicke in wichtige Produktionsmetriken schneller Maßnahmen zur Reduzierung oder Vermeidung bestimmter Abfälle.
  • Einsparungen bei angezielten Kosten: Nutzen Sie Benchmarkressourcen, und ermitteln Sie Ineffizienzen, um den Betrieb zu optimieren.
  • Gesteigerte Qualität: Ermitteln und verhindern Sie Qualitätsprobleme, indem Sie Probleme mit Geräten schneller erkennen und beheben.

Sie müssen sich nicht nur über die Möglichkeiten informieren, sondern auch Ihre Geschäftsziele festlegen. So können Sie die Grundlagen für einen Business Case schaffen und erhalten eine Benchmark für die Werterbringung. Es ist wichtig, im Kleinen zu beginnen und einen Startpunkt zu definieren.

Tests mit Datenquellen

Diese Simulation zeigt Echtzeitdaten aus Fabriken mit Standorten auf der ganzen Welt. Das ist beeindruckend.

Wenn Sie Tests in einer Lösung durchführen, die Simulationen ermöglicht, können Sie risikolos das Potenzial der Digitalisierung erkunden. Für Simulationen müssen Sie keine physischen Geräte vernetzen, und sie wirken sich nicht auf Ihren Betrieb aus.

Die digitale Transformation birgt in der Theorie ein großes Potenzial, doch die Umsetzung in der Praxis kann zur Herausforderung werden. Häufig liegt das daran, dass Sie nicht wissen, wie Sie die Umsetzung durchführen sollen. Möglicherweise haben Sie den Nutzen der Digitalisierung und des Konzepts Industrie 4.0 erkannt und wissen, dass Änderungen notwendig sind, aber wissen nicht, wo Sie anfangen sollen.

Für den Einstieg ist es jedoch keineswegs erforderlich, bereits den gesamten Projektumfang zu kennen oder einen optimalen Startpunkt zu haben. Am wichtigsten ist, mit einem ersten Projekt zu beginnen, auf dem der gesamte Fokus liegt, und anschließend zu experimentieren und zu iterieren.

Simulationen für vernetzte Geräte können Sie dabei unterstützen, Ihre Möglichkeiten in einer Umgebung zu testen, die nur geringe Risiken birgt. Über eine Simulation können Sie testen, wie Sie Wert aus digitalen Änderungen (z. B. verbesserte Einblicke) schöpfen können, ohne den Betrieb zu beeinträchtigen.

Indem Sie simulierte Schnittstellen und Dashboards testen, können Sie einen Überblick darüber bekommen, wie Sie Ihre Geräte auf der ganzen Welt ganzheitlich im Blick behalten können. Darunter fallen auch ein Überblick über die Gesamtleistung und detaillierte Einblicke in den Status einzelner Geräte. Das weltweite Vernetzen von Betriebsvorgängen folgt zwar erst in späteren Schritten, aber es kann hilfreich sein, die Ergebnisse einer Simulation zu sehen, um Ihre Ziele zu verfeinern und ein Verständnis über die Möglichkeiten zu entwickeln.

Wenn Sie die Lösung auswählen, mit der Sie Ihre Ziele umsetzen möchten, sollten Sie eine Technologie wählen, mit der Simulationen und in der Praxis verwendete Ressourcen schnell und mühelos eingerichtet werden können. Mithilfe der IoT-Lösung für vernetzte Fabriken von Microsoft Azure können Sie beispielsweise innerhalb weniger Minuten eine simulierte Umgebung erstellen und bereitstellen.

Da Sie nun wissen, was theoretisch möglich ist, können Sie im nächsten Schritt testweise Ihre physischen Geräte vernetzen.

Vernetzen von Geräten ohne Unterbrechung

Sie können einige Geräte auf einmal vernetzen, um deren Funktionsweise zu testen, ohne den Betrieb zu beeinträchtigen. Beginnen Sie im kleinen Rahmen.

Digitalisierung muss nicht auf einmal umgesetzt werden. Wenn Sie eine bestimmte Teilmenge der Geräte vernetzen, können Sie in kleinem Rahmen und in eigenem Tempo mit dem Experimentieren beginnen, ohne den Betrieb einzuschränken. Auf dieser Grundlage können Sie aufbauen und Ihre Lösung an Ihre Organisation anpassen, sobald die Tests abgeschlossen sind.

Simulierte Daten sind eine Sache, aber Ihre eigenen Geräte zu vernetzen und Echtzeitdaten und -einblicke aus dem Betrieb zu erhalten ist eine andere. Mit der richtigen Technologie ist dieser Übergang zur Vernetzung eigener Geräte jedoch ein geradliniger Vorgang.

Die Technologielösung, die für die Simulation verwendet wird, sollte ebenfalls eine Möglichkeit bieten, eigene Geräte zu vernetzen und die Daten zu verarbeiten, die von diesen Geräten generiert werden. Das Vernetzen von Geräten muss nicht kompliziert sein und umfasst in der Regel folgende Schritte:

  1. Ermitteln des vom Gerät verwendeten Kommunikationsprotokolls
  2. Vernetzen des Geräts mit einem Gatewaygerät, das Daten computerübergreifend konsolidiert
  3. Vernetzen des Gateways mit der Cloud, damit der Status und die wichtigsten Leistungsmetriken eingesehen werden können

Nun können Sie die Echtzeitdaten Ihrer Geräte erkunden.

Beachten Sie, dass eine flexible, sichere Technologielösung unerlässlich ist, um diesen Prozess einfach und geradlinig zu gestalten und gleichzeitig potenzielle Risiken und Unterbrechungen zu minimieren. Die IoT-Lösung für vernetzte Fabriken von Microsoft Azure verwendet beispielsweise vorhandene Software auf einem Computer zur Herstellung von Verbindungen. Es muss keine neue Software auf dem Computer installiert werden.

Mit einer geeigneten Lösung können Sie auch Geräte vernetzen, ohne diese offline zu schalten, und Geräte einzeln in Ihrem eigenen Tempo vernetzen. Möchten Sie zunächst nur ein Gerät vernetzen und die gesamte Montagelinie erst ab nächster Woche? Ihre Lösung sollte Ihnen die notwendige Flexibilität bieten. Möchten Sie alle Geräte schnell vernetzen und so schnell wie möglich Erkenntnisse abrufen? Ihre Technologie sollte Ihnen dabei nicht im Weg stehen.

Kontextualisieren und Visualisieren der Fertigungsleistung

Sie können die Daten jedes Geräts einsehen, das Sie weltweit besitzen. Nie zuvor konnten Sie so viele Betriebsdaten gleichzeitig einsehen und eigene Modelle erstellen, um noch genauere Einblicke zu erhalten.

Vernetzte Geräte bieten bessere Einblicke in den Betriebsstatus, Anomalien, Trends und andere Leistungsfaktoren. Diese sind die Grundlage für weitreichende betriebliche Verbesserungen.

Der größte Nutzen bei vernetzten Geräten entsteht aus den Daten, die diese generieren. Sobald die Geräte vernetzt sind, können Sie von den Echtzeiteinblicken in die Key Performance Indicators profitieren. Folgende Einblicke können schnell gewonnen werden:

  1. Temperatur und Druck jeder Komponente
  2. Stromverbrauch und Ab- oder Zunahme des Stromverbrauchs
  3. Aktueller Gerätestatus (online oder offline)

Diese einfachen, aber kritischen Datenpunkte können einen großen Unterschied ausmachen, indem sie einen besseren Überblick über den Betrieb, fundiertere Entscheidungen und eine erhöhte Reaktionsfähigkeit ermöglichen. Es ist jedoch nicht ausreichend, dass die Daten verfügbar sind. Erkenntnisse müssen über intuitive, visuelle Dashboards einfach gewonnen werden können und den Personen zur Verfügung stehen, die anhand dieser Maßnahmen ergreifen können. Dazu zählen beispielsweise Mechaniker und Anlagenüberwacher.

Genau wie in den vorherigen Phasen ist es auch hier hilfreich, mit den Daten zu experimentieren. Mit einer robusten Technologielösung können Sie die Datenpunkte schnell ermitteln, die für KPI-Berechnungen und Fehler-Ursachen-Analysen erfasst werden müssen. Manchmal ist es nicht nötig, Daten zu erfassen, oder die erfassten Daten führen nicht zu Erkenntnissen. In diesem Fall können Sie die Lösung entsprechend anpassen. Mit cloudbasierten Lösungen können Sie genau einstellen, welche Informationen erfasst werden sollen. Mithilfe einer IoT-Lösung für vernetzte Fabriken von Azure können Sie steuern, welche Daten erfasst werden, ohne einen Mitarbeiter zu einem Gerät zu entsenden.

Die Daten, die von vernetzten Geräten erfasst werden, stellen zudem die Grundlage für die Ermittlung von Trends und Mustern dar. Wenn Sie beispielsweise Verlaufsdaten erfassen und analysieren, können Sie eigene Leistungsbenchmarks für ähnliche Geräte und gesamte Anlagen erstellen. Durch einen Vergleich von Echtzeitdaten mit Benchmarks können Sie permanent überwachen, ob der Betrieb eines Geräts im Normalbereich abläuft und geringfügige Anomalien ermitteln, die im Lauf der Zeit auftreten.

Ein digitaler Ansatz für Einblicke in den Betrieb bietet einen enormen potenziellen Wert. Aus einer kürzlich durchgeführten Umfrage von Automation World geht hervor, dass fast 75 % der Teilnehmer Anlagendaten auf Unternehmensebene verwenden. Dabei wurde am häufigsten eine Tabelle als Berichterstattungstool genannt. Mit einer Lösung für vernetzte Fabriken ist Operational Intelligente automatisch und sofort verfügbar, sodass Sie schneller bessere Entscheidungen für die Anlage und auf Unternehmensebene treffen können.

Betriebliche Änderungen auf Grundlage von Daten

Sie können jederzeit Wartungen in beliebigen Fabriken ansetzen. Dabei können Sie darauf vertrauen, dass die richtigen Teile und die richtigen Techniker vorhanden sind, um Ausfallzeiten zu minimieren.

Vernetzte Geräte sind sehr nützlich, wenn Sie Änderungen voranbringen. Anomalien können schnell ermittelt und behoben werden. Wartungszeitpläne können optimiert werden, um Ausfälle zu minimieren. Sie können alle Arten von datengesteuerten Verbesserungen umsetzen.

Die Einblicke, die Sie durch das Vernetzen von Geräten erhalten, erweisen sich als wertvoll, wenn Sie Änderungen im Betrieb voranbringen. Verbesserte Einblicke ermöglichen das Ermitteln von Problemen sowie schnellere Reaktionen auf diese, bessere Entscheidungen und weitere betriebliche Änderungen.

Wenn Sie beispielsweise Anomalien über Echtzeiteinblicke erkennen, können Sie schneller Maßnahmen ergreifen. Nehmen Sie ein Gerät als Beispiel, das Anzeichen eines bevorstehenden Fehlers aufweist (z. B. ein erhöhter Stromverbrauch). Da Sie die Leistung über ein Livedashboard überwachen können, wissen Sie sofort, wann ein solcher Fall eintritt und können schnell einen Reparaturtechniker entsenden, der das Problem behebt.

Durch die Überwachung mit Benchmarks wird ein noch proaktiverer Ansatz möglich. Ein weiteres Beispiel wäre ein Szenario, in dem die Lagertemperatur eines Geräts sich erhöht. Wenn Sie eine Benchmark vom Gerätehersteller eingerichtet oder Daten für ähnliche Geräte mit ähnlichen Einsatzzwecken analysiert haben, können Sie schnell handeln, wenn die Temperatur den normalen Bereich überschreitet und Wartungsarbeiten ansetzen, bevor ein Fehler auftritt. Wenden Sie diesen Ansatz mit Benchmarks und Überwachung auf Produktionslinien und Standorte an, damit Sie Fehler vorbeugen und Kostenerhöhungen erheblich einschränken können.

Dank dieser Einblicke können Sie zudem Geräte ermitteln, die ihre Leistung unter- bzw. überschreiten und entsprechende Verbesserungen vornehmen. An einem Standort kann ein bestimmtes Gerät beispielsweise sehr stark genutzt werden, während ein anderes vergleichsweise wenig genutzt wird. Durch den direkten Vergleich der Leistung können Sie diese Ausreißer leichter ermitteln und die Ursachen ergründen. Diese kann beispielsweise darin begründet sein, dass Geräte nicht in Betrieb sind oder nicht optimal gewartet werden. Es ist auch möglich, dass es bei unterschiedlichen Betreibern zu unterschiedlicher Nutzung kommt. Zudem können Sie bewährte Methoden ausarbeiten, die Sie umfassender einführen möchten. Wenn Sie die Leistung Ihrer Geräte im Zeitverlauf vergleichen können, werden solche Abweichungen einfacher erkennbar, und es können einfacher Maßnahmen ergriffen werden.

Das sind nur einige der Beispiele für betriebliche Änderungen, die mithilfe von Einblicken in vernetzte Fabriken umgesetzt werden können. Sie können darüber hinaus Produktionsprozesse optimieren, um Abfall und Engpässe zu reduzieren, Geräte anschaffen oder ersetzen und Personalbesetzungs- oder Weiterbildungsverfahren anpassen. Sobald Daten automatisch erfasst werden und Sie Einblicke in diese erhalten, entstehen auch automatisch Gelegenheiten, durch diese betriebliche Verbesserungen umzusetzen oder Änderungen vorzunehmen.

Umsetzung neuer Szenarios und Skalierung

Sie können nach Bedarf Funktionen hinzufügen und den Betrieb an jedem Standort auf der Welt optimieren. Den Technikern vor Ort liegen mehr Betriebsdaten als jemals zuvor vor.

Erweitern Sie Ihren Überblick von einer einzelnen Montaglinie auf den gesamten Betrieb. Fügen Sie nach Belieben neue Geräte und Funktionen hinzu. Nutzen Sie Ihre Lösung als Startpunkt, um Szenarios wie Predictive Maintenance einzuführen.

An diesem Punkt wissen Sie bereits, welche Voraussetzungen zur Vernetzung Ihrer Geräte erforderlich sind und welche Erkenntnisse Sie gewinnen können. Der nächste Schritt besteht darin, Ihr Projekt zu erweitern, indem Sie beispielsweise von einer vernetzten Montagelinie zur Vernetzung der gesamten Anlage übergehen und anschließend Anlagen an verschiedenen Standorten auf der Welt miteinander vernetzen. Mit einem zentralen konsolidierten Überblick über Ihren Betrieb können Sie schneller bessere Einblicke in die Leistung gewinnen und die Leistung organisationsweit vergleichen. Sie können auch mit externen Vertragspartnern zusammenarbeiten, um deren Geräte ebenfalls zu vernetzen und somit nicht nur Einblicke in Ihren Betrieb, sondern auch in den Ihrer Partner zu erhalten.

Zudem können Sie nicht nur weitere Geräte anschaffen und Fabriken eröffnen, sondern auch die Funktionen und den Umfang Ihrer Digitalisierungsarbeit erweitern. Einblicke in die aktuelle Leistung und in Verlaufsdaten stellen eine gute Grundlage für weitere Digitalisierungsschritte wie Predictive-Maintenance-Programme und einen optimierten Energieverwaltungsansatz dar.

Ein logischer nächster Schritt wäre beispielsweise die Einführung von Predictive Maintenance. Indem Sie Predictive Analytics auf Leistungsdaten anwenden, können Sie nicht nur ermitteln, wann eine Wartung nötig ist, sondern auch frühzeitig notwendige Wartungen vorhersagen. Das ist ein Beispiel dafür, wie das Hinzufügen neuer Funktionen zusätzlichen Wert erbringen kann. In diesem Fall werden Predictive-Analytics-Funktionen wie Machine Learning verwendet, um subtile Muster und Änderungen in Verlaufsdaten zur Leistung zu ermitteln.

Sie können auch Leistungsdaten in andere Geschäftsanwendungen wie Außendienstsysteme integrieren. Wenn in diesem Fall eine Anomalie ermittelt wird, kann automatisch eine Dienstwarnung ausgelöst werden und automatisch ein Termin mit einem Techniker aufgesetzt werden, damit dieser das Gerät überprüft, bei dem möglicherweise ein Problem vorliegt.

Es gibt verschiedene Ausprägungen der digitalen Transformation, und sie kann sich auf unterschiedlichste Weise auf Ihre Betriebsabläufe auswirken. Bei der Umsetzung neuer Szenarios und der Skalierung ist es essenziell, weiterhin Experimente in Phasen durchzuführen und Ihre Lösung an Ihre Bedürfnisse und Änderungen an der Umgebung anzupassen.

Erstellen Sie Ihre Lösung für vernetzte Fabriken

Erste Schritte