Schätzungen zufolge wird zum Jahr 2025 das Wertschöpfungspotenzial der Industrie 4.0 bis zu 79 Milliarden Euro in zentralen Branchen für den Wirtschaftsstandort Deutschland betragen.1 Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie des BITKOM und prognostiziert für sechs betrachtete Branchen eine jährliche Steigerung von 1,7 Prozent. Doch gerade kleine und mittelständische Unternehmen stehen oft vor der Herausforderung, Nutzen und Rendite von Investitionen in die nötigen Technologielösungen bewerten zu müssen. Als Orientierungshilfe dient die Studie Cyber Physical Systems in der Produktionspraxis der CPS.HUB NRW, einer Innovationsinitiative des Clusters Informations- und Kommunikationstechnologie des Landes Nordrhein-Westfalen. In der Studie werden realisierte Szenarien für Anwendungen in der Industrie 4.0 näher vorgestellt und auf ihren Fortschrittlichkeitsgrad hin bewertet. Auch die ERPII-Lösung APplus von Asseco Solutions wird im Einsatz beim Beschichtungsspezialisten GBneuhaus genauer unter die Lupe genommen. Das Unternehmen konnte mithilfe der Software seine Stückzahlproduktion um 80 Prozent erhöhen.
Die Studie, die in Zusammenarbeit mit dem FIR der RWTH Aachen erstellt wurde, unterzieht die Praxisanwendungen einer Analyse in vier ausgewählten Kriterien. Je nach Umsetzungsgrad im Projekt geben die Ergebnisse Aufschluss über den Grad der Intelligenz der Systeme. Die Analyse erfolgte unter den folgenden Kriterien:
- Grad der Informationsverarbeitung: Sind die Objekte in der Lage, ihre zugeordneten Daten selbst zu verarbeiten und daraus Informationen zu gewinnen? Können sie auf dieser Basis sogar weitergehende Entscheidungen treffen?
- Ort der Informationsverarbeitung: Erfolgt die Informationsverarbeitung zentral oder dezentral in den Maschinen und Objekten?
- Aktorik: Kann ein Objekt auf das System physisch oder prozesstechnisch Einfluss nehmen? Löst es selbst physische Aktionen aus oder interagiert es mit dem Nutzer?
- Sensorik: Ist ein Objekt in der Lage, Prozessparameter über sich selbst zu erfassen? Kann es vielleicht sogar unterschiedliche Werte in Beziehung zueinander setzen?
Prozessoptimierung bei GBneuhaus
Eines der Szenarien aus der Praxis der Industrie 4.0, das auf diese Weise in der Studie untersucht wurde, ist der durch die Asseco-Softwarelösung APplus automatisierte und optimierte Verarbeitungsprozess beim Beschichtungsspezialisten GBneuhaus. Das vom Asseco-Partner N+P Informationssysteme betreute Unternehmen ist unter anderem in der Veredelung von Brennern für Fahrzeugbeleuchtungen mit speziellen Nano-Beschichtungen tätig. Diese Beschichtungen werden durch eine mehrstufige Oberflächenbehandlung erzeugt. Aufgrund der gestiegenen Kundenansprüche hinsichtlich Qualität und Flexibilität und größeren Stückzahlen hat sich GBneuhaus für APplus MES entschieden. Mit der integrierten Lösung von Asseco Solutions und N+P Informationssysteme optimiert das Unternehmen aus Thüringen seine Prozessabläufe. Dabei stand N+P dem Beschichtungsunternehmen mit dem notwendigen Know-how bei der Einführung der Technologie unterstützend zur Seite.
Seitdem werden die Werkstückträger der zu bearbeitenden Werkstücke mit einem hitzegeeigneten Binärcode versehen, der das Einchecken im Fertigungssystem ermöglicht. Im ERP-System kann so der vorliegende Auftrag inklusive der Informationen über Arbeitsablauf und Vorgabewerte mit den einzelnen Prozessschritten der Beschichtung verknüpft werden. Hierzu gehören beispielsweise Wärmebehandlungsöfen, Tauchbäder und Messplätze. Bevor das markierte Werkstück in die Weiterverarbeitung geht, wird es automatisch durch seinen Binärcode identifiziert. Dadurch können sich die Maschinen flexibel an die Auftragsanforderungen hinsichtlich der individuellen Parameter wie Programm, Dauer und Temperatur anpassen. Auch die Ist- und Sollwerte werden überprüft. Werden Abweichungen festgestellt, sortiert das System das Werkstück automatisch als Ausschuss aus, um die gewünschte Qualität des Produkts sicherzustellen. In APplus MES werden alle gesammelten Verarbeitungs- und Prozessdaten, inklusive derer zur Ausschussware, automatisch protokolliert. Somit können diese direkt für weitere Aufgaben wie die Zertifikatsausstellung oder eine Analyse für Prozessoptimierungen zurate gezogen werden. Mit der Lösung von Asseco Solutions konnte GBneuhaus seine Fehlerquote und Doppelbearbeitungen deutlich herabsetzen. Diese Maßnahmen sowie reduzierte Rüst- und Stillstandszeiten haben dem Beschichtungsunternehmen eine Stückzahlerhöhung um 80 Prozent eingebracht.
Höchstwertung für Informationsverarbeitung von APplus
In der FIR-Studie wird das Projekt von GBneuhaus als eines der fortschrittlichen Industrie-4.0-Systeme eingestuft, das basierend auf integrierter Sensorik die automatische Überwachung von wichtigen Prozessparametern ermöglicht. In Bezug auf den Grad der Informationsverarbeitung erhielt das System die Höchstwertung. Ausschlaggebend für die Entscheidung war eine gelungene Kombination: Die beteiligten Objekte gewinnen nicht nur wichtige Informationen aus den Parametern, sondern fällen auf deren Basis auch eigenständig Entscheidungen, wie etwa den Ausschuss eines fehlerhaften Werkstücks aus dem weiteren Verarbeitungsprozess. Die recht ausgereifte Aktorik ermöglicht dem System, physische Aktionen ohne die Beteiligung von Nutzern auszuführen.
Thorsten Reuper
CTO der Asseco Solutions
1 BITKOM & Fraunhofer IAO (2014): Industrie 4.0 Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland, abrufbar unter https://www.bitkom.org/files/documents/Studie_Industrie_4.0.pdf
