Prozesstechnik kann nicht ohne IT - und umgekehrt

Besucher der diesjährigen Hannover Messe werden sich gleich in mehrerlei Hinsicht an beste CeBIT-Zeiten erinnert gefühlt haben: Zum einen war da das trotz vorgerückter Jahreszeit CeBIT-typische Sauwetter mit Regen- und sogar Graupelschauern. Zum anderen tummelten sich in den Haupthallen viele vertraute Anbieter, darunter Accenture, Cisco, Huawei, IBM, Microsoft, SAP, Software AG oder die Telekom. Andere IT-Firmen, so war hinter vorgehaltener Hand zu erfahren, mussten sogar wegen Vollbelegung der Messe auf eine Teilnahme verzichten, genauso wie der Wunsch mancher Aussteller nach mehr Standfläche nicht erfüllt werden konnte.

Grund für den Ansturm der IT-Player auf die Hannover Messe ist wenig überraschend die aktuell stattfindende Digitalisierung der industriellen Produktion, hierzulande unter dem Begriff Industrie 4.0 bekannt. Welchen Stellenwert das Thema gerade auch für IT-Firmen hat, dokumentieren Zahlen, die der Bitkom zum Beginn der HMI präsentierte. Laut Prognosen von Pierre Audoin Consultants (PAC) soll der deutsche Markt für Hardware, Software und IT-Services für Industrie 4.0 im laufenden Jahr um mehr als ein Fünftel (21 Prozent) auf 5,9 Milliarden Euro steigen. Damit verzeichnet der Bereich in diesem Jahr erneut einen rasanten Anstieg, nachdem das Plus bereits im Vorjahr 20 Prozent betragen hatte. Für 2018 wird im Gesamtmarkt für Industrie 4.0 ein Zuwachs von mehr als 22 Prozent auf 7,2 Milliarden Euro erwartet.

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Wachstumsthema Industrie 4.0

"Industrie 4.0 ist ein echter Wirtschaftstreiber. Die Digitalisierung der industriellen Produktion ist das Wachstumsthema schlechthin", kommentierte so auch Bitkom-Präsidiumsmitglied Winfried Holz die aktuellen Marktzahlen im Rahmen einer Pressekonferenz auf der weltweit größten Industriemesse. "Die Zahlen und die vollen Auftragsbücher der Industrieunternehmen zeigen die Potentiale der Digitalisierung in den Fabriken."

Doch nicht nur die IT-Player stecken mit ihrem Move zum Shopfloor neue Claims ab, umgekehrt engagieren sich die klassischen OT-Anbieter auch in neuen Gefilden. Oder wer hätte noch vor wenigen Jahren erwartet, dass sich klassische Hersteller der Prozesstechnik wie etwa Kuka oder Siemens als Cloud-Marktplatzbetreiber betätigen? So will der Roboterbauer mit dem Kuka Marketplace den Industrie-4.0-Wandel vorantreiben. Gleichzeitig will das Unternehmen damit seinen Leitspruch "we are born for industry 4.0" unterstreichen.

Kuka eröffnet Cloud-Marktplatz

Der Marktplatz soll den Kunden nicht nur die Möglichkeit geben, nach neuen Produkten zu suchen und diese zu erwerben, sondern zur weiteren Information auch Benutzerhandbücher und Videos bereitstellen. "Die Einführung des neuen Marktplatzes markiert für uns einen gewaltigen Schritt bei der Umsetzung unserer Pläne, neue Service- und Anwendungspakete zu offerieren", so David Fuller, CTO bei KUKA. Allerdings zeigt sich der Marktplatz zur Eröffnung noch sehr übersichtlich: Es stehen lediglich Kuka Connect und College-Trainingskurse des Herstellers zur Verfügung.

Roboter per Tablet steuern

Bei Kuka Connect handelt es sich um eine Zero-Touch-IoT-Lösung für die smarte Produktion. Kuka Connect ist als cloudbasierte Softwareplattform konzipiert. Sie soll den Nutzern die Möglichkeit bieten, überall und jederzeit auf ihre Kuka Roboter zuzugreifen und diese zu analysieren - sprich der Anwender kann unterwegs per Tablet seine Roboter steuern. Vermarktet wird Kuka Connect auf Abonnementbasis.

Kuka und SAP

Darüber hinaus kündigte Kuka auf der HMI eine strategische Partnerschaft mit SAP an. Beide Partner wollen dabei Synergien in ihren weltweiten Zielmärkten nutzen - im Vordergrund stehen die Bereiche Manufacturing, Maschinenbau sowie Automotive. Im Rahmen der Zusammenarbeit wollen die beiden Unternehmen Kuka-Roboter-Applikationen auf Basis der SAP Leonardo IoT Platform bereitstellen. Die Roboter sollen hierfür in die SAP Cloud Platform integriert werden, um deren bereitgestellte Informationen im Rahmen von Condition-Monitoring- und Predictive-Maintenance-Szenarien auszuwerten. Darüber hinaus planen die Augsburger ausgewählte SAP-Technologiekomponenten als Bestandteil ihrer eigenen connyun IoT Plattform einzusetzen.

Zudem wollen die Bayern unter der Führung des neuen Eigentümers Midea kräftig wachsen. "In China wollen wir die Nummer Eins werden", so Vorstandschef Till Reuter auf der HMI. 2016 wurden von den weltweit rund 200.000 verkauften Industrierobotern alleine 90.000 in China vermarket. Gemeinsam mit dem neuen Eigentümer will Reuter noch in einem anderen Marktsegment wachsen: Bei den Konsumenten-Robotern. Wie konkrete Produkte aussehen könnten, wollte der Vorstandschef noch nicht mitteilen. Er deutete lediglich an, dass es mehr als einer der üblichen Staubsaugerroboter sein werde.

Siemens eröffnet Marktplatz für 3D-Druck

Ein anderer Player, der künftig ebenfalls auf das Konzept eines Cloud-Marktplatzes setzt, ist Siemens. Im Rahmen seiner Digital-Enterprise-Strategie hat der Konzern auf der HMI einen Marktplatz vorgestellt. Er soll als Online-Kollaborationsplattform dienen und eine weltweite Zusammenarbeit für die Fertigungsindustrie ermöglichen. Der globalen Fertigungsindustrie soll so der Zugang zur On-Demand-Produktkonstruktion und 3D-Druck Produktion erleichtert werden.

Oder anders formuliert, der Zugriff auf Know-how für die additive Fertigung soll ebenso vereinfacht werden, wie die Nutzung von 3D-Druckern. So könnte sich beispielsweise ein Produkteinkäufer auf der Plattform mit Anbietern sogenannter Micro Factories verbinden, die 3D-Teile on demand dann weltweit drucken und genau dort, wo sie gebraucht werden.

Beim Messeauftritt unter dem Motto "Discover the value of the Digital Enterprise" stand bei Siemens das ausgebaute Angebot für das Digital Enterprise im Mittelpunkt. Durch die Simulation von Maschinen und Anlagen mit digitalen Zwillingen oder mit MindSphere, dem cloudbasierten IoT-Betriebssystem sollen virtuelle und reale Produktionswelten miteinander verbunden werden.

Hierzu zeigten die Münchner unter anderem einen digitalen Zwilling im realen Einsatz. "Wir bieten als einziger Hersteller den digitalen Zwilling über die gesamte Wertschöpfungskette - für Produkte, für die Produktion und für gesamte Anlagen", zeigte sich Klaus Helmrich, Vorstandmitglied der Siemens AG, in Hannover überzeugt.

Mit Beispielen aus den Bereichen Additive Manufacturing, Energy for Industry, Molkereiindustrie sowie Pharma zeigte der Konzern zudem in Hannover, wie die Digitalisierung bereits heute in der Praxis von Anwendern genutzt wird.

Turnschuh aus dem Drucker

Zur Hannover Messe wurde zudem bekannt, dass Siemens und adidas künftig bei der digitalen Herstellung von Sportartikeln kooperieren. Dabei soll die Digitalisierung in adidas Speedfactory vorangetrieben werden. In der Speedfactory will adidas individualisierte Sportschuhe mit Hilfe von Robotern und 3D-Druckern herstellen. Dabei plant der Sportartikelhersteller mit Stückzahlen von rund 50.000 Paar Schuhen.

Zum Vergleich: In Asien fertigt adidas 300 Millionen Paare pro Jahr. Mit Hilfe eines digitalen Zwillings, einem digitalen Abbild der Speedfactory, soll zukünftig der gesamte Fertigungsprozess simuliert, getestet und optimiert werden können. Durch die Verbindung von virtueller und realer Welt versprechen sich die beiden Partner kürzere Markteinführungszeiten sowie eine höhere Flexibilität bei der Produktherstellung. Gleichzeitig soll die Qualität steigen und die Produktion effizienter gestaltet werden.

Die Bedeutung von AI

Doch egal, ob smarter Roboter, Predictive respektive Condition Based Maintenance oder Smart Factory, ein Thema ist bei den Diskussionen um Industrie 4.0 und die Digitale Transformation nicht mehr wegzudenken: Künstliche Intelligenz beziehungsweise Artifical Intelligence (AI). So ist etwa Karl-Heinz Streibich, CEO und Vorstand der Software AG, überzeugt, dass alle seine Produkte in zwei bis drei Jahren AI-enabled sein werden. Mit AI werden wir, so Streibich weiter neue intelligente Uses Cases erleben, denn eine BPM-Software werde beispielsweise Daten nicht mehr nur visualisieren, sondern in den Datenmengen Muster erkennen und vergleichen und dann daraus Schlüsse ziehen. Letztlich wandele sich die IT von einer regelbasierten Datenverarbeitung zu einer Muster-gestützten Verarbeitung. Dem Einwand, ob ein solches System nicht scheitern müsste, wenn es sich mit unbekannten Situationen konfrontiert sieht, entgegnet Streibich, "dann greift die AI-Software auf das wahrscheinlichste Muster zurück, so wie Menschen sich bei unbekannten Situationen an ihren Erfahrungen orientieren."

Dürr und Software AG kooperieren

Eine strategische IoT-Partnerschaft im Bereich Industrie 4.0 schloss die Software AG während der HMI mit der Dürr AG aus dem schwäbischen Bietigheim-Bissingen. Dürr ist Maschinen- und Anlagenbauer, der Branchen wie den Maschinenbau, die Chemie- und Pharmaindustrie sowie die holzbearbeitende Industrie beliefert. Gemeinsam wollen die Partner eine Plattform entwickeln, deren Basis ein gemeinsam entwickeltes, offenes IoT-Framework ist, das wichtige Funktionen und Integrationsschnittstellen vordefiniert.

Die IoT-Plattform von Dürr soll es beispielsweise ermöglichen, Produktionsprozesse auf Basis von Echtzeitdaten (Big Data) digital zu steuern und zu analysieren. Auf Basis der neuen IoT-Plattform könnten Anwender den Betrieb ihrer Dürr-Lösungen optimieren und die Flexibilität und Reaktionsgeschwindigkeit der Produktion steigern. Mit den neuen digitalen Services streben die Schwaben Dürr zusätzliches Wachstum an. Ihre Partnerschaft sehen Dürr und die Software AG als ein Beispiel für "Industrie 4.0 - Made in Digital Germany". Ein Markting-Label, das die Software AG zur CeBIT 2017 initiiert hatte.

Partnerschaft zwischen IBM und ABB

Diese Kooperation zwischen Prozesstechnik- oder Automatisierungs-Unternehmen (OT) und IT-Konzernen war ein weiterer Trend auf der HMI. Gemäß dem diesjährigen Messe-Motto "Integrated Industry - Creating Value" scheinen die Unternehmen erkannt zu haben, dass sie im Wettlauf um ausgeklügelte Industrie-4.0 oder Digitalisierungs-Lösungen zusammenarbeiten müssen, weil sie im Alleingang fehlendes Know-how nicht schnell genug erlernen können.

Ein weiteres Beispiel für diesen Trend zur Kooperation waren in Hannover der Schweizer Elektrokonzern ABB und IBM. Gemeinsam wollen sie künstliche Intelligenz in industrielle Lösungen bringen. Dazu soll das Digitalangebot ABB Ability mit den kognitiven Fähigkeiten von IBMs Watson IoT zusammengeführt werden. und dadurch neuen Mehrwert für Kunden in der Energieversorgung, der Industrie sowie im Transport- und Infrastruktursektor schaffen wird. "Diese Kombination stellt die nächste Stufe der Industrietechnologie dar", erklärt Ulrich Spiesshofer, CEO von ABB, "sie geht über die aktuellen angeschlossenen Systeme hinaus, die lediglich Daten sammeln, und ermöglicht Industriebetriebe und Maschinen, die Daten für die Erfassung von zentralen Informationen, für die Analyse und Optimierung nutzen."

Watson in der Produktion

ABB und IBM wollen die künstliche Intelligenz von Watson beispielsweise dazu nutzen, um Fehler mit Hilfe von Echtzeit-Produktionsbildern zu finden, die von einem ABB-System erfasst werden. Anschließend analysiert IBM Watson loT for Manufacturing die Bilder. Glaubt man ABB, erfolgten diese Prüfungen bislang manuell, was ein langsamer und fehleranfälliger Prozess war. Mit Hilfe von Watson sowie der industriellen Automationstechnologie von ABB soll nun die Genauigkeit und Konsistenz verbessert werden.

Watson im Smart Grid

Ein anderes Einsatzszenario für Watson sind etwa Smart Grids. Der Plan hierbei ist, mit Hilfe von Watson die Angebots- und Nachfragemuster für Strom anhand von historischen Daten und Wetterdaten vorherzusehen. Auf diese Weise will man Betrieb und Wartung der heutigen Smart Grids optimieren. Anhand der Vorhersagen für Temperatur, Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit kann die Nachfrage prognostiziert werden, so dass Energieversorger in der Lage sind, das Last-Management und die Echtzeit-Preisbildung zu optimieren.

Allerdings sieht man bei IBM Watson weniger als AI im Sinne von Artifical Intelligence, sondern vielmehr als Augmented Intelligence. wie Harriet Green, General Manager IBM Watson IoT, Cognitive Engagement and Education, im Gespräch betont.

Auf den ersten Blick scheint das eine akademische Diskussion zu sein. Auf den zweiten Blick offenbart sich ein feiner Unterschied: Unter Augmented Intelligence versteht die Wissenschaft das Zusammenkommen von menschlicher Kreativität und Interpretationsfähigkeit mit der Rechenleistung von Computern. So betont Green denn auch, dass IBM mit Watson nicht den Mensch ersetzten wolle, sondern so wie es seit über 100 Jahren zur Firmenphilosophie des Unternehmens gehöre, ihn bei der Arbeit unterstützen wolle. Dabei ist Green überzeugt, dass IBM mit Watson in Sachen AI einen Wettbewerbsvorsprung von zehn Jahren hat, "denn niemand ist in der Lage, strukturierte und unstrukturierte Daten so schnell in solchen Mengen zu verarbeiten.

Kooperation von Mensch und Maschine

Allgemein war die Rolle des Menschen in der vernetzten Fabrik ein Kernthema der Hannover Messe. So wurden zahlreiche Beispiele für kollaborative Roboter, so genannte Cobots, gezeigt, die mit Menschen Hand in Hand arbeiten - teilweise in Polster gepackt, damit sie ihren menschlichen Kollegen nicht doch versehentlich Schaden zufügen.

Außerdem befassten sich viele Hersteller in diesem Kontext mit der Frage, wie etwa die immer komplexeren Produktionsmaschinen beim Kunden zeitnah gewartet werden können, wenn speziell geschulte Servicetechniker Mangelware sind. Eine Lösung dafür zeigte der Verpackungsmittelhersteller Tetra-Pak auf dem Microsoft-Stand in Halle 7 auf der HMI: Ausgerüstet mit einer Microsoft Hololens verbinden sich Servicetechniker am Kundenstandort mit den weltweiten Spezialisten des Unternehmens und werden von ihnen in Echtzeit bei der Reparatur unterstützt.

Coresystems, Spezialist für Field Service Management, wiederum stellte mit Crowd Service eine Software vor, die Hersteller bei der Koordinierung ihrer Wartungs-, Service- und Instandhaltungsaufträge nutzen können. Gibt es dabei einen Engpass an eigenen Servicetechnikern, etwa weil zu viele kurzfristige Anfragen eingetroffen sind, schickt der Hersteller stattdessen einen fachkundigen Freelancer zum Kunden. Die in Siemens‘ IoT-Plattform Mindsphere integrierte Lösung ermöglicht es so, Serviceaufträge schneller und effektiver zu verwalten: Ein Servicemitarbeiter prüft über das System, welcher Techniker verfügbar, in der Nähe des Einsatzortes und für die anstehenden Arbeiten qualifiziert ist. Anschließend erhält dieser alle für den Auftrag relevanten Informationen auf sein mobiles Smart-Device geschickt.