Industrie 4.0
12.11.2015

Data-driven Services – ein langer Weg, der sich lohnt

Die Flut an Daten, die im Zusammenhang mit der Digitalisierung entsteht, sinnvoll auszuwerten und daraus neue Geschäftsmodelle zu erschließen, ist ein Eckpfeiler von Industrie 4.0. Als Schlagwort wird hier „Data-driven Services“ auf den Plan gerufen. Laut der Industrie-4.0-Readiness-Studie der Impuls-Stiftung beschäftigt sich aktuell aber nur rund ein Drittel der Maschinenbauer mit dem Thema. Vorreiter gibt es auf Hersteller- wie auf der Anwenderseite, zum Beispiel Siemens und Thyssen Krupp Elevator.

Dank intelligenter Datenauswertung mittels Microsoft Azure haben Servicetechniker bei Thyssen Krupp Elevator heute auch auf mobilen Endgeräten Zugriff auf prädiktive Aufzugsdaten und erhalten Vorschläge zur Fehlerbehebung (Bild: Thyssen Krupp)

Ein allgemeines Grundverständnis des Begriffs Indus­trie 4.0 ist wesentlich, um ein Ziel und den Weg dorthin gemeinsam angehen zu können. Die Impuls-Stiftung hat im Zusammenhang mit ihrer Industrie-4.0-Readiness-Studie deshalb vier Dimensionen benannt, in denen sich Potenziale rund um Industrie 4.0 ergeben. Dies sind: Smart Factory, Smart Products, Smart Operations und Data-driven Services. Im Zusammenhang mit letztgenannter Dimension heißt es in der Studie: „Industrie 4.0 zeichnet sich neben dem Einsatz von IKT durch eine grundlegende Neuausrichtung bestehender Geschäftsmodelle aus. Im Fokus steht dabei eine essenzielle Steigerung des Kundennutzens. Zum einen lassen sich traditionelle Geschäftsmodelle digitalisieren, zum anderen besteht die Chance zur Entwicklung neuer Geschäftsmodelle, deren Wertschöpfungsfokus auf der Daten­erhebung und -analyse basiert. Disruptive, innovative Geschäftsmodelle gehen im Rahmen von Industrie 4.0 darüber hinaus und zielen insbesondere darauf ab, bestehende Wertschöpfungsketten aufzubrechen und neue Potenziale zu erschließen. Im Bereich des Maschinen- und Anlagenbaus entwickelten sich so in den letzten Jahren die Angebote der Hersteller vom einfachen Verkauf der Maschinen hin zu hybriden Leistungsbündeln, also dem Angebot von kombinierten Sach- und Dienstleistungen mit gesteigertem Mehrwert für den Kunden. Klassisches Beispiel hierfür sind Wartungsverträge mit der Zusage einer vertraglich festgelegten Anlagenverfügbarkeit beim Verkauf einer Maschine. Daran gekoppelt ist eine Auswertung zu erfassender Maschinen­daten, welche eine vorausschauende Instandhaltung ermöglicht.“

„Wir sehen, dass das Modell, Produkte und Dienstleistungen zusammen anzubieten, immer häufiger angewandt wird“, sagt Dr. Karl Lichtblau, Geschäftsführer des Instituts der deutschen Wirtschaft Köln Consult GmbH, und verweist auf eine Studie von vor drei Jahren: „Damals haben 16?% der befragten Unternehmen hybride Geschäftsmodelle verfolgt, heute sind es 24 %. Parallel konnte nachgewiesen werden, dass sich Unternehmen mit hybriden Geschäftsmodellen am Markt erfolgreicher entwickelt haben. Besonders stark ist dieser Trend im Maschinenbau ausgeprägt.“

Im Bereich Data-driven Services zeigt sich der Maschinen- und Anlagenbau derzeit allerdings noch zurückhaltend. So ergab die Studie, dass die Readiness hier im Vergleich zu den anderen drei Dimensionen am geringsten ist. Konkret hat die Studie ermittelt, dass 64,6 % der Unternehmen heute noch keine Data-driven Services anbieten. Als Hemmschuhe werden genannt: geringe Nutzung der aufgenommenen Daten, schwach ausgeprägte Kundenvernetzung sowie niedriger Umsatz mit Data-driven Services. Auf der „To-do“-Liste steht nun, den Datennutzungsgrad zu erhöhen, datenbasierte Dienstleistungen zu kreieren und die Kundenvernetzung auszubauen.

„Dateneigentum, Datensicherheit und Haftungsfragen sind nur einige Aspekte, die es im Zusammenhang mit Data-driven Services noch zu beantworten gilt. Diese werden innerhalb der Plattform Industrie 4.0 Schritt für Schritt erarbeitet“, nennt der stellvertretende VDMA-Hauptgeschäftsführer Hartmut Rauen mögliche Gründe für die Zurückhaltung. Er verweist parallel auf eine Sonderschau Predictive Maintenance 4.0 im Rahmen der Hannover Messe 2016.

„Nicht jedes Unternehmen ist bereit, sein Geschäftsmodell aufzugeben und ein neues zu verfolgen. Die Veränderung bestehender Geschäftsprozesse erfolgt langsam. Wichtig ist es jedoch, die Sensitivität dahin gehend zu erhöhen, um im Eintrittsfall klug agieren zu können. Dies sehen wir als Aufgabe des VDMA und auch der Studie“, ergänzt Dr. Manfred Wittenstein, Aufsichtsratsvorsitzender der Wittenstein AG und stellvertretender Vorsitzender des Kuratoriums Impuls-Stiftung. Mit kleinen Beispielen aus der Praxis wird dieser Prozess unterstützt, ist er ferner überzeugt.

Im Nachfolgenden haben wir nun zwei Beispiele gelistet, wie Anwender das bereits vorhandene Angebot für sich nutzen und wie Hersteller ihr Sortiment sukzessive in Richtung Data-driven Services ausbauen.

Thyssen Krupp Elevator setzt auf Microsoft Azure

Thyssen Krupp Elevator betreibt weltweit rund 1,1 Millionen Aufzüge. Um seine Business Intelligence sowie die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit seiner Systeme weiter zu steigern, setzt das Unternehmen auf die Vernetzung seiner Aufzüge mit der Cloud: Gemeinsam mit CGI wurde eine Lösung entwickelt, über die mit Micro­soft-Azure-„IoT“-Diensten Tausende Sensoren und Systeme in den Aufzügen mit der Cloud vernetzt werden. Auf diese Weise lassen sich sämtliche Funktionen überwachen – von der Kabinengeschwindigkeit über die Zuladung bis hin zu den Türmechanismen. Diese Daten werden in ein Dashboard einspeist, das auf PC und mobilen Geräten Echtzeit-Erkenntnisse zu KPI liefert. Dabei sind mit einem einzigen Dashboard zwei grundlegende Datentypen kombinierbar: Alarme, die auf dringende Probleme hinweisen, und Ereignisse, die gespeichert und zur Verwaltung genutzt werden. Die Lösung ermöglicht Technikern umgehende Diagnosen und eine hochwertige Echtzeit-Datenvisualisierung. „Wir wollten den Branchenstandard mit einer prädiktiven und präventiven Wartung übertreffen und in unseren Aufzügen höhere Betriebszeiten garantieren“, nennt Andreas Schierenbeck, Vorstandsvorsitzender der Thyssen Krupp Elevator AG, die Motivation, die zur Einführung der neuen Lösung beigetragen hat. Das Ergebnis: Mithilfe der Azure ML von Microsoft erhält Thyssen Krupp Elevator völlig neue Daten über den Betrieb und die Wartung seiner Aufzüge. Das System verfügt über eine intelligente Informationsschleife: Daten von Aufzügen werden in dynamische Prädiktionsmodelle eingespeist, die durch eine nahtlose Integration in Azure fortlaufend Datensätze aktualisieren. Jetzt können die Aufzüge den Technikern sprichwörtlich mitteilen, wie sie zu reparieren sind. Mit über 400 möglichen Fehlermeldungen in sämtlichen Fahrzügen können die Effizienz in diesem Bereich verbessert und die Betriebszeit gesteigert werden.

Siemens kooperiert mit SAP

Neben diesem Anwendungsbeispiel zeigt Siemens, dass auch Anbieter ihr Spektrum rund um Data-driven Services erweitern. So hatte das Unternehmen 2014 unter dem Begriff „Plant Data Services“ erstmals Data-driven Services vorgestellt. Im Rahmen dieser Dienstleistungen werden Maschinen- und Anlagendaten kontinuierlich erfasst, vorverarbeitet und analysiert. Produzierenden Unternehmen soll damit ein spezifischer Mehrwert geboten werden. So ermöglicht es der Service „Asset Analytics“ Unternehmen beispielsweise, die Verfügbarkeit von Maschinen, Produktionslinien oder ganzen Anlagen durch kontinuierliches Online-Monitoring zu erhöhen. Dies geschieht, indem durch intelligente Mustererkennung oder Simulation drohende Störungen weit im Voraus erkannt und frühzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können. Mit dem Energiedatenmanagement-Service „Energy Analytics“ wird zudem der Anlagen­betreiber in die Lage versetzt, die Transparenz von Verbrauchsdaten zu erhöhen und auf diese Weise versteckte Energiesparpotenziale zu heben.

Im März 2015 kündigte das Unternehmen dann den nächsten Schritt an: Den Aufbau einer offenen Cloud-Plattform für Industriekunden. Damit sollte das Angebot der Plant Data Services um die sogenannten Plant Cloud Services erweitert werden. Basierend auf der SAP-Hana-Cloud-Plattform sollte dabei ein offenes IT-Ökosystem entstehen: OEM und Applikationsentwickler können über offene Schnittstellen auf die Plattform zugreifen und sie für eigene Dienstleistungen und Analysen nutzen, beispielsweise zur Online-Überwachung von weltweit verteilten Werkzeugmaschinen, Industrierobotern oder Industrieausrüstung, wie Kompressoren und Pumpen. Für ein hohes Maß an Sicherheit sorgen die verschlüsselte Kommunikation sowie die Nutzung von zertifizierten Datenzentren zur Verarbeitung und Speicherung der Daten. Dabei werden die neuesten Cyber-Security-Technologien verwendet.

Zur SPS IPC Drives stellt Siemens nun die Connector Box vor, ein Simatic-IPC-basiertes Cloud-Gateway, das die einfache und sichere Erfassung und Übertragung von Maschinen- und Anlagendaten in die Cloud ermöglicht. Damit lassen sich beispielsweise Daten von Steuerungen oder Antriebssystemen von Siemens und anderen Anbietern erfassen und übertragen. Diese Funktionalität soll zukünftig auch in den kommunikationsfähigen Produkten des industriellen Siemens-Portfolios integriert werden. Die Daten werden anschließend auf der Cloud-Plattform zur Auswertung bereitgestellt. Zur Analyse bietet Siemens mit dem Visual Analyzer und dem Fleet Manager Webdienste, mit denen Anwender den Zustand von Maschinen und Anlagen beurteilen und optimieren können. Damit wurde der nächste Schritt gegangen, der OEM in die Lage versetzt, die Siemens Cloud for Industry einzusetzen, um selbst Webdienste zu entwickeln. Auf Basis ihrer Maschinendaten können sie somit neue digitale Serviceleistungen entwickeln und anbieten. Bereits heute sind Anlagen an die Cloud-Lösung angeschlossen, beispielsweise im Werkzeugmaschinenbau. So setzt ein Hersteller von Werkzeugmaschinen bereits auf Data-driven Services und überwacht 2.500 weltweit verteilte Maschinen. Dies ermöglicht eine Transparenz über die in­stallierte Basis und neue Servicemodelle, indem der Hersteller beispielsweise nicht (nur) die Maschinen, sondern – mithilfe datenbasierter Instandhaltung – auch deren Verfügbarkeit verkauft.

Weitere Beispiele

Neben Siemens werden in Kürze weitere Unternehmen, darunter Beckhoff und Hilscher, Cloud-Gateways auf den Markt bringen. Mitsubishi Electric bietet ein „IoT“-Gateway übrigens schon länger an. In einem Pilot­projekt bei Intel in Malaysia wird dieses eingesetzt, um die Daten aus der Produktion in einem strukturierten Format an die Cloud weiterzuleiten. Mit einer Data-Analytics-Software konnten dadurch in Summe wertvolle Erkenntnisse aus der Produktion gewonnen und Optimierungsmaßnahmen eingeleitet werden. Insgesamt sparte Intel dadurch in seinem Werk in einem ersten Schritt rund 3 Mio. US-$ ein.

Autor: Inge Hübner
 
www.industrie40-readiness.de

www.siemens.de/cloud-for-industry

 

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