Praxis-Ratgeber IoT und Industrie 4.0

Bei John Deere behebt Watson die Fehler an der Produktionslinie

Jürgen Hill ist Teamleiter Technologie. Thematisch ist der studierte Diplom-Journalist und Informatiker im Bereich Communications mit all seinen Facetten zuhause. 
Null Fehler, eine vertikale und horizontale Integration an der Produktionslinie sowie Senkung der Kosten - das waren für Traktorenhersteller John Deere die Motivationsfaktoren, um eine Smart Factory mit IoT-/Industrie-4.0-Technologien in Mannheim aufzubauen.
Das Mannheimer Werk ist der größte John- Deere-Standort in Europa.
Das Mannheimer Werk ist der größte John- Deere-Standort in Europa.
Foto: John Deere

Im John-Deere-Konzern hat das Werk Mannheim eine Sonderstellung: Es ist nicht nur der größte Produktionsstandort des Konzerns außerhalb der USA, sondern auch der erste Standort der zu Smart Factory beziehungsweise kognitiven, selbstlernenden Fabrik umgebaut wird. Die in Mannheim in Sachen IoT und Industrie 4.0 gewonnen Erfahrungen sollen dann auf die anderen 62 weltweiten John Deere Fabriken übertragen werden. Dass das Thema Flexibilisierung der Produktion bei sinkenden Kosten für den Traktorenbauer ein strategisches Thema ist verdeutlich ein Zahlenbeispiel: In Mannheim bauen pro Monat rund 2.900 Mitarbeiter über 2.000 Traktoren. Das Produktionsprogramm umfasst 22 verschiedene Grundmodelle von 95 - 259 PS in unterschiedlichen Versionen und zahlreichen Ausrüstungsvarianten.

Start zur kognitiven Fabrik

Im John Deere Werk Mannheim entstehen über 2.000 Traktoren pro Monat.
Im John Deere Werk Mannheim entstehen über 2.000 Traktoren pro Monat.
Foto: John Deere

Der Startschuss zum Projekt Smart/Kognitive Fabrik fiel zum 1. Januar 2016. Seitdem entwickelt man gemeinsam mit Projekt-Partner IBM alle sechs Wochen mit Agile-Methoden neue Module. Für Agile entschied man sich unter anderem, weil man so den Beschäftigten alle sechs Wochen die Früchte der Arbeit in kleinen Veränderungen präsentieren kann und nicht wie bei einem klassischen Projekt Jahre auf ein Ergebnis warten muss. Bislang muss sind Stand Mitte April 2016 vier Stationen umgerüstet. Neben Kostensenkung und Flexibilisierung verspricht man sich bei Johne Deere noch etliche andere positive Effekte. So sollen etwa Technologiebrüche wie etwa von Papier zu elektronischen Daten künftig vermieden werden.

RFID statt Scannen

Von der Schmiede zum Weltkonzern: John Deeres Schmiede bildete den Anfang.
Von der Schmiede zum Weltkonzern: John Deeres Schmiede bildete den Anfang.
Foto: John Deere

Ein anderer wichtiger Aspekt ist die Fehlervermeidung, denn nicht umsonst lautet einer der Leitsätze des Firmengründers John Geere: "Ich werde niemals meinen Namen auf ein Produkt setzen, in dem nicht das Beste steckt, das ich zu geben vermag" (englisch: "I will never put my name on a product that does not have in it the best that is in me."). Deshalb haben die Mannheimer etwa das Scannen von Teilen abgeschafft und setzen auf die Teileerkennung per RFID und NFC. Teilweise überprüfen auch Kameras die Bauteile. Und um beim Picken der Bauteile im Lage Fehler zu vermeiden, kommen Smart Glasses zum Einsatz. Laut Projekt-Partner IBM habe man so im Lager die Fehlerquote auf Null reduziert.

Eine Umgebung mit Docker-Containern

Auf dem Rollenprüfstand werden die Traktoren im Werk Mannheim auf Herz und Nieren geprüft.
Auf dem Rollenprüfstand werden die Traktoren im Werk Mannheim auf Herz und Nieren geprüft.
Foto: John Deere

Kernstück auf dem Weg zur smarten Fabrik war die Entwicklung eines einheitlichen Manufacturing Service Bus, der als Datenbus dient und vier Aufgaben hat. Er dient als Broker und stellt die Verbindung zwischen den Systemen her. Gleichzeit meldet er Events weiter und erlaubt über sein Regel-Modul eine dynamische Umkonfiguration der Produktion. Und last but not least stellt er den Workflow zwischen den Devices sicher. Laut IBM habe man dabei eine Echtzeitkommunikation mit einer Latenzzeit von unter 5 Millisekunden realisiert. Um ältere Maschinen in diesen Verbund einzubinden, kommen IoT Gateways zum Einsatz. Elegant hat man auch eine andere Klippe umschifft: Da zur Steuerung der Maschinen die unterschiedlichsten Linux-Derivate zum Einsatz kommen, hat man sich für Docker-Container entschieden, um so eine geregelte, einheitlich Hülle zu erhalten.

Watson muss noch Deutsch lernen

Mannheim ist nicht nur der größte Produktionsstandort außerhalb der USA, sondern auch die Europa-Zentrale von Deere.
Mannheim ist nicht nur der größte Produktionsstandort außerhalb der USA, sondern auch die Europa-Zentrale von Deere.
Foto: John Deere

Allerdings hat sich in den wenigen Monaten der Realisierung das Ziel der Smart Factory bereits weiterentwickelt. Jetzt soll eine kognitive Fabrik entstehen, die neue Optionen eröffnet: Werker die in den Produktionshallen auf kognitive, lernende Systeme vertrauen, die in gewisser Weise mitdenken und so die Beschäftigten bei ihren Entscheidungen unterstützen und in vielen Arbeitssituationen auch entlasten. Im konkreten Fall bei John Deere ist Watson das lernende System.

The Next Now! - Foto: shutterstock.com - SFIO CRACHO

The Next Now!

Beim Einsatz in der Produktion und durch diverse Trainings soll Watson Wissen und Erfahrungen akkumulieren, um dann später dem Mitarbeiter am Arbeitsplatz als Helfer und Ratgeber zur Seite zu stehen. Per Sprache kann der Mitarbeiter Watson etwa bei Produktionsproblemen nach einer Lösung fragen. Watson antwortet darauf mit gezielten Ratschlägen in natürlicher Sprache. Ungehalten wird der elektronische Kollege allerdings, wenn man ihn nach arbeitsfremden Themen wie dem Wetter fragt - dann gibt es von Watson einen Rüffel.

Allerdings ist Watson in Mannheim noch nicht endgültig im Einsatz, denn dem System fehlt noch ein entscheidendes Feature: Es spricht nicht Deutsch. Bei IBM ist man zuversichtlich, dass Watson bis zum Jahresende noch Deutsch lernt. Dann steht dem Einsatz bei John Deere nichts mehr im Weg und aus der Smart Factory wird die kognitive Fabrik.