Eine Studie der Management- und Technologieberatung BearingPoint zeigt: Industrie 4.0 ist für das produzierende Gewerbe in Deutschland weiterhin von großer Bedeutung. Über 81 Prozent der befragten Unternehmen planen, in den kommenden Jahren in die Digitalisierung zu investieren (Stand: Januar 2024). Wer also jetzt nicht mitzieht, wird schon bald das Schlusslicht bilden.
Für viele mittelständische Unternehmen stellt die digitale Transformation jedoch eine gewaltige Herausforderung dar. Fachkräftemangel, fehlende finanzielle Mittel und die Komplexität des Themas machen den Einstieg schwer. Wir haben uns daher einmal angeschaut, wie Ihnen ein passendes ERP-System den Weg zu Industrie 4.0 ebnen kann. Und geben Ihnen Tipps, wie Sie die Mammutaufgabe Schritt für Schritt erfolgreich meistern.
Was bedeutet Industrie 4.0?
Der Begriff Industrie 4.0 beschreibt die durchgängige Digitalisierung der industriellen Produktion. Im Zentrum stehen die intelligente Vernetzung und Selbststeuerung von Maschinen und Produktionsanlagen mithilfe zukunftsweisender Informations- und Kommunikationstechnologien. Zu den Kerntechnologien zählen etwa das Internet of Things (IoT), künstliche Intelligenz (KI) und Big Data.
Heute beschränkt sich die Digitalisierung jedoch nicht mehr nur auf den Bereich der Produktion. Vielmehr kommen digitale Technologien gegenwärtig in allen Unternehmensbereichen sowie entlang der gesamten Lieferkette zum Einsatz. Sie treiben die Entwicklung innovativer Geschäftsmodelle voran und machen den Weg für neue Dienstleistungsangebote frei. Daher ist mittlerweile weniger von Industrie 4.0 als vielmehr von digitaler Transformation die Rede.
Das ERP-System: Der Schlüssel zur Smart Factory
Ein Ziel, das in Zusammenhang mit Industrie 4.0 häufig genannt wird: Die sogenannte Smart Factory. Mit dieser intelligenten Fabrik ist ein digital vernetzter Produktionsprozess gemeint, der eine flexible und reaktionsschnelle Fertigung individualisierter Produkte zu den Kosten der Massenproduktion erlaubt. Mithilfe von Automatisierung, Datenanalyse und Echtzeitkommunikation überwacht und optimiert die Smart Factory ihre Abläufe selbständig.
Bei der Realisierung dieser autonomen Fabrik der Zukunft spielt das ERP-System eine entscheidende Schlüsselrolle. Ihm kommen zwei wichtige Funktionen zu:
1. Das ERP-System als Datendrehscheibe
Eigenständige Entscheidungen treffen und Objekte steuern kann die Smart Factory nur dann, wenn genügend Daten vorhanden sind. Und zwar viele Daten – genauer gesagt Big Data. Für die Integration dieser Daten bedarf es einer geeigneten IT-Landschaft, in deren Zentrum ein passendes ERP-System steht. Als zentrale Datendrehscheibe bietet die ERP-Lösung die notwendige Infrastruktur, um Daten zu integrieren, Prozesse zu automatisieren und innovative Technologien zu vernetzen.
2. Das ERP-System als zentraler Kommunikationsknoten
In einer smarten Fabrik tauschen Maschinen und Produktionsanlagen Informationen untereinander aus, um den Ablauf eines Fertigungsauftrags automatisch abzuwickeln. Voraussetzung für solch eine smarte Kommunikation ist die Kopplung aller involvierten Systeme über klar definierte Standards. Da die Standards smarter Objekte jedoch domänenübergreifend meist nicht kompatibel sind, muss die Kommunikation über einen zentralen Vermittlungsknoten laufen: das ERP-System, das ja bereits mit einer Vielzahl von Unternehmensbereichen verknüpft ist.
Ohne smarte ERP-Funktionen keine smarte Fabrik
Eine moderne ERP-Softwarelösung ist also eine Grundvoraussetzung für einen erfolgreichen Start in die Industrie 4.0. Darüber hinaus bringt sie weitere Funktionen mit, die für die digitale Transformation von zentraler Bedeutung sind:
- Echtzeit-Analyse
ERP-Systeme erfassen und verarbeiten Daten aus Produktionsmaschinen, Sensoren und anderen Quellen in Echtzeit. Sie sind in der Lage, große Datenmengen mithilfe von Analysewerkzeugen auszuwerten, zu interpretieren und in Dashboards übersichtlich darzustellen. - Automatisierung
Moderne ERP-Systeme automatisieren Routineaufgaben wie die Verarbeitung von Bestelldokumenten oder die Verwaltung von Lagerbeständen. Sie erstellen zudem flexible, benutzerdefinierte Workflows, die sich an geänderte Geschäftsanforderungen anpassen. - Künstliche Intelligenz (KI)
KI-gestützte ERP-Systeme treffen auf Basis historischer Daten und Trends Vorhersagen – etwa über die zukünftige Nachfrage und die erforderlichen Lagerbestände. Maschinelles Lernen ermöglicht die automatisierte Optimierung und kontinuierliche Anpassung von Arbeitsabläufen. - Mobile ERP
Im Idealfall sind ERP-Systeme auf mobilen Endgeräten wie Smartphones und Tablets nutzbar, sodass auch unterwegs Entscheidungen in Echtzeit möglich sind. Ein benutzerfreundliches Design erleichtert dabei den Zugang zu komplexen Daten und Prozessen. - Kollaborations- und Kommunikationsfunktionen
ERP-Software unterstützt die Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Abteilungen durch gemeinsame Datenplattformen und Tools. Da alle Daten an einem zentralen Ort gespeichert sind, können Teams gemeinsam an Projekten arbeiten. - Sicherheitsfunktionen
Starke Sicherheitsfunktionen, die sensible Unternehmensdaten schützen, sind unverzichtbar. Hierzu zählen ein effektives Berechtigungsmanagement, eine sichere Datenverschlüsselung und mehrstufige Authentifizierung. Zudem unterstützen ERP-Systeme Unternehmen bei der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.
Ran an die Umsetzung: Drei Anwendungsbeispiele für den Einstieg
Die Theorie ist ja schön und gut. Doch mit welchen Maßnahmen können Sie die Mauer zur Smart Factory in der Praxis durchbrechen? Unser Tipp: Fangen Sie mit kleinen Schritten an, anstatt das Projekt als Big Bang aufzuziehen. Folgende Anwendungsbereiche sind geradezu ideal für den Einstieg:
1. Smart Manufacturing: Genaue Steuerung von Produktionsprozessen
In der Smart Factory sind Maschinen und Produktionsanlagen durch das Internet of Things (IoT) miteinander verbunden und kommunizieren ständig miteinander. Dadurch werden Informationen in Echtzeit gesammelt und ausgetauscht, sodass sich Produktions- und Lieferprozesse präzise steuern und überwachen lassen. Sollte es zu Lieferausfällen kommen oder unerwartet viele Bestellungen eintreffen, können Sie umgehend reagieren.
Zudem ermöglicht die Vernetzung die Automatisierung der Nachschubsteuerung. Das System erkennt selbständig, wenn Komponenten oder Werkstoffe zur Neige gehen, und bestellt diese ohne das manuelle Eingreifen eines Menschen rechtzeitig nach.
Praxistipp:
Möglich ist Smart Manufacturing nur dann, wenn Sie Ihr Lager zuvor mit Sensoren ausgestattet haben. Diese Sensoren messen den realen Lagerbestand und geben ihn in Echtzeit an das ERP-System weiter. Beispielsweise könnte eine mit Schrauben gefüllte Kiste autonom den aktuellen Füllstand messen. Oder ein Regal meldet per RFID-Kommunikation, wie viele Ersatzteile auf ihm liegen.
Dazu müssen Sie die Funktionalität der ERP-Software nicht einmal aufwendig anpassen. Was Sie verändern, ist nicht die Warenwirtschaft selbst, sondern die Art und Weise, wie Informationen in das System gelangen – nämlich über Sensoren statt über manuelle Eingaben.
Zwar können die meisten ERP-Systeme den Lagerbestand standardmäßig verwalten und Alarm schlagen, wenn Materialien bald aufgebraucht sind. Je nach Schnittstellen und Konfiguration kann die Software sogar automatisch Material nachbestellen. Allerdings basiert die ERP-gestützte Warenwirtschaft nach wie vor auf dem Gegenrechnen von Einkauf und Verbrauch, nicht auf dem tatsächlichen Lagerbestand. In der Praxis ist das nicht unbedingt realistisch, denn es kann immer zu ungeplantem Schwund kommen.
Die Vorteile von Smart Manufacturing:
- Flexible Anpassung von Produktion- und Logistikprozessen
- Schnelle Lösungsfindung, etwa durch Erhöhung der Produktionsmenge
- Steigerung der Effizienz durch Automatisierung
- Kostenreduktion durch optimierte Ressourcennutzung und weniger Ausfallzeiten
2. Predictive Maintenance: Vorausschauende Wartung
Wenn Sie Ihre Maschinen und Produktionsanlagen mit Sensoren ausstatten, können Sie die Leistung und den Verschleiß in Echtzeit messen. Von Bedeutung sind hierbei alle Parameter, die den Zustand einer Maschine beeinflussen – etwa die Umgebungstemperatur, Vibrationen und Betriebsstunden. Durch die Analyse der gesammelten Daten lässt sich eine drohende Störung vorhersagen und der optimale Zeitpunkt für die nächste Wartung relativ genau berechnen.
Praxistipp:
Dank Predictive Maintenance können Sie zum Beispiel ein Verschleißteil an einem Schweißroboter austauschen, bevor es ausfällt und die Produktion lahmlegt. Zudem müssen Sie sich nicht an unrealistisch vorgegebene Wartungsintervalle halten, sondern führen die Instandhaltung einfach nach Bedarf durch.
Im Gegensatz zum Smart Manufacturing ist Predictive Maintenance allerdings etwas aufwändiger zu realisieren. Zusätzlich zu den Sensoren benötigen Sie eine cloudbasierte IT-Infrastruktur, welche die gemessenen Daten sammelt und per Algorithmus verwertet.
Die Vorteile von Predictive Maintenance:
- Reduktion von Wartungs- und Produktionskosten
- Vermeidung von Ausfallzeiten und Steigerung der Produktivität
- Verlängerte Lebensdauer von Maschinen durch frühzeitige Reaktion auf Abnutzungserscheinungen
- Effizientere Ressourcennutzung
3. Supply Chain Management: Optimierung von Lieferketten
Die Smart Factory bietet durch die intelligente Vernetzung transparente Prozesse über die gesamte Lieferkette hinweg und befindet sich in einem Zustand der stetigen Selbstbeobachtung. Dadurch können Unternehmen Lieferanten, Bestände und Bestellungen in Echtzeit überwachen. Ebenso lassen sich Transportwege, Lagerprozesse und Distributionsnetzwerke optimieren. Engpässe und Produktionsstillstände gehören damit genauso der Vergangenheit an wie die ineffiziente Planung von Transporten.
Praxistipp:
Die Echtzeit-Überwachung von Gütern, Gegenständen und Lieferfahrzeugen spielt für eine störungsfreie Lieferkette eine große Rolle. Dies erreichen Sie durch Asset Tracking: Fernüberwachungssysteme verfolgen und lokalisieren mit QR-Codes oder IoT-Sensoren ausgerüstete Objekte auf Basis von Mobilfunkstandards und GPS-Daten.
Mit eSIMs ausgestattete Geräte senden Informationen, die über die Cloud abrufbar sind. Durch Geofencing-Zonen sind Diebstähle oder das generelle Abhandenkommen von Gegenständen leicht zu verhindern. IoT-gestütztes Asset Tracking kann Ihnen also helfen, Ihre Kapazitäten effizienter zu nutzen, Betriebsabläufe zu verbessern und stets den Überblick über ihre Smart Factory zu behalten. Damit stellen Sie nahtlose Abläufe entlang der gesamten Lieferkette sicher.
Die Vorteile im Bereich Supply Chain Management:
- Frühzeitiges Erkennen von Störungen entlang der Lieferkette
- Kostenreduktion durch bessere Koordination zwischen Zulieferern und Herstellern
- Effiziente Planung durch die ständige Verfügbarkeit von Statusinformationen
- Einfache Überwachung von Compliance-Anforderungen
Fazit
Als Gesamtpaket betrachtet, mag Industrie 4.0 einschüchternd sein – aber für sich gesehen ist jeder Abschnitt machbar. Am besten ist es, wenn Sie sich dem digitalen Wandel langsam nähern. Bereits heute können Sie Ihr ERP-System dazu einsetzen, Teilbereiche der Industrie 4.0 zu realisieren und erste Erfolge zu feiern.
Durch die schrittweise Realisierung digitaler Prozesse steigern Sie nach und nach die Effizienz, Flexibilität und Nachhaltigkeit Ihres Unternehmens. Sie schaffen die Grundlage für eine zukunftsfähige Produktion, die schnell und agil auf Marktanforderungen reagieren kann. Die digitale Transformation ist ein Weg, der sich lohnt – gehen Sie ihn!
Whitepaper zu Industrie 4.0
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