M2M im Internet der Dinge: IT trifft Industrie 4.0

Industrielle Prozesse werden neu gedacht und die Informationslücke zwischen „realer“ und „virtueller“ Welt minimiert. Eine wichtige Rolle spielen dabei auch SAP-Lösungen, mit denen sich für das Internet der Dinge Geschäftsprozesse umgestalten lassen. Die Redaktion sprach mit Prof. Dr. Uwe Kubach, Vizepräsident und Chief Evangelist Internet of Things bei SAP.

(Bild: fotolia_NicoElNino)

M2M ist ein altbekanntes Schlagwort, ebenso wie die Vernetzung der Produktion nicht ganz neu ist. Was ist aus Ihrer Sicht das wirklich Neue an Industrie 4.0?

Dr. U. Kubach: Industrieunternehmen nutzen in der Tat schon seit etwa 15 Jahren Fernwartung, RFID-Tracking und vieles andere mehr, um Produktionsabläufe sowie die damit verbundenen und dabei anfallenden Daten zu gewinnen und zu verarbeiten. Konnektivität untereinander in allen Bereichen gibt es auch schon lange. Was sich jetzt dramatisch ändert, ist die Vereinheitlichung der Technologien bei der Kommunikation. Über das Internet und das IP-Protokoll wird alles abgewickelt. Niemand zweifelt mehr am Einsatz dieser Technologien und Standards. Erreicht wurde, dass – zumindest theoretisch – jedes Gerät mit jedem anderen und mit jedem System kommunizieren kann. Was die Standardisierung angeht, sind allerdings noch einige Hausaufgaben zu erledigen. Es gibt vielerlei Standards und Protokolle auf unterschiedlichen Ebenen, die vereinheitlicht werden müssen, damit auch untereinander kommuniziert werden kann und beliebige Daten untereinander ausgetauscht werden können.

Ein Beispiel: Für einzelne Applikationen, wie Silos, Container und Trucks zum Transport, wird keine eigene Anwendungssoftware benötigt. Im Internet der Dinge werden alle Assets mittels Standardisierung unabhängig von der Informationsquelle und der entsprechenden Infrastruktur in einer Device-Cloud abgelegt. Daten aus unterschiedlichen Quellen werden verwendet und miteinander verknüpft. Aus der somit sehr viel größeren und breiteren Wissensbasis kann jede Applikation alle benötigten Daten gewinnen. Dazu werden einheitliche Datenstrukturen benötigt.

Untrennbar verbunden mit Industrie 4.0, Internet of Things und Internet of Services sind neue Geschäftsmodelle. Welche neuen disruptiven Geschäftsmodelle sehen Sie durch Industrie 4.0 ermöglicht?

Dr. U. Kubach (Bild rechts, Quelle: SAP): Es tut sich tatsächlich Einiges. Allerdings liegt ein großes Potenzial auch in der Optimierung bestehender Geschäftsmodelle, um letztlich kosteneffizienter zu arbeiten, nicht nur in ganz neuen Geschäftsmodellen. Die Digitalisierung der Prozesse eröffnet ganz neue intermediäre Möglichkeiten. So bieten Hersteller – etwa im Maschinen- und Anlagenbau – Digitale Services an. Das sind zum Beispiel die Fernwartung oder die Gewährleistung einer 24-Stunden-Verfügbarkeit.
Das Internet der Dinge lässt solche flexiblen Angebote entstehen. Die fortwährende Erfassung der Betriebsdaten ermöglicht zum Beispiel, Service- und Wartungsintervalle genauer zu planen und diese Services zudem sehr viel flexibler abzurechnen und in Echtzeit anzubieten. Ein Servicetechniker weiß zum Beispiel im Bedarfsfall sofort, welches Ersatzteil benötigt wird. Ein Wartungsvertrag wird nicht mehr mit monatlich fixen Beträgen abgerechnet, sondern nur noch je Einsatzfall. Hier entstehen dann neue Geschäftsmodelle.

Können Sie dafür Beispiele nennen?

Dr. U. Kubach: Das Unternehmen Käser Kompressoren – eines unserer Kunden – bietet ein Abrechnungsmodell nach Kubikmetern Luft, die beim Kunden produziert wird, an. Der Kunde hat den Kostenvorteil: der Kompressorhersteller bietet hohe Flexibilität. Ein weiteres Beispiel ist ein Staplerhersteller, der seine Flotten zum Leasen anbietet und nach „Pay per load“ abrechnet. Was Carsharing für den privaten Bereich bedeutet, setzt sich zunehmend auch im B2B-Bereich durch.
Bei all diesen Modellen müssen Daten gesammelt werden. Die große Menge der gewonnenen Daten kann zum Beispiel zur Optimierung des Maschineneinsatzes führen. Im Zusammenhang mit der besseren Planung von Wartungseinsätzen ergeben sich so weitere Vorteile.

Sie haben viele Anwender aus mittelständischen Unternehmen. Erläutern Sie uns doch bitte, wie Projekte im Internet der Dinge bei solchen Unternehmen umgesetzt werden?

Dr. U. Kubach: Im Bereich Industrie 4.0 ist tatsächlich der Mittelstand – und damit immerhin 70 % bis 80 % der deutschen Industrie – besonders wichtig. Wir stellen hier eine gewisse Angst vor Veränderung fest. Das Schlagwort „Industrie 4.0“ ist bekannt: Viele haben das Gefühl, etwas tun zu müssen, wissen aber nicht genau was. Hier muss klar herausgestellt werden, was denn der Wertetreiber ist und wie sich bestehende Prozesse optimieren lassen. Unter dem Motto „Think big, start small“ und einem schrittweisen Ausbau haben wir bisher gute Erfolge für den Mittelstand erzielen können. Bei Käser Kompressoren sind wir auch so gestartet: Zuerst wurden die Wartungsprozesse optimiert. Nach und nach haben wir in den verschiedenen Ebenen durch Erfassen, Sammeln und Auswerten der anfallenden Daten Transparenz geschaffen, was dann schließlich zu dem bereits erwähnten neuen Modell „Abrechnung pro Kubikmeter Luft“ geführt hat.

Erste Schritte sind immer eher technisch. Ein erster Geschäftsprozess kann als Pilotprojekt optimiert werden und wenn dort die Technologie etabliert ist, lässt sich das Modell erweitern und auf immer mehr individuelle Prozesse anwenden. So wäre letztlich das Geschäftsmodell für den Mittelständler weniger disruptiv, sondern vor allem evolutionär.

Wie ermöglichen Big Data und die Cloud den digitalen Wandel? Oder konkret: Wie wird die Hana-Plattform vorhersagende Empfehlungen bereitstellen?

Dr. U. Kubach: Neben der Konnektivität sind Big Data und die Cloud sicher die Schlüsseltechnologien für den digitalen Wandel. Big Data ist die Schlüsseltechnologie, um kosteneffizient große Datenmengen zu speichern. Man sammelt zunächst alle Daten über einen längeren Zeitraum und analysiert sie dann nach bestimmten Algorithmen, um so Muster zu identifizieren, die wiederum Rückschlüsse etwa auf Ausfallwahrscheinlichkeiten geben – ein immenser Vorteil. Die Cloud ist dann dazu da, Betriebskosten zu minimieren. Mittels Cloud werden Systeme und Software ständig angepasst. Software-Releases müssen nicht mehr aufgespielt werden. Außerdem kann hochflexibel zum Beispiel auf saisonale Anforderungen reagiert werden.

Um an die Daten aus dem Shop Floor zu kommen, geht SAP momentan Partnerschaften mit diversen IoT-Gateway-Firmen ein. Welche Strategie steht dahinter?

Dr. U. Kubach: Kein Unternehmen kann heute weltweit alle Kompetenzen alleine anbieten, insbesondere auch nicht für Industrie 4.0. Wir haben daher schon sehr früh begonnen, Kernkompetenzen zu identifizieren und mit Partnern zusammenzuarbeiten. Der Anwender will einen Ansprechpartner für seine Applikationen und Services. Deshalb sind die sogenannten Ecosystems und Partnerschaften so wichtig.

Bitte erläutern Sie uns die Idee vom digitalen Zwilling und stellen uns kurz Ihr neues Netzwerk für den digitalen Zwilling, das Asset Intelligence Network (AIN), vor.

Dr. U. Kubach: Der digitale Zwilling ist ein Datenmodell, mit dem ein physikalisches Asset virtuell als Datenmodell abgebildet wird. Die Sensorik des Geräts aktualisiert den digitalen Zwilling automatisch und der Anwender hat zu jeder Zeit einen Einblick in den aktuellen Betriebszustand der Geräte und der Anlage.

Das AIN ist eine darauf aufbauende Anwendung, ein Geschäftsnetzwerk, in dem wir diese digitalen Zwillinge verwalten und verfügbar machen. Der Dienstleister, der Betreiber und der Hersteller arbeiten dann alle auf und mit einem Modell, allerdings mit unterschiedlichen Zugriffsrechten. Die Echtzeittransparenz und der immer aktuell gehaltene Datenstand bieten immense Vorteile hinsichtlich Verfügbarkeit, Wartung und Service.

www.sap.com

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