Digital Connectivity

Wettbewerbsvorteile aus Daten ziehen

Aus Daten neuartige Wettbewerbsvorteile erzeugen: Nichts weniger verspricht die Digital Transformation in der Industrie. Unverzichtbare Grundlage sind geeignete Kommunikationsstrukturen und -technologien, um die benötigten Informationen aus der Feldebene zur Verfügung zu stellen.
Manfred Kirchberger, Werkleiter bei Siemens Manufacturing Karlsruhe, ist nicht Bange, wenn er über die wachsenden Anforderungen an die Produktion spricht: “Die Komplexität der Produktion steigt immer mehr an, aber mit Hilfe der Digitalisierung können wir die Komplexität gut managen”, sagt er. Dafür gibt es drei Ursachen: breitere Produktportfolios, volatilere Nachfrage und geänderte Kundenerwartung.

Automation weiter optimieren

Die Lösung liegt in einer weiter optimierten Automatisierung von Prozessen, die gleichzeitig ein neues Maß an Flexibilität ermöglicht. Denn ein Hauptgrund für Verzögerungen in der Produktion sind manuelle Eingriffe. Doch die fest verkettete Produktion ist nicht die richtige Lösung, um auch die Flexibilität zu erhöhen. Dafür bedarf es dynamischer Strukturen, die sich adaptiv an das jeweilige Produktionsprogramm und die aktuelle Auslastung anpassen können. In Karlsruhe wird diese Strategie unter dem Namen ‘Matrixproduktion im Fluss’ implementiert, und sie bildet für Kirchberger den wesentlichen Unterschied zwischen einer starren oder flexiblen Automatisierung. Technisch liegt die Antwort in einer dynamischen Verkettung, z.B. durch den Einsatz von selbststeuernden Transportfahrzeugen (Automated-guided vehicles, AGVs), die bedarfsgesteuert unterschiedliche Anlaufpunkte in der Fabrik bedienen. Aber auch KI-gesteuerte Robotik oder additive Fertigungsverfahren wären denkbar. Die Planung des Layouts und der Abläufe in der Fabrik wird ersetzt durch eine Selbstorganisation, die im Wesentlichen auf Kommunikation zwischen allen beteiligten Systemen beruht.

Geeignete Infrastruktur aufbauen

Diese Kommunikation zwischen den Systemen erfordert aber sowohl neue Technologien als auch den Aufbau einer geeigneten Infrastruktur – u.a. für drahtlose Kommunikation. Dabei geht es zum einen um eine leistungsfähige und robuste WLAN-Infrastruktur für den Datenaustausch. Siemens hat beispielsweise seine Industrial WLAN-Netzwerkkomponenten mit Features wie den Profinet Transparent Mode ausgerüstet, wodurch die Projektierung für AGVs vereinfacht wird. Dabei wird auch Industrial 5G eine Rolle spielen. Aber auch Technologien wie Real-Time Locating Systems (RTLS) können helfen, die Lücke zwischen realen und dynamischen Abläufen einerseits und dem digitalen Abbild andererseits zu schließen – automatisch und in Echtzeit. So soll die Simatic RTLS die manuelle Erfassung von Barcodes ersetzen und die Steuerung des Materialflusses ermöglichen. Bei der drahtgebundenen Kommunikation steht die durchgängige Vernetzung über alle Ebenen hinweg im Fokus, die aber gleichwohl den spezifischen Anforderungen in unterschiedlichen Segmenten Rechnung trägt. So steht in der Feldebene noch immer die zuverlässige Echtzeit-Kommunikation zur Steuerung von Maschinen und Anlagen im Fokus. Dabei entstehen zunehmend weitere Datenquellen. Um beide Anforderungen zu erfüllen, bietet die Netzwerk-Technologie Time-Sensitive Networking (TSN) Möglichkeiten für abgestufte Quality-of-Services. So kann ein Teil der Netzwerk-Ressourcen für die Echtzeit-Kommunikation reserviert werden, während andere Dienste auf niederprioren Ebenen laufen können. Auf den höheren Netzwerk-Ebenen steht dann vor allem die Ausfallsicherheit im Vordergrund, z.B. durch den Einsatz von redundanten Netzwerkstrukturen auf Basis des Media Redundancy Protocols (MRP) und den Scalance X-400 und X-500 Switches. Die Datensicherheit ist ebenfalls von höchster Wichtigkeit und wird z.B. durch Scalance SC-600 Industrial Security Appliances realisiert. Für Manfred Kirchberger ist die digitale Transformation des Karlsruher Werks eine Erfolgsgeschichte. “Wir konnten deutliche Produktivitätsfortschritte erzielen – auf Basis der Digital Connectivity”, zeigt sich Kirchberger zufrieden.

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