Herausforderung: digitale Transformation im Maschinenbau
Smarte Maschinen mit smart gesteuerten Prozessen für die Smart Factory der Zukunft? Das ist längst kein Traum mehr. Menschen, Prozesse, Produkte, Materialien, Maschinen und Daten werden zunehmend vernetzt – im „Internet der Dinge (auch: Internet of Things, IoT)“ verbinden sich die virtuelle und die reale Welt, die Grenzen verschwimmen. Die digitale Transformation ist in vollem Gange.
Die digitale Unternehmenstransformation hat begonnen
Die digitale Transformation im Maschinenbau führt dazu, dass Produktionsanlagen und Maschinen zunehmend vernetzt werden, um eine intelligentere, flexiblere und effizientere Produktion zu ermöglichen. Dies schließt die Integration von IoT (Internet of Things)-Technologien ein, durch die Maschinen Daten in Echtzeit sammeln und austauschen können, um Prozesse zu optimieren und präventive Wartungsmaßnahmen zu ermöglichen.
Die Grundlage: das „Internet of Things“ (IoT)
Das Internet of Things (IoT) ist die Bezeichnung für das Netzwerk physischer Objekte („Things“), die mit Sensoren, Software und anderer Technik ausgestattet sind, um diese Objekte mit anderen Geräten und Systemen über das Internet zu vernetzen, sodass zwischen den Objekten Daten ausgetauscht werden können. Diese Geräte reichen von normalen Haushaltsgegenständen bis hin zu anspruchsvollen Industrieanwendungen.
Die Voraussetzung für Industrie 4.0: das „Industrial Internet of Things“ (IIoT)
Das „Industrial Internet of Things“ (IIoT) mit seinen modernen Technologien ist die Voraussetzung für eine erfolgreiche Realisierung von Industrie 4.0.
Das industrielle IoT (IIoT) bezieht sich auf die Anwendung der IoT-Technologie in industriellen Umgebungen, insbesondere in Bezug auf die Instrumentierung und Steuerung von Sensoren sowie auf Geräte, die Cloud-Technologien einsetzen. Vernetzte Systeme ermöglichen es, Daten auszutauschen und intelligent aufeinander zu reagieren.
In der digitalisierten Zukunft werden alle Maschinen und die von ihnen produzierten Güter mit Sensoren ausgerüstet sein. Sie kommunizieren ständig und optimieren ihre Abläufe fortlaufend. Nicht nur untereinander, sondern mit anderen Systemen: Produktion, Vertrieb, Entwicklung, Kunden und Lieferanten werden in die vernetzte Welt eingebunden.
Damit die Kommunikation untereinander klappt, muss jedes Bauteil digital erfasst werden. Sensoren in Maschinen und digitale Technologien wie RFID-Chips ebnen den Weg. Die Kommunikation, sei es von Mensch zu Maschine, Maschine zu Lagerbestand, Firma zu Kunde, funktioniert über alle physischen Grenzen hinweg über das Internet (vgl. https://blacklimedesign.de/designblog/was-ist-digitale-transformation/).
Worin liegt der geschäftliche Nutzen? Sehr grob gesagt:
- Geschäftsabläufe können optimiert werden.
- Die Produktivität kann gesteigert werden.
- Starre, fest definierte Wertschöpfungsketten können flexibel und dynamisch
- Völlig neue kundenzentrierte, flexible Geschäftsmodelle, Produktionsverfahren und Produkte können entwickelt werden.
Industrie 4.0: Big Data und die Macht der Algorithmen
Ein wichtiger Prozess der Industrie 4.0 ist das Sammeln, Pflegen und Auswerten von Daten. Dazu gehören Stichwörter wie Big Data und vor allem künstliche Intelligenz (KI). Dabei geht es weniger um Nutzerdaten von Kunden oder Lieferanten als um Produktions- und Prozessdaten. Gerade hier wird das Potenzial der KI enorm unterschätzt. KI schafft es, Daten zu erfassen und auszuwerten, die vorher nicht einmal im Entferntesten möglich schienen.
Leistungsfähige Algorithmen sind das A & O im Big Data Business. Speziell für das IIoT entwickelte Algorithmen analysieren die von Maschinen, Anlagen und Mitarbeitern generierten Daten, um Schwachstellen oder Optimierungspotenziale an Maschinen, Anlagen oder Prozessen ausfindig zu machen. Weitere Unternehmensbereiche, die unmittelbar von Big Data profitieren, sind Marketing und Vertrieb, Qualitäts- und Energiemanagement, Ressourcenplanung, Produktentwicklung und Service.
„If it’s not secure, it’s not safe“ – keine Maschinensicherheit ohne Cybersicherheit
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künstliche Intelligenz,
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Internet der Dinge (IoT, mit dem Internet verbundene Maschinen) und
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Robotik (Mensch-Roboter-Kollaboration ohne trennende Schutzeinrichtungen, Cobots),
KI, Sicherheit und Co: Was sagt der Gesetzgeber?
Die neue Maschinenverordnung soll Sicherheitsrisiken abdecken, die sich aus neuen digitalen Technologien (künstliche Intelligenz, Internet der Dinge, Robotik) ergeben. Die Maschinenverordnung bewegt sich im Rahmen der Sicherheitsziele, die bislang schon vorgegeben waren. Die neuen Themen wie Cybersecurity und künstliche Intelligenz, werden in diesen Rahmen hineingenommen. Das heißt konkret, die Maschinenverordnung hatte bisher in den Sicherheitsbauteilen die funktionale Sicherheit im Blick, die weiterhin beibehalten wird, jedoch ergänzt wird um die Maßnahmen, die durch Cybersecurity-Bedrohungen und neue digitale Techniken entstehen können.
Da dies künftig aber nicht ausreichen wird, hat die EU-Kommission den CRA (Cyber Resilience Act) auf den Weg gebracht, der nach heutigem Stand (April 2024) noch in diesem Jahr in Kraft gesetzt wird.
Durch die zusätzlichen Anforderungen des CRA werden Maschinen- und Anlagenbauern neben der Safety künftig auch Schutzziele wie Verfügbarkeit (Availability), Integrität (Integrity) und Vertraulichkeit (Confidentiality) betrachten müssen.
Insofern passen die neue Maschinenverordnung und die ergänzenden gesetzlichen Vorgaben für die neuen Technologien ganz gut zusammen.
Digitale Transformation im Maschinenbau: Was tun?
Früher oder später wird die digitale Transformation jedes Unternehmen treffen. Die Frage lautet auch hier nicht ob, sondern wann. Nur wer sich frühzeitig damit befasst, hat gute Chancen zu überleben. Dabei gilt es, Industrie 4.0 im eigenen Unternehmen nicht als Revolution anzugehen, sondern sie als Evolution in vielen kleinen Schritten zu begreifen und zu realisieren.
