Unternehmen müssen ihre Fertigungssysteme weiterentwickeln, um sogenannte datengetriebene, durchgängig adaptive Abläufe zu unterstützen, bei denen Systeme automatisch sowohl auf bekannte als auch auf neue Szenarien reagieren.
Doch das ist leichter gesagt als getan. Während Hersteller bestrebt sind, auf dem Weg zu adaptiven Abläufen voranzukommen, werden sie durch die traditionelle und siloartige Architektur ihrer Fertigungssysteme behindert. Diese Architektur beschränkt Anwendungsfälle, die über einzelne Anlagen und eine einzige Funktion hinausgehen, und ermöglicht weder die Erfassung und Integration noch die Analyse großer Mengen an Daten.
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Wie digitale Zwillinge helfen können
Daher erhält das Konzept der digitalen Zwillinge bei Führungskräften in der Fertigungsindustrie zunehmend Aufmerksamkeit.
Im Zentrum des digitalen Zwillings steht die Fähigkeit, Daten aus mehreren Quellen zusammenzuführen, zu vereinheitlichen und in ihren Kontext einzuordnen. Er bietet eine zentrale Lösung für Personen und Anwendungen, die dieses kontextualisierte Daten-Repository für verschiedenste Anwendungsfälle nutzen können.
Häufig gestellte Fragen zu digitalen Zwillingen
Während Führungskräfte in der Fertigungsindustrie digitale Zwillinge als Lösung untersuchen, bestehen weiterhin Unsicherheiten hinsichtlich der Implementierung. Hier sind die am häufigsten gestellten Fragen und unsere Erkenntnisse:
1) Warum sind digitale Zwillinge ein Gamechanger?
Digitale Zwillinge liefern relevanten Kontext, nicht nur Daten. Sie ermöglichen die Erfassung von Informationen und die Abbildung von Beziehungen im gesamten Unternehmen. Dies unterstützt eine schrittweise Entwicklung hin zu vollständig autonomen Abläufen.
Die Architekturen herkömmlicher, siloartiger Fertigungssysteme werden durch äußerst heterogene Informationen vor Herausforderungen gestellt. Zusammen mit dem fehlenden Kontext der Daten führt dies dazu, dass Ingenieure, die mit diesen Systemen arbeiten, nur schwer wertvolle Erkenntnisse gewinnen können, die bei der Optimierung von Geschäftsabläufen helfen.
Die Technologie digitaler Zwillinge ermöglicht kontinuierliches Lernen und die Erfassung von implizitem Wissen – ein entscheidender Faktor auf dem Weg zu autonomen Abläufen. Tatsächlich speichert und strukturiert diese Technologie Informationen so, dass Ingenieure und Bediener sie verstehen können. Dadurch wird letztlich die Abhängigkeit von Datenanalysten bei alltäglichen Problemen verringert und die Effizienz des Unternehmens gesteigert.
Digitale Zwillinge geben Ingenieuren und Bedienern Kontrolle und Verantwortung über die Fertigungsdaten und die zugehörigen Lösungen. Durch die Kombination der Leistungsfähigkeit des digitalen Zwillings mit modernen Low-Code-/No-Code-Tools können Führungskräfte in der Fertigungsindustrie Dateningenieuren einen geschützten Bereich bereitstellen, in dem sie gemeinsam neue Möglichkeiten zur Optimierung der Abläufe entwickeln können.
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2) Können Sie digitale Zwillinge nutzen, ohne alle zugrunde liegenden Lösungen ersetzen zu müssen?
Ja. Eine umfassende und einheitliche Fertigungsarchitektur bildet weiterhin die Grundlage der Fertigungsabläufe in allen Branchen. Führungskräfte in der Fertigungsindustrie können einen digitalen Zwilling parallel zu bestehenden Systemen implementieren.
Indem der digitale Zwilling Daten aus bestehenden Systemen nutzt, können Hersteller aus jahrelangen Investitionen größeren Nutzen ziehen, ohne alles „herauszureißen und zu ersetzen“. Durch die Nutzung der Leistungsfähigkeit und Flexibilität von Cloud-Plattformen und -Technologien ermöglicht die Technologie digitaler Zwillinge Herstellern, Daten sowohl aus IT-Systemen (Informationstechnologie) als auch aus OT-Systemen (Betriebstechnologie) zu erfassen – von Enterprise-Resource-Planning (ERP) über speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) bis hin zu Lieferkette und Distribution – und sie schnell und effektiv in ihren Kontext einzuordnen.
Eine vollständige Neugestaltung herkömmlicher Systeme ist zwar nicht erforderlich, um die Vorteile der Technologie digitaler Zwillinge zu nutzen, doch zuvor integrierte Systeme sollten nicht völlig unangetastet bleiben. Führungskräfte in der Fertigungsindustrie sollten daran arbeiten, ihre bestehende Fertigungsarchitektur zu verschlanken, um:
- Einen datengetriebenen, vorlagenbasierten Ansatz und eine Abstraktionsschicht zu schaffen, die Vereinfachung und Standardisierung ermöglichen, ohne teure Anlagen am Standort ersetzen zu müssen.
- Wertvolle spezifische Entwicklungen (z. B. welche Bedingungen im vorgelagerten Bereich möglicherweise Ausfälle im nachgelagerten Bereich verursachen), von denen sich die meisten um Daten und KI drehen, in die Umgebung des digitalen Zwillings zu verlagern.
- Die „vertikale“ Integration zwischen ERP- und Shopfloor-Systemen zu stärken, wodurch eine robuste und effiziente Ausführungs-Engine entsteht.
- Die Bereiche des digitalen Zwillings – Ausführung und Optimierung – im Laufe der Zeit schrittweise zu integrieren.
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3) Wie positionieren sich Anbieter von Manufacturing-Execution-Systemen (MES) gegenüber den großen Cloud-Plattformen und Anbietern des Internets der Dinge?
MES bilden das Rückgrat des aktuellen IT-/OT-Stacks der Fertigungsindustrie. Sie werden wichtig bleiben, wenn immer mehr Hersteller auf Architekturen für das Management von Fertigungsabläufen der nächsten Generation (MOM) umsteigen.
MES-Anbieter entwickeln ihre Lösungen weiter, um ihre Präsenz auszubauen und dabei die Flexibilität der Cloud zu nutzen sowie gleichzeitig ihre Integration in zukunftsfähige Fertigungsarchitekturen zu erleichtern. Dies ist eine Folge des zunehmenden Wettbewerbs durch IT-Akteure, darunter sowohl spezialisierte Start-ups als auch Cloud-Anbieter.
Während Anbieter ihr Angebot ausweiten und ihre Portfolios weiterentwickeln, konzentrieren sie sich auf Plattformen, die Datenhistorianer, Qualitätsmanagementsysteme, Lösungen für das Anlagen-Performance-Management und Lagerverwaltungslösungen umfassen. Da Führungskräfte heute ein deutlich verbessertes Spektrum an Kernfunktionen anbieten, das mit branchenspezifischen Best Practices ausgestattet ist, können diese Lösungen schneller und mit begrenztem Anpassungsaufwand ausgerollt werden.
Ein weiterer bedeutender Trend in der gesamten Branche ist die Bereitstellung aus der Cloud. Dies erleichtert die Integration in die übergeordnete MOM-Architektur erheblich und senkt zugleich die Kosten für MES-Bereitstellungen, während ein einfacherer Rollout an mehreren Standorten ermöglicht wird.
Darüber hinaus bieten MES-Anbieter zunehmend flexiblere Angebote an, die Herstellern mit begrenztem Budget und eingeschränkten Kapazitäten dabei helfen können, von umfangreichen CAPEX-Investitionen auf schrittweise Abonnements umzusteigen. In Kombination mit einer beschleunigten Bereitstellung erleichtert dies die finanzielle Rechtfertigung von MES-Implementierungen. Diese Entwicklungen haben MES wieder auf die Agenda von Entscheidungsträgern gesetzt, während diese ihre Roadmaps für Industrie 4.0 entwerfen.
Siehe auch: Die führenden Cloud-Unternehmen
Über den Autor:
Pascal Brosset, Global Production and Operations Lead, Accenture Industry X