Data for New Business Models
14.09.2016

Japan und Asien als Impulsgeber

Um Produktionsstandorte angesichts des zunehmenden weltweiten industriellen Wettbewerbs langfristig zu sichern, verfolgen Länder unterschiedliche Ansätze. Die USA haben beispielsweise mit dem Industrial Internet Consortium (IIC) ein nationales Netzwerk für Fertigungsinnovation ins Leben gerufen. Genauso zielt das EU-Förderprogramm Horizont 2020 (unter anderem) auf eine wettbewerbsfähige Wirtschaft ab. Zusätzlich gibt es entsprechende Initiativen in nahezu jedem EU-Land. Deutschland verfolgt dabei die Vision der Industrie 4.0.

In der Fertigungsstraße der Leistungsschalter-Produktion von Mitsubishi Electric im japanischen Fukuyama Works sorgen insgesamt mehr als 90 Industrieroboter für hohe Qualität und Flexibilität in der Produktion (Quelle: Mitsubishi Electric Corporation)

Und was hat Asien in dieser Hinsicht zu bieten, insbesondere Japan – ein Land, das in der Vergangenheit häufig Vorreiter für industrielle Optimierungen war? Ursprünglich aus der japanischen Automobilproduktion stammende Konzepte und Prinzipien haben sich weltweit und branchenübergreifend durchgesetzt, beispielsweise das Toyota-Produktionssystem (TPS), Lean Management, Total Productive Maintenance (TPM), Jidoka (intelligente Automation) mit Andon (visuelles Management), Poka Yoke (Fehlervermeidung und -vorbeugung) oder Just-in-Time mit Kanban (Pull-System).

Safety & Security bei zunehmender Vernetzung

Mit den Olympischen Spielen im Jahr 2020 kommt aus Japan ein Impulsgeber der etwas anderen Art. Betrachtet man die technischen Höchstleistungen, die mit einer solchen Großveranstaltung einhergehen, wird der Zusammenhang zur industriellen Weiterentwicklung ersichtlich. Dazu gehören auch Sicherheitsvorkehrungen der Superlative – sowohl in der realen Welt als auch im Cyberspace.

Besonderes Augenmerk liegt in Japan beim Thema Sicherheit auf dem dort weit entwickelten Smart Grid. In dem intelligenten Stromnetz nimmt die Vernetzung der einzelnen Akteure zum Internet der Dinge (Internet of Things, „IoT“) stetig zu und immer mehr Daten werden in der Cloud gespeichert. Entsprechend wichtig ist der Schutz vor Angriffen von außen.

Der Schutz vor unerwünschten in- und externen Systemzugriffen ist aber nicht nur im Smart Grid, sondern für alle intelligenten, vernetzten Systeme relevant. Das gilt ebenso in der Produktion einer „Smart Factory“ im Sinne der Industrie 4.0, in der Komponenten und Maschinen über das „IoT“ miteinander kommunizieren. Daher ist es von eminenter Bedeutung, die Produktionsinfrastrukturen vor ungebetenen Zugriffen zu schützen.

Streben nach kontinuierlicher Verbesserung

Der neueste Produktionsoptimierungsansatz aus Japan nennt sich Monozukuri, zusammengesetzt aus „mono“ (Waren) und „tsukuru“ (Fertigung). Er baut auf der allgemein in Japan geltenden Kaizen-Philosophie auf. Dahinter steht die Idee der Optimierung der Fertigung mit dem Ziel, einwandfreie Waren effizient herzustellen und die Kundenerwartungen zu übertreffen. Die nachträgliche Verbesserung der Produkte, zum Beispiel durch Methoden der schlanken Fertigung, ist weniger effektiv und daher nicht erstrebenswert.
Monozukuri sieht die Integration von Technologie und Produktion in der Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Bereichen der Unternehmensorganisation vor. Dabei ist häufig eine umfangreiche Digitalisierung Vo­rausset­zung. Zu den Maßnahmen im Rahmen von Monozukuri gehören zum Beispiel die Verbesserung der Schnittstelle zwischen Entwicklung und Produktion, die Durchführung von Prozessaudits und die Weiterleitung von Qualitätsdaten an die Konstruktion. Damit kommt Monozukuri dem Grundgedanken der deutschen Indus­trie 4.0 sehr nahe, die im Prinzip ebenfalls eine verbesserte Produktion über eine durchgehende Vernetzung im „IoT“ anstrebt.

Beispiele aus der Praxis

In Asien finden sich bereits Beispiele für die erfolgreiche Umsetzung hoch vernetzter, intelligenter Systeme im Sinne von Industrie 4.0. So hat Intel zusammen mit Mitsubishi Electric und Partnern der „e-F@ctory Alliance“ die Fertigung in einer Chipfabrik in Malaysia mittels „IoT“ optimiert. Die „Big Data Analytics“-Lösung erfasst umfangreiche Produktionsinformationen, sammelt sie in der Cloud und erlaubt eine effektive Auswertung und Analyse. Auf diese Weise konnten Kosteneinsparungen in Höhe von mehreren Millionen US-Dollar erzielt, eine vorausschauende Wartung eingeführt und die Produktivität gesteigert werden [1].

Mit dem Einsatz der eigenen Automatisierungssysteme in der Servomotoren-Produktion, basierend auf dem „e-F@ctory-Konzept“ [2] am Standort Nagoya Works, Japan, kann Mitsubishi Electric die konkreten Vorteile seiner Technologien auswerten und gleichzeitig neue Optimierungskonzepte prüfen. Nach dem Poka-Yoke-Prinzip gilt in Nagoya Works die Null-Fehler-Produktion. Die Linie wird daher permanent überprüft. Intelligente Sensoren erfassen alle relevanten Daten, die in Echtzeit ausgewertet und hinsichtlich Toleranzen analysiert werden. Ferner erfolgt über Aktuatoren die Freigabe der richtigen Teile zur Montage. So wird höchste Produktqualität sichergestellt.

Industrieroboter bringen Qualität und Flexibilität in die Produktion. Robotertechnik aus Asien ist führend und für Europa Vorbild in punkto Technik, aber auch hinsichtlich der Integration im Werk. So ist es nicht verwunderlich, dass die japanische Regierung 2015 die Robot Revolution Initiative (RRI) ins Leben gerufen hat. Die RRI hat zu den Industrie-4.0-Ansätzen noch die künstliche Intelligenz von Robotern zum Ziel, um hier eine weltweite Führerschaft zu erlangen.

Die Roboterdichte, das heißt die Anzahl der Roboter pro 10?000 Beschäftigte, gilt als Maß für den Automatisierungsgrad. Laut der Roboter-Weltstatistik 2016 der International Federation of Robotics (IFR) [3] weist Deutschland im europäischen Vergleich bereits eine hohe Roboterdichte auf, die allerdings von Korea und Japan übertroffen wird. China ist der am schnellsten wachsende Robotermarkt. Auch hier setzt Asien Impulse.

Blick über den Tellerrand

Das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) betrachtet alle Aspekte der Produktion. Es ermöglicht die überschaubare Darstellung von Aufgaben und Abläufen und damit eine zielgerichtete Diskussion (Quelle: Mitsubishi Electric B.?V.)

 

Gleichzeitig beobachten asiatische Länder die Entwicklungen rund um die Plattform Industrie 4.0 und das IIC sehr genau und suchen teilweise politische Nähe zu den Initiativen. Nicht zuletzt war China Partnerland der diesjährigen Cebit. Insbesondere die ganzheitliche Betrachtungsweise der deutschen Plattform Industrie 4.0 durch das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) sorgen für hohes Interesse von außerhalb. RAMI 4.0 basiert auf bereits existierenden Normen und ermöglicht die überschaubare Darstellung von Auf­gaben und Abläufen sowie letztlich eine zielgerichtete Diskussion.

Japan und Deutschland verfolgen ähnliche Ansätze. Daraus könnten zahlreiche Synergieeffekte entstehen: Beides sind Hochlohnländer, exportgetrieben, müssen sich also flexibel an Marktanforderungen anpassen, haben nur wenige Rohstoffvorkommen und verfügen über vergleichbare organisatorische Strukturen und Institutionen, wie das Control System Security Center (CSSC) in Japan und das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) in Deutschland. Dabei bauen sie auf die Hilfe des Internet, der Cloud und anderer moderner Technologien. Zudem verfolgen die Industrial Value Chain Initiative [4] der japanischen Wirtschaft und die RRI ähnliche Ziele wie RAMI 4.0. Hier sind zum Beispiel die Betrachtung und Simulation von Abläufen in der Logistik und der Produktion hervorzuheben.

Es ist begrüßenswert, dass sich viele große Automatisierungsanbieter in verschiedenen führenden Organisationen an der Erarbeitung von Lösungen beteiligen, um den Herausforderungen in der modernen Produktion zu begegnen.

Impulse nutzen, Synergien schaffen

Die Idee der Industrie 4.0 lässt sich auf nahezu alle Bereiche der Fertigung übertragen. Grundlage sind einheitliche Kommunikationsstandards im Rahmen zunehmender Digitalisierung im Internet der Dinge und Dienste (Bild: Mitsubishi Electric B.?V.)

Olympische Spiele haben in vielen Städten die wirtschaftliche und technologische Entwicklung vorangetrieben und sich oft nachhaltig positiv ausgewirkt, beispielsweise in Seoul, Barcelona oder Peking. Bis zu den Spielen in Tokio 2020 sind es noch einige Jahre und welche Entwicklungen letztlich von Dauer sein werden, bleibt abzuwarten. Klar ist, dass gerade in einem technologisch hoch innovativen Land wie Japan das richtige Klima herrscht, um auf dem multimedialen Nährboden einer weltweiten Großveranstaltung wie den Olympischen Spielen zu Zeiten der digitalen (R)evolution einschneidende Fortschritte zu erzielen, die langfristig die technologische Entwicklung auch im industriellen Bereich verändern werden. Neue Impulse für Zukunfts­trends, wie „IoT“, Big Data oder Cyber Security, werden aus Asien kommen. Monozukuri ist ein erster Schritt. Re­gionen übergreifende Kooperationen zwischen den entsprechenden Initiativen in Asien, Europa und Nordamerika können den Weg für umfassende zukunftsweisende Veränderungen ebnen.

 

Autor: Thomas Lantermann ist ­Senior Business Development Manager bei Mitsubishi
Electric Europe B.?V.

 

Literatur

[1] Intel: Optimizing Manufacturing with the Internet of Things. Whitepaper, 2014. 

[2] „e-F@ctory Alliance“: https://de3a.mitsubishielectric.com/fa/de/solutions/efactory

[3] Roboter-Weltstatistik 2016. International Federation of Robotics (IFR): www.worldrobotics.org

[4] Industrial Value Chain Initiative: http://www.iv-i.org (Die Informationen auf der Webseite lagen zum Zeitpunkt des Artikels nur in japanischer Form vor. Unverbindliche Übersetzung zur Erläuterung: Industrial Value Chain Initiative: Diese japanische Initiative beschreibt die Optimierungsmöglichkeiten in der Produktion und Logistik durch das „IoT“.)

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„Eine Branche im Umbruch: Anwender fordern in aller Deutlichkeit kostensenkende, flexible und offene Automatisierungslösungen sowie Durchgängigkeit vom Sensor bis zum Management“ – dieser Grundanspruch hat sich über die letzten 20 Jahre nicht geändert, aber die Dimensionen, die neue Technologien mit sich bringen, lassen die Industrie 4.0 Wirklichkeit werden. Immer im Mittelpunkt dabei: Daten – das viel gepriesene Öl des 21. Jahrhunderts. Die Grundidee der vertikalen Integration bleibt, nur das Wording ändert sich heute.

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