Familienunternehmen managt Produktionsprozesse via Microsoft Azure IoT

Hallo Damir und hallo Stefan! Es freut mich sehr, dass ihr heute mit dabei seid. Damir, wie geht es dir und wo erreiche ich dich gerade?

Damir

Hallo! Mir geht es wunderbar heute; abgesehen von allen technischen Problemen, mit denen wir Tag und Nacht kämpfen. Ich bin gerade in meinem Office in Frankfurt am Main.

Sehr schön! Du bist in eurem Büro sozusagen.

Damir

Fast schon mein zweites Haus.

Schön, dass du heute mit dabei bist. Stefan, ich begrüße dich auch noch mal in der Runde. Schön, dass du dir die Zeit genommen hast. Bist du auch im Büro?

Stefan

Danke auch für die Einladung! Ich bin aktuell im Home Office, komme aber gerade frisch aus dem Büro. Das ist praktisch das moderne und hybride Arbeitssystem. Die Sonne scheint bei uns leider nicht, also kann ich nicht wirklich gutes Wetter mitbringen. Aber wir sind lokal sehr naturverbunden, deswegen ist es schön, hier in der ruhigen Umgebung ein Gespräch führen zu können.

Ich wollte gerade sagen, ihr mit FRÄNKISCHE, ich habe gerade bei Google Maps nachgeschaut, ihr sitzt in der Richtung Würzburg, Haßfurt, Schweinfurt, die Ecke. Das ist quasi euer Headquarter, wenn man so will, oder?

Stefan

Genau, bei uns heißt es das »Wellrohr Dreieck«, weil von uns die meisten Konkurrenten direkt abstammen. Wir sind in der Mitte von Coburg, Bamberg, Würzburg und relativ nah angebunden, an die verschiedensten Hauptverkehrswege.

Ich freue mich schon sehr, gleich mehr dazu zu erfahren, was ihr vor Ort macht.

Damir, ich würde kurz mit dir starten, um deine Firma im Kontext zum Thema IoT vorzustellen. So wie ich das bislang verstanden habe, gibt es die »ACP Holding Digital AG«. Sie entstand 2019 unter dem Dach der ACP-Gruppe, als sogenanntes Kompetenzzentrum für digitale Geschäftslösungen im deutsch-österreichischen Raum.

Ihr seid mit mehr als 160 Expertinnen und Experten unterwegs und deckt die Themenbereiche KI, IoT, AR, VR, Mixed Reality, Big Data und Analytics ab. Zu dieser Gruppe gehört unter anderem deine Gesellschaft, die »daenet GmbH«. Ihr seid seit 1998 im Geschäft mit Sitz in Frankfurt am Main und seid Experte für Softwareentwicklung, vor allem mit einer starken Partnerschaf mit Microsoft, was ich sehr spannend finde.

Ihr versteht euch und nennt das ein »Trust at Technical Advisory« für die frühzeitige Einführung von Technologien mit Fokus auf Cloud, IoT und AI. Deswegen passt es sehr gut rein und ich bin sehr gespannt, welches Projekt ihr gemeinsam umgesetzt habt.

Damir, du bist CEO und Lead Software Architect bei den daenet. Was genau macht deine Abteilung und mit welchen Kunden arbeitet ihr?

Damir

Genau, wir gehören zu ACP Digital und sind circa 160 Mitarbeiter, die sich ausschließlich auf Digitalisierung, digitale Technologien und weiterem fokussieren. Wir gehören ebenfalls zu der ACP Gruppe, das sind circa 2000 Leute in diesem Unternehmen wiederum und wir machen ein fern vergleichbares Geschäft. Im Rahmen der Digitalisierung, speziell meine Einheit, daenet GmbH, wir machen Lösungen, die in Richtung Emerging Technologies gehen, mit einigen anderen Partnern.

Ich bin persönlich Microsoft Regional Director und MVP (Microsoft Azure) und wir fokussieren uns seit elf oder zwölf Jahren auf die Microsoft Azure-Technologie und seit acht oder neun Jahren, könnte diese Ausprägung IoT sein. Wir arbeiten gemeinsam mit Microsoft an neuesten Technologien, an Technologien, die in ein bis zwei Jahren kommen. Und wenn sich diese am Markt etablieren, helfen wir unseren, beziehungsweise auch Microsofts Kunden, diese Technologien erfolgreich in die Produkte umzusetzen.

Das Ganze ist sehr spannend und macht wahnsinnig viel Spaß, allerdings benötigt es viel Lernzeit und Probezeit und die Dinge, mit denen wir meistens zu tun haben, die sind in der Regel nicht immer ausgereift und das kann manchmal auch frustrierend sein. Wenn dann etwas auf den Markt kommt und erfolgreich umgesetzt wird, dann ist das jedoch ein schönes Gefühl und zurückblickt, was man in den letzten Jahren gemacht hat und heute in der Produktion weltweit ist.

Unabhängig von Technologien fühlen wir uns wohl in Industrieunternehmen, speziell Manufacturing. Hier arbeiten wir sehr viel, aber nicht ausschließlich, weil IoT auch für Gebäudemanagement oder Gebäudeverwaltung genutzt werden kann oder auch in der Logistik. Mittlerweile machen wir auch erste Gehversuche in IoT mit Versicherungen, was man vor ein paar Jahren kaum für möglich gehalten hat. Da kommen sehr innovative Ideen und Projekte, die wir gerade umsetzen.

Sehr spannendes Umfeld, in dem ihr da unterwegs seid. In welchen Use Cases seid ihr mit verschiedenen Kunden unterwegs? Kannst du uns kurz ein Intro geben, welches Projekt wir uns heute im Detail anschauen?

Damir

Ein Thema ist Smart Factory, ich möchte aber zunächst über den Bereich Manufacturing sprechen. Wir haben hier Projekte, wo es nicht nur um die Maschinen und Anbindung von Maschinen geht, sowie deren Steuerung. Bei manchen Kunden haben wir Dinge wie: Robotersteuerung, Remote über eine Cloud, um zu helfen, dass zum Beispiel Häuser gebaut werden mit 3D-Druckern.

Oder wir machen Remote-Aufnahmen von »Inspection Technologies«, also irgendwelche Materialien werden genommen, zum Beispiel Platten, die mit Ultraschall bestrahlt wird und dann machen wir eine Inspektion davon, wie ein Tomografie-Gerät mit Ultraschall, das ist auch eine andere Art von IoT.

Es gibt auch Projekte in der Logistik, wo wir verschiedenste Objekte/Items weltweit tracken können. Sei es an Flugzeugen, auf Schiffen, oder auch auf LKWs.

Was IoT betrifft, ist die Welt dermaßen offen. Gerade jetzt in den letzten Jahren, haben wir technologisch immer verstärkte Möglichkeiten, mit einer High-Level Software auf möglichst kleine Dinge ranzukommen, wie zum Beispiel an die Sensoren. Das ermöglicht viele Szenarien, die vor kurzem nicht so einfach möglich waren oder wenn einfach, nicht bezahlbar waren.

Das ist das, was nun einen ganz anderen Blickwinkel auf das Ganze gibt. Das Thema Cloud möchte ich gar nicht erwähnen, was für Möglichkeiten uns hier gegeben werden, die Szenarien abzubilden, die nicht nur an ein Unternehmen, an einen bestimmten Standort gefesselt sind, sondern wir können das globaler betrachten.

Das ermöglicht auch Use Cases, wie zum Beispiel »Roaming«. IoT-Szenarien an bestimmten Dingen zu bauen und Standorte, an denen sie sich bewegen, nicht nur an ihrem Platz und Standort, sondern durch Netzwerke. Sie müssen sich ein Flugzeug vorstellen, was da passiert, mit welcher IP-Adresse ein Flugzeug startet und mit welcher es landet. Inzwischen hat es vielleicht auch keine. Das sind Szenarien, die früher nur in Science-Fiction-Movies denkbar waren.

Ich würde die ganzen Use Cases, die du gerade angesprochen hast, auch verlinken. Bei uns auf dem Portal habt ihr einige richtig spannende Use Cases, die würde ich in den Shownotes verlinken.

Wie habt ihr euch überhaupt kennengelernt? Wie ist das Projekt zustande gekommen?

Stefan

Ganz klassisch! Man verfolgt natürlich, was sich im IoT- und Industriebereich Richtung digitale Fertigung bewegt und entwickelt über die Jahre. Ohne konkreten Bedarf, gibt es auch wenig Budget und Ressourcen dafür. Das geht so lange gut, bis Bedarf kommt und man dann merkt, dass der gesetzte oder vorgegebene Zeitplan extrem sportlich erscheint und man intern gar nicht die Praxiserfahrung hat.

An dem Punkt gibt es zwei Möglichkeiten, wenn so ein Projekt auf den Tisch kommt: Man tut so, als wäre die Welt in Ordnung, macht lange Zeit irgendwas, um am Schluss zu merken, dass es gar nicht möglich ist, es umzusetzen. Oder man schätzt die eigenen Möglichkeiten realistisch ein und erkennt, dass man sowohl ein kompetentes Projektmanagement oder Projektteam braucht, als auch einen Partner, der einem in den technischen und auch im Know-how-Aufbau unterstützen und auch fördern kann.

Klar muss eines sein: Es geht sowohl um die Exploitation als auch um die Exploration, die beide gemanagt werden müssen. Das geht nicht ohne Fachkompetenz. Schöne Powerpoint Sheets gibt es genügend, aber ohne Erfahrung und auch Ressourcen ist es unmöglich, so etwas umzusetzen.

Wir kamen dann über Microsoft, da wir gemeinsam mit unserer zentralen IT in der Findung waren, wie wir an das Thema heran gehen. In meiner Abteilung haben wir auch eine Softwareentwicklung, die für Linux und auch einen Schwerpunkt für Microsoft entwickelt. Bereits in der klassischen Schiene an die Cloud gearbeitet, aber noch nicht in dem Umfang. Somit war dann die Entscheidung relativ klar, dass wir das allein auf Basis der potenziellen Möglichkeiten der Skalierung über die Azure Cloud aufsetzen wollen.

Von Microsoft wurden dann Partner genannt und nach dem ersten Gespräch zusammen hat man sich zunächst gefunden. Der erste Ansatz ist simpel und man versucht so klein wie möglich anzusteigen, in unserem Fall war das nicht möglich, weil die Vorgabe und die Erwartung von auch konkreter Kundenentwicklung einen gewaltigen Rahmen im globalen Kontext für uns, und auch für die daenet darstellt und forderte.

Herausforderungen, Potenziale und Status quo – So sieht der Use Case in der Praxis aus [11:56]

Lasst uns direkt in euer Projekt eintauchen und verstehen, was ihr genau gemacht habt und was auch eure Herausforderungen sind.

FRÄNKISCHE Rohrwerke entwickelt zunächst und produziert Rohre und Zubehörteile. Auch Systemkomponenten aus Kunststoff und Metall für Hoch- und Tiefbau, für verschiedenste Branchen, beispielsweise Automotive oder auch quer durch die Industrie. Ihr seid 1906 gegründet worden, ein Familienunternehmen und beschäftigt an 19 Standorten mehr als 5000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Was ist denn eure Vision in Richtung Digitalisierung? Was ist das große „Warum“ dahinter?

Stefan

Die Digitalisierung in Form der Schaffung von digitalen Werkzeugen, wie eine App für die Planung der hochaktuellen Regenwasserverarbeitungsthemen und Online Systeme, verschiedene Videos auf YouTube und Ähnliches, um den Kunden, als auch Mitarbeiter, potenzielle Gruppen die Themen, die wir bearbeiten, täglich näher zu bringen.

Das haben wir alles schon, aber das sind nur einzelne Werkzeuge. Da muss man einen klaren Unterschied zwischen der digitalen Transformation – das ist ein ganzheitlicher Ansatz, in dem ich das komplette Unternehmen mit allen Prozessen und allen beteiligten Mitarbeitern betrachte; also nicht nur ein Tool, ein Werkzeug, was gerade für den aktuellen Bedarf benötigt wird, sondern die Systemlandschaft, die Fertigungstechnologien, die Prozesslandschaft außen rum. Da kommen noch verschiedene andere Themen dazu, nicht nur die Fertigung, für das aktuelle Topic, das wir besprechen und muss es als Gesamtkontext betrachten.

Für uns war das Thema IoT integrativ von Anfang an geplant und das bedeutet auch, dass man nicht mit bedarfsgerechten Einzellösungen ran gehen konnte. Diese versprechen in der Regel kurzfristigen Erfolg, aber meistens enden sie dann in erhöhtem Aufwand und sind dann bei anderen Themen integriert, deswegen war von Anfang an der generische Ansatz gewünscht, eine Plattform zu schaffen und keine Einzellösung, um nicht nur für das eine Projekt die Dienste, die man schafft, nutzen zu können, sondern mit geringfügigen Anpassungen bereit für alles, was zukünftig auf uns zukommt, nutzen zu können.

Wir beginnen von unserer Vision her vom Kunden, der uns die Geschäfte und die Aufträge bringt, gehen dann über die Projektierung in die Entwicklung, den Run Up von Produkten, begleiten parallel zum existierenden ERP-System die Wertschöpfung, kümmern uns um das gesamte Thema »After Market«, auslaufen von Projekten.

All diese kleinen Stichworte haben eine große Bedeutung im Hintergrund. Die Metapher des Eisberges, von dem man nur die Spitze sieht, den Rest unter Wasser nicht, trifft sehr zu. Aber es geht uns auch um die Neugestaltung unter Verwendung der aktuellen technologischen Möglichkeiten und den Wünschen des Marktes und das eben auch zusammenzubringen.

Dies erfordert eine ständige Evaluierung der Technologien, wo wir stark von der daenet unterstützt wurden und der Kundenbedürfnisse im Hinblick auf Nachhaltigkeit, Stabilität und Sicherheit.

Die Schlagworte für uns in der Zukunft sind für die Technik und auch für die Menschen sowohl die Vielfalt, als auch die hybriden Lösungen. Wir sind globaler Standort, also ist Vielfalt bereits bei uns gegeben und wird auch unterstützt und gefördert. Die hybriden Lösungen beziehen sich mehr auf das Arbeitsumfeld der Menschen.

So wie ich heute im Home Office sitze, und heute früh noch im Standort war; es ist mittlerweile ganz normal, dass man unabhängig vom Arbeitsplatz arbeiten kann. Auch das Ganze Thema der Integration, das sich durch den ganzen Bereich zieht. Denn was sich herausgestellt hat ist, dass die reine Homogenität Stillstand ist; mit Stillstand kann man sich nicht weiterentwickeln.

Was sind die Prozesse dahinter? Wie geht ihr mit euren Kunden um?

Stefan

Von den Prozessen für die Fertigungsseite, geht es. Der Kunde spielt einen Bedarf ein, wird positiv aufgelöst, es wird dann nicht nur der Bedarf des Fertigteils, sondern auch die komplette Planung aller benötigten Komponenten in Rohstoffe aufgelöst. Das geht dann über den Einkauf, in die Fertigungsplanung und in die Logistik. Hier werden die Bestände abgeprüft, bis dann der Fertigungsauftrag in der Fertigung ankommt, an einem unserer Standorte.

Es kann auch sein, dass es in einem anderen Werk geplant war, je nachdem, wo der jeweilige Arbeitsschritt durchgeführt wird. Das muss nicht direkt an dem Standort sein, an dem der Auftrag einging, sondern kann weltweit ein anderer Standort sein. Die Fertigung beginnt, macht ihre Wertschöpfung am Rohstoff, an den Komponenten und am Schluss gibt es die Qualitätsprüfung.

In der Regel ist es so, dass das Produkt über die Logistik in den nächsten Standort kommt, in dem noch weitere Veredelungen gemacht werden. Die Wertschöpfung wird weiter erhöht, Komponenten gebaut und im Prozess gibt es begleitende Prüfungen und Endprüfungen, bis das Produkt dann final über die Logistik an den Kunden geschickt wird.

Auch da werden parallel die verschiedenen Daten übertragen. Das ist Standard von der Idealübertragung, damit der Kunde sieht, was wann wo bei ihm angeliefert wird. Natürlich haben wir Leistungsmessungen, Analysen, Möglichkeiten und auch die internen Fehleranalysen, falls irgendwo Fehler aufgetreten sind, die parallel immer noch mitlaufen.

Wenn ich mich in dieses Szenario hinein denke, was sind dann klassische Herausforderungen, die ihr gesehen habt in diesem Ablauf? Also ein Bedarf kommt vom Kunden rein, es kommt eine Bestellung rein, das Ganze wird produziert bei euch. Was sind dann Herausforderungen im Alltag, denen die Teams vor Ort begegnen und auch Potenziale in Richtung IoT, die ihr gesehen habt?

Stefan

Es ist noch einfach in der Planung zu handhaben, wenn ich unabhängig von den Folge- und vorlaufenden Schritten handele und arbeiten kann. Bei dem aktuellen Projekt ging es aber auch darum, einen kompletten Audit Trail, also eine Rückverfolgung auf Einzelteilebene vom Start bis zum Ende zu schaffen.

Von der Rohstoffbeschaffung, bis zu dem Versand an den Kunden alles über alle Standorte abzubilden.; das ist eine ganz andere Größenordnung. Die begleitenden Prüfungen gehören genauso dazu, die müssen dann auch dem Teil verortet werden.

Fangen wir mal von der Rohstoffprüfung an: Da gibt es Eingangsprüfungen, Dokumente, Tests, die intern gemacht worden oder vom Lieferanten bereitgestellt werden, die müssen alle erfasst werden und dem Teil, der in der Charge des Rohstoffes ist, zugeordnet werden. Dann wird der Rohstoff transportiert; das ist ein heikler Prozess in Form von sicherstellen, dass der richtige Rohstoff, in der richtigen Mischung und auch in der richtigen Aufbereitung an den entsprechenden Fertigungsanlagen ankommt. Genau hier konkret haben wir mit der Firma daenet eine Lösung entwickelt und hier werden alle Verbindungen nochmal abgefragt, ob auch wirklich die richtigen Verbindungen gesetzt wurden.

Das wird erfasst, getracked, angereichert mit den Metadaten aus dem Fertigungsauftrag, um so wirklich nachvollziehbar sicherzustellen, dass das richtige Material in der richtigen Extrusionslinie ankommt. In der Regel ist der erste Schritt bei uns immer eine Extrusion von dem Rohr.

Das Rohr muss erst einmal geschaffen werden. Dann, in all den Folgeprozessen, wird dieser Verweis auf die Messdaten, Prüfdaten, Verbindungsdaten, Rohstoff und Materialfluss mitgeführt, sodass ich am Endprodukt, über die ganzen verschiedenen Fertigungsprozesse hinweg, mich hinstellen kann und sagen kann, in dem jeweiligen Schritt wurde diese Prüfung ausgeführt mit dem Ergebnis. Teilweise gibt es auch Inspektionsbilder, die von den Maschinen mitgebracht wurden, um den Materialfluss nachvollziehen zu können.

Eure Rohre werden in solchen Extrusionsmaschinen gefertigt und es ging hier jetzt vor allem darum, diese exakte Nachverfolgung dieser einzelnen Komponenten zu gewährleisten. Diese Komponente kann zum Beispiel ein Rohr sein für einen bestimmten Kunden, wo verschiedene Materialien verwendet werden, was bislang nicht unbedingt möglich war. Ist das so richtig zusammengefasst?

Stefan

Es gab bisher auch Papierdokumente, aber da bin ich immer auf einer Patchebene unterwegs, nicht auf einem Einzelteil. Und eine Nachverfolgung oder auch eine Analyse, um Merkmale zu entdecken, die einem vorher nicht bekannt waren, ist nur manuell möglich und damit eigentlich gar nicht.

Interessant wird es in den Folgeschritten mit der Montage, wenn verschiedene Rohre verformt wurden, montiert werden und noch externe oder interne Anbauteile angebunden werden. Hier dann auch gewisse Einschub-Kräfte messen zu können, um zu wissen, dass das Bauteil richtig sitzt, dass es die richtigen Temperaturverläufe bei der Verformung gehabt hat. Auch um dann am Ende nochmal eine Endqualitätsprüfung zu haben, wo visuell das Vorhandensein von Komponenten, die Lage geprüft wird, der komplette Verlauf von den Fertigteile geprüft werden, eine Druckprüfung gemacht wird, die Dichtheit kontrolliert wird und das dann eine eindeutige Nummer für den Kunden erzeugt, mit der er in einer auch parallel geschaffenen Plattform, anhand der Nummer oder des Artikels, über die ganze Charge, all diese Daten einsehen kann.

Der Kunde hat über alle gemessenen Daten von sowohl Qualität als auch Prozessdaten Zugriff und kann hier erneut Inspektionen in dem Portal ausführen, selbst Analysen machen und wenn er einen Ausfall hat ad hoc nachschauen kann an wem es liegt und wir bekommen dadurch Agilität rein und können viel schneller reagieren.

Das heißt, bislang sind solche Daten manuell abrufbar gewesen. Das musste man bei euch telefonisch oder per Email erfragen. Oder wie lief das bislang? Wie hat der Kunde das bislang gemacht?

Stefan

Die Fertigungsaufträge und Metadaten aus dem ERP-System waren natürlich schon digital, aber die Aufzeichnungen an Maschinen, Geschwindigkeiten, Temperaturen, die wurden bis dato manuell erfasst. Die Prüfmerkmale wurden manuell erfasst, es gibt noch begleitende Prüfungen, wo die Mitarbeiter Tests machen, sich Teile herausnehmen, zerstörende Prüfungen ausführen und Ähnliches.

Das wurde auch manuell erfasst, aber noch nicht diesen Teil oder der Charge zugeordnet, sondern waren in einem dedizierten System verortet. Hier haben wir diese ganzen verschiedenen Systeme, die es gab, plus die IoT, die nun automatisch Daten liefert, verbunden mit der Firma daenet, die Anbindungen gemacht hat der ganzen Maschinen. Maschinen, die noch nicht am Netz waren, mit reinzubringen, die teilweise noch gar nicht vorbereitet waren. Sie haben zwar die technischen Spezifikationen erfüllt, aber sie waren noch nicht in der Anbindung vorbereitet und das kam nun alles dazu.

Lösungen, Angebote und Services – Ein Blick auf die eingesetzten Technologien [24:00]

Ihr habt zusammen das Projekt gestartet. Was waren technologische Anforderungen an die Lösung?

Stefan

Die Grundanforderung am Start des Projektes: es war nicht abschätzbar, welche Ressourcen benötigt werden, in Form von IT, Hardware, Netzwerk und ähnlichem. Man kann nicht blind in die Beschaffung gehen, um Geräte anschaffen, gerade in einer Zeit, wo keine Geräte verfügbar waren.

Globale Lieferketten eskalieren von unserem Chipfertiger und Edge-Devices-, also Industrie-PC-Fertiger: da wurden die Lieferzeiten von wenigen Wochen auf eineineinhalb Jahre hochgesetzt worden. Da hat die Cloud, was sie schon davor hatte, aber da hat es sich besonders gezeigt, den Vorteil gehabt, wir konnten losrennen, bevor wir gelernt haben zu laufen und passen nun die Skalierungen an. Teilweise werden sie optimiert, sodass wir von den Kosten her runterkommen. Wir konnten auf Knopfdruck die Ressourcen, die wir brauchen einfach buchen. Das war der größte Vorteil der Cloud.

Gerade neulich haben wir schmerzhaft gemerkt, wie es ist, wenn mal Microsoft hustet, dann steht bei uns die Fertigung. Ich muss aber positiv sagen, innerhalb einer Stunde wurde das Problem gelöst; da haben die Notfallpläne gegriffen.

Solche Themen haben wir auch im Anlauf gehabt, im Herbst, wenn ein Patch nicht funktioniert. Auch hier hat Microsoft unterstützt. Das war nicht so kritisch, hat jedoch eine Woche gedauert. Es erfordert schon ein gewisses anderes Denken.

Ich bin trotzdem begeistert von der Cloud. Es nimmt nichts weg, aber man muss auch mal auf die ein bis zwei negativen Dinge hinweisen, weil diese oft als Kriterium herangezogen werden. Man hat in der physischen und lokalen Welt die gleichen Probleme, die gleichen Auswahlmöglichkeiten und muss hier auch reagieren können. Wie gesagt, es war löblich, wie schnell das ging.

Grundsätzlich erfordert die digitale Fertigung eine stabile und sichere Infrastruktur, die man sowohl in der Firma haben muss, man muss natürlich auch beachten, dass die Anbindungen die bestmögliche Bandbreite auch zur Verfügung stellen, weil momentan sind wir noch mit Bildern und Messdaten unterwegs. Aber wenn dann Videos ins Spiel kommen, wird die Leitungsgröße, die man hat und auch die Ausfallsicherheit immer wichtiger.

Ihr habt gemeinsam über Microsoft Azure eine IoT-Plattform für die Planung, Überwachung und auch Erfassung dieser Prozesse, die du angesprochen hast aufgebaut. Wer hat welchen Teil des Projekts übernommen?

Stefan

Wir sind als erstes in die Bestandsaufnahme gegangen und haben das ganze Thema IoT an daenet übergeben. Wir haben eine komplette Projektdefinition gemacht, was überhaupt gemacht werden muss, welchen Scope wir an Maschinen haben, wie viele Werke betroffen sind und haben dann auch andere Themen gehabt, zum Beispiel unser MES-System musste komplett überarbeitet werden. Hier sind wir in die gemeinsame Arbeit eingestiegen, haben uns um das Back End gekümmert.

In das Front End ist dann auch die Rohmaterial-Verfolgung und Überwachung mit rein geflossen, die sowohl über die Oberfläche bedient werden kann, als auch über andere IoT-Geräte, wie Handscanner, in denen der Mitarbeiter nicht alles per Hand in der Oberfläche konfigurieren muss und dann nachprüfen muss, ob es passt. Er kann einfach mit dem Scanner durch die Fertigung laufen, scannt seine Anschlüsse ab, seinen Fertigungsauftrag und der Rest wird im Hintergrund von der Software gemacht.

In dem Hinblick wurde auch von der Oberfläche gleich darauf geachtet, dass die User Experience optimal ist. Wir sind hier den Weg der Optimierung gegangen, um es möglichst einfach und selbsterklärend bedienen zu können, als auch mit aktuellen Technologien, dass wir geräteunabhängig sind.

Es ist eine Webtechnologie, was mittlerweile der Standard ist und das kann auf stationären oder mobilen Geräten verwendet werden. Es können an die Lösung auch Kartenlesegeräte und RFID-Lesegeräte angebunden werden, für mehr Bedienerbenutzung, damit sich der Nutzer nicht jedes Mal ummelden muss, sondern mit der Karte einfach hingehen kann und seine Anlagen abscannt.

Es ging um die technische Lösung, als auch um die Prozessoptimierung, um möglichst wenig Aufwand durch die neue Lösung, die auch erst mal akzeptiert und angelernt werden muss, weil alles was neu ist zunächst abschreckt. Bis der Bediener bemerkt, dass er da auch einen Benefit, einen Vorteil daraus zieht. Deswegen war es auch ein großes Merkmal, die User Experience hier hervorzuheben und zu sagen, wenn wir Benutzerschnittstellen haben, müssen diese auch möglichst einfach und verständlich sein.

Das ist die ganzheitliche digitale Transformation. Jeder Einzelne muss sich reinlernen, das ist etwas Neues. Das ist ein Wandel, der bei euch stattfindet. daenet hat den IoT-Sektor aufgebaut und auch abgenommen und die Datenanalyse beziehungsweise die Auswertung ist ein Teil, der bei euch liegt, oder?

Stefan

Sowohl als auch. Wir haben auch hier noch einen Partner hinzugezogen, der die ganzen Data-Factory-Themen in der Azure Cloud per Exzellenz ausführt. Der Vorteil ist, dass man mit den Tools, wie auch die Data Factory, auch als normaler Microsoft User sehr schnell zurecht kommt. Für Skalierbarkeit, Nachhaltigkeit und eben auch für die Stabilität gibt es professionellere Ansätze.

Hier haben wir uns unterstützen lassen und darauf basierend, auf diese Datenweiterleitung und Verarbeitung in andere Systeme, Anreicherungen wiederum gemacht für das Kundenportal, um dann im Kundenportal wiederum sich auf die Visualisierung konzentrieren zu können und natürlich auch Bestandssysteme damit einbinden zu können.

Kannst du erklären, wie ihr die Anbindung der Daten gemacht habt? Wie funktioniert die Datenaufnahme?

Damir

Das ist eine sehr gute Fangfrage; so ein Projekt fängt in der Regel, abgesehen von den Business Anforderungen, immer mit der Datenaufnahme an und in diesem Fall kann es auch passieren, dass so ein Projekt gar nicht zustande kommt, weil die Daten nicht hergeben, was wir gerne hätten. Viele sagen, dass sie sehr viele Daten haben und sie möchten gerne etwas damit machen, jedoch steckt in diesen Daten nichts, was eine Business Anforderung erwartet.

Hier ist es nicht nur so, dass wir die Maschinen anbinden müssen. Am Ende kommt eine Rohr raus, aber es ist bemerkenswert zu sehen, was für eine Komplexität dahinter steckt; ich spreche nicht von Software.

Kommen wir zu Software und einfachen Anforderungen. Ich sammele jetzt die Daten, zum Beispiel von der Maschine. Es sind nicht nur Maschinen im Spiel hier, wir haben auch andere Systeme, die wir integrieren und wir haben auch andere Geräte, wie zum Beispiel eine Waage, eine Kamera oder zum Beispiel einen Barcode Scanner, QR-Code Scanner und so weiter. Alles dies muss irgendwie gelöst werden.

Das ist der Grund, warum wir uns dazu entschieden haben, eine IoT-Plattform zu nehmen. In diesem Falle, sind wir Microsoft Partner und machen das gerne, weil wir glauben, dass uns Microsoft so eine vorgefertigte Plattform gibt, damit wir nicht immer von null anfangen müssen, was auch für uns gut ist und selbstverständlich auch für unsere Kunden, beziehungsweise für die Kunden unserer Kunden.

Wie haben wir jetzt die Maschinen hier angebunden? Die Maschinen haben wir in diesem Fall überwiegend über OPC UA-Protokolle angebunden. Das ist in Deutschland, Gang und Gebe, wenn auch nicht im Rest der Welt.

Es gibt am Markt circa 230 bis 250 verschiedene Protokolle, die eigentlich niemand wirklich kann. Es gibt kaum eine Plattform, die das alles einfach abbildet. Deshalb hat die deutsche Industrie irgendwann festgelegt und gesagt, es mal zu versuchen, OPC UA zu machen, was ein Nachfolger von OPC von damals ist.

Unabhängig davon, ob das in jedem Szenario wirklich die beste Lösung wäre oder nicht, es ist erst mal ein Standard, zumindest an unserem Standort. Das ist das, was wir sehr begrüßen.

Wir haben nun OPC UA und diese Komponente kommt in diesem speziellen Fall von Microsoft und nun muss diese Komponente irgendwo in der Nähe von der Maschine, technisch gesehen, installiert werden. Das muss nicht unbedingt auf die Maschine festgeschraubt werden, damit die Komponente mit der Maschine reden kann und irgendwas mit diesen Daten anfangen kann.

Das Teil, das wir benutzen, ist eine Art von einem Gateway und um dieses Gateway zu implementieren – es ist ein Produkt! Das könnte sich um Jahre handeln. Das Schöne bei der Azure IoT-Plattform ist, dass es ein vorgefertigtes Konzept gibt, welches man IoT-Edge nennt und auf dessen Basis kommen ein paar Komponenten von Microsoft, die Sicherheit bieten, die automatische Updates bieten und alles, was man von Microsoft kennt. Die eigentliche intellektuelle Property, die Implementierung von diesen Business Cases, wird in sogenannten »Modulen« implementiert.

Für alle, die sich ein mit der Technik auskennen: Wir haben in diesem Projekt .NET und C# verwendet, um diese Module mit einem Code zu betanken.

Das ist erst ein Teil der Lösung. Wenn wir diese Daten, mit diesen Modulen aus der Maschine heraus holen, das ist in diesem Fall OPC UA bei der Maschine, aber zum Beispiel bei einer Waage oder einem QR-Code-Scanner, da müssen wir eigentlich die Treibersoftware entwickeln, die auch als diese Module deployed werden. Die Daten werden dann aus der Maschine rausgeholt und dann automatisch nach einem Standard mit bestimmten Protokollen von Microsoft in Cloud eingespeist.

Die Komponente bei Microsoft, die diese Daten empfängt, nennt man IoT-Hub. Und wenn die einmal da sind, da fängt der eigentliche Spaß an. Die Daten kann man irgendwo ablegen und unter anderem auch analysieren, damit sie bei irgendeinem User schön erscheinen in einer Anwendung und damit man etwas damit anfangen kann. Das nennen wir »Telemetrieflow«; die Daten von bestimmten Geräten, Maschinen oder Sensoren in die Cloud einzuspeisen.

Das Interessante dabei ist, das ist nicht das Einzige, was man macht. Manchmal müssen wir auch die Kontrolle von der Maschine übernehmen. Das ist genau das Interessante an diesen Cloudtechnologien: Wie komme ich von der Cloud auf eine Maschine oder auf einen Sensor? Dafür braucht man eine Plattform, die es ermöglicht, dies relativ einfach, aber auch sicher zu machen. Man muss man sich vorstellen, eine Maschine oder ein Gateway, ist ziemlich gut geschützt bei FRÄNKISCHE oder bei sonst jemanden. Das bedeutet, man kommt nicht einfach mal an diese Maschine. Da ist eine Firewall und was auch immer für eine Technologie hinter. Es gibt spezielle Protokolle, die wir dafür verwenden und verschiedene Verfahren, die solche Dinge ermöglichen.

Es gibt noch eine Schwierigkeit bei diesen Dingen. Es ist alles schön, wenn es funktioniert. Man stellt sich nur die Frage: Wie kommt es dahin? Traditionell hat man es immer so gemacht, dass sich jemand früher hingesetzt hat, eine DVD oder CD einsteckt und dann lief das.

Nur die Komplexität bei FRÄNKISCHE ist so, dass die Kollegen auf neue Ideen kommen. Und sie möchten nicht drei Jahre warten, bis irgendjemand irgendwo hinfährt oder irgendwas installiert auf eine CD. Das muss sofort passieren. Wir haben es gemeinsam so gemacht, dass im Rahmen der DevOps-Strategie mit bestimmten anderen Tools, die wir auch von Microsoft hier verwenden, alle diese Module und Gateways, die wir haben.

Wir kompilieren automatisch, wir testen automatisch und installieren automatisch. Und zwar nicht in Cloud, sondern direkt in das Cluster von denen. Das ist Kubernetes in diesem Falle, wo wir das Ganze dann hosten, deployen und installieren. Diese ganzen Geräte sind in einer IT-Umgebung, die geschlossen und kontrolliert ist.

DevOps ist die Zusammenarbeit beziehungsweise die Methodik, zwischen Softwareentwicklung und IT-Betrieb, den ihr dort aufgesetzt habt. Wenn man noch Rückfragen hat, seid ihr offen für technischen Detailfragen, die mit dazukommen. Die Datenanalyse, du hast gesagt, die macht ihr teilweise selber, teilweise mit Partnern. Wie sieht die Benutzeroberfläche aus für euch? Was ist der Outcome für euch am Ende?

Stefan

Das kommt darauf an, wer der User ist. Für uns intern gibt es eine Archivfunktion, auch eine grafische Darstellung, gerade jetzt für das Rohmaterial Thema, das optisch dargestellt wird: Das ist die Palette mit dem Rohmaterial, ich habe hier eine Linie, die die Leitung, die Förderleitung abbildet, mit den Verbindungsstücken nummeriert und dann kommt eine Verarbeitungsanlage, welcher Art auch immer, wenn es auch nur die Trocknung ist.

Ich habe eine Verteilung auf die Anlagen, damit der Mitarbeiter das so sieht, als ob er davor in der Fertigung steht. Das ist von den Symbolen angelehnt an die Realität, als auch der Handscanner, wo er durch die Realität läuft und abscannt und das automatisch in der digitalen Welt landet. Er bekommt dadurch ein Archiv aufgebaut, in dem er in einer sehr einfachen Listenform herausfinden kann, was über welche Leitung wann transportiert wurde, mit welchem Rohmaterial und hat mit wenigen Klicks eine komplette Übersicht über den Lebenslauf des Teiles.

Die zweite Perspektive ist das Kundenportal, was auch wieder eine Weboberfläche ist, die auch extern zur Verfügung steht – das erste Thema ist natürlich nur intern – hier gibt es die verschiedensten Arten von Diagrammen, Tabellensichten und es können auch Filter gesetzt werden. Für unsere interne Verwendung gibt es auch noch verschiedene Analysemöglichkeiten, ähnlich wie man es aus Excel kennt.

Es gibt schon die Ansätze, für die nächsten Projekte, um aus den wachsenden Daten dann mit Machine Learning oder eben künstlicher Intelligenz zukünftig auch automatisiert Merkmale herauslesen zu können und dann aus den Daten eine Wertschöpfung zu generieren und nicht nur Kosten.

Ergebnisse, Geschäftsmodelle und Best Practices – So wird der Erfolg gemessen [41:15]

Was ist der Business Case für euch, also für eure Firma? Habt ihr eine Return-on-Invest-Rechnung oder solche Betrachtungen gemacht? Kannst du uns ein paar Insights geben?

Stefan

Natürlich wird auch versucht, den Nutzen heraus zu bekommen. Wobei dadurch, dass es ein konkreter, projektbezogener Auftrag auch war, ist mit dem Projekt die Kostenrechnung erfolgt. Man muss natürlich schauen, es geht auch um die zukünftige Ausrichtung, Wettbewerbsfähigkeit.

Gerade in der Automobilindustrie findet derzeit ein großer Umbruch statt. Vorreiter aus Amerika drängen mit ihren Elektroantrieben in unseren deutschen Markt, in unser Hoheitsgebiet ein. Unternehmen, die seit Jahren breit und auch gesund aufgestellt sind, kommen oft nun in die Bredouille, weil sie ein ganz anderes Mindset hat. Es kommen Spieler auf den Markt.

Auch unsere heimische Automobilindustrie stellt sich immer tiefer in die digitale Vernetzung, kommt dann in Themen rein, die bisher nicht ihre Kern-Engineering-Themen waren und wollen natürlich auch, dass die Zulieferer hier nahtlos eingebunden werden können; somit kommt der Wandel Schritt für Schritt auch immer mehr zur digitalen Fertigung. Das wird mittelfristig immer mehr zur Grundvoraussetzung werden. Das ist mit bedarfsgerechten Lösungen zu erledigen. Blinder Aktionismus hilft auch nicht; das ist nicht nachhaltig und kostet mehr, als es bringt.

Mit der Firma daenet fahren wir mit den IoT-Sektoren in dem hybriden Ansatz. Wir haben nicht nur Daten erfasst, weg geschrieben und gespeichert und stellen die dar, sondern es wurde mit der Cloud eine Interaktion abgebildet, dass Prozesse auch Prüfprozesse mit Kameras nativ entwickelt wurden, für uns, von der Firma daenet, als auch die Anbindung und Kommunikation zwischen Prozessen und Maschinen.

Diese ganze virtuelle und physische Welt geht mittlerweile nahtlos ineinander über und werden dann zukünftig die Mitarbeiter entlasten. Viele der administrativen, repetitiven Tätigkeiten von den neu gestalteten digitalen Prozessen übernommen werden können. Benutzeroberflächen werden vereinfacht und dem Nutzer angepasst, Einschätzungen werden immer mehr mit Fakten untermauert, wo früher das Bauchgefühl gesprochen hat; da kommen Datengrundlagen, mit denen man wirklich belastbare Analysen machen kann.

Gibt es aus eurem gemeinsamen Projekt abschließend Erfahrungen, die ihr teilen wollt? Best Practices, die man daraus ziehen kann oder auch Fallstricke für andere, die solche Projekte umsetzen wollen?

Stefan

Das Wichtigste ist die Kommunikation. Die DevOps, das haben wir zum Glück schon intern in Verwendung. Als Kollaborationsplattform war das hervorragend. Man bekommt transparent und nachvollziehbar seine komplette Projektdokumentation mit und auch die Kommunikation, als auch sämtliche Software-Module und Bausteine, die entwickelt wurden.

Dieser Ganze technische Prozess, auch die Bereitstellung, wird über diese Plattform abgebildet. Und in den Fertigungsbereichen ist man lean aufgestellt heutzutage; agil versuchen auch viele. Man sieht gerade auch bei großen Kunden, zum Beispiel dem Audi E-Tron oder dem ID.4 von VW, wie schwer sich so große Kunden trotz Ressourcen, von denen wir träumen können, tun.

Allein wegen dem einseitigen, auf Richtung Softwareentwicklung umzuschwenken. Das war das, was wir mit Damir und mit der daenet geschafft haben; zu sagen, dass wir intern bereits dieses Mindsetting haben. Den Rest mussten wir motivieren und mitziehen, aber dadurch, dass der Partner eben auch schon zu 100 % in dem Bereich unterwegs war, taten wir uns nicht so schwer.

Man muss ganz klar sehen, wir sind auch Lieferanten über OEMs für die großen Hersteller. Gerade wenn es in den Premiumsektor geht, wenn einer ein Auto für 130.000 € kauft, dann will er nicht irgendwo rumstehen und irgendwelche Softwareprobleme haben und das Auto fährt nicht mehr.

Damir

Es war ein sehr komplexes Projekt, aber das schöne dabei ist, was ich hier verfolge ist, es ist eine sehr gute Herangehensweise gewesen, die zwei verschiedenen Welten, OT- und IT-Welt, diese Automatisierungswelt, mit den Maschinen und auch mit den neuen modernen Softwaretechnologien zu arbeiten.

Ich persönlich stelle sehr häufig fest, dass es zwischen diesen zwei Welten immer ein Missverständnis gab. Die Software Leute verstehen möglicherweise nicht das, was die Menschen oder die Maschinen machen. Für die ist Cloud wahrscheinlich etwas, was man weglassen könne.

Wir haben hier wirklich gezeigt, dass man die modernen Ansätze von Softwareentwicklung, hier geht es um eine Revolution in einer Software, in einer Art und Weise, wie man Industrieangelegenheiten mit Software macht. Das ist das, was Cloud ermöglicht.

Ich würde allen empfehlen, die sich noch nicht auf diese Reise hinbewegt haben, das unbedingt zu überprüfen, ob das wirklich die gute Idee ist, die Cloud wegzulassen. Ich möchte damit nicht sagen, dass die Cloud für alle Lösungen genommen werden soll; das wird auf keinen Fall passieren. Wir haben hier vielleicht 50 % davon „on Edge“. Das ist gar nicht in der Cloud, das wird auch so bleiben und das ist auch gut so, aber diese ganzen Themen, wie die Dinge gemacht werden und mit welcher Geschwindigkeit eine neue Idee umgesetzt, die Dinge komplett transformiert und wieder installiert werden.

Diese Effizienz ist bemerkenswert. Ich glaube gar nicht, dass Stefan und seine Kollegen noch in der Lage sind, das zu bemessen, was das für Möglichkeiten ergibt. Das wird sich erst mal in ein paar Jahren zeigen, wenn sie ihre Potenziale und Kreativität entfalten und sehen, dass das dadurch unterstützt wird. Das ist nicht zu unterschätzen.

Das sind unendliche Möglichkeiten, die ihr mit dieser IoT-Plattform im Endeffekt geschaffen habt, oder?

Stefan

Richtig, auf jeden Fall. Wir haben sozusagen die Grundlagen geschaffen. Jetzt geht es um die Vertiefung und Stabilisierung. Es muss jetzt auch in allen Werken jeder Mitarbeiter mit der Plattform und den Anforderungen, die dadurch auch höher geworden sind, klarkommen. Aber jetzt haben wir eben die Grundlagen geschaffen, damit wir dann die Themen, die wir seit langem betrachten, aber nicht angehen konnten, wie zum Beispiel Predictive Maintenance oder automatische Fehlererkennung, Fraud Detection behandeln können. Das können wir jetzt angehen, weil wir nun die Daten live zur Verfügung haben.

Bei mir in der Abteilung haben wir einen eigenen Bereich für Analytics, die haben nun Datenmengen, mit denen sie zukünftig Modelle aufbauen und trainieren können und damit erst mal Erfahrungen sammeln. Es ist momentan noch gar nicht bewusst, was man zukünftig damit alles machen kann. Umso breiter wir jetzt in die Welt kommen, in allen Werke und die Mitarbeiter das auch verstehen, dann kommen auch die Ideen von den Mitarbeitern, weil das alles keine One Man Show ist. Es waren immer mindestens zwei Partner beteiligt, in der Regel auch drei oder vier. Wir mussten die ganzen externen Maschinenhersteller erst mal abholen, weil es war wirklich so, dass wir keinen Maschinenhersteller hatten, der wirklich mit diesen Techniken umgehen können. Sie werben alle mit Industrie 4.0, sie haben alle OPC UA, aber der integrative Ansatz, das in die Plattform zu bringen, das zu verbinden, die Maschinen miteinander sprechen zu lassen, das konnte keiner bieten. Hier mussten wir die Mitarbeiter, als auch die externen Lieferanten heranziehen.

Ein großes Dankeschön an euch, dass ihr dieses Projekt hier geteilt habt. Das ist eine Reise, auf der gerade verschiedenste Unternehmen sind. An der Stelle ein herzliches Dankeschön an euch, dass ihr so offen euer Projekt geteilt habt. Danke, dass ihr heute mit dabei wart. Wirklich ein sehr spannendes Thema. Ich bin gespannt, wie es sich weiter entwickelt in der Zukunft.

Vielen Dank! Bis dann!