Industrie 4.0 Per digitalem Retrofit auf dem Weg in die Zukunft

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Auf dem Weg in die digitale Transformation ist eine neue Maschine nicht immer die optimale Lösung. Das Nachrüsten, Retrofit genannt, ist oft sinnvoller und ermöglicht auch Spätstartern den Einstieg in die Industrie 4.0.

Das Um- und Nachrüsten vorhandener Produktionsanlagen scheint vielen Mittelständlern gegenüber der kompletten Neuanschaffung einer Maschine oder Anlage der weniger riskante Weg. Ein Retrofit verlängert nicht nur die Lebensdauer der Anlage, sondern ist auch kostengünstiger als ein Neukauf. So lassen sich etwa Produktivität und Energieeffizienz in bestimmtem Rahmen steigern. Ein weiterer Vorteil: Der Schulungsbedarf sinkt, da die Mitarbeiter bereits mit der Technik vertraut sind und lediglich in die neuen Komponenten eingewiesen werden müssen.

Produktionsanlagen besser in den Griff bekommen

Gleichzeitig bietet ein Retrofit vielen Unternehmen die Chance, ihre Produktionsanlagen besser in den Griff zu bekommen, sich nachhaltiger aufzustellen und sogar neue Geschäftsmodelle zu erkunden. Ein „digitaler“ Retrofit ist der evolutionäre, organische Einstieg in Industrie 4.0. Durch das Nachrüsten alter Anlagen mit neuen Sensoren können zusätzliche Daten ermittelt werden – die Produktion wird damit transparenter.

Einen Quantensprung in der Produktivität können Unternehmen ohne größere technische Änderungen nicht erwarten. Ein digitaler Retrofit ermöglicht jedoch neue Strategien und effizientere Prozessabläufe in der Herstellung. In einer ersten Phase lassen sich leicht kurzfristige Ziele realisieren. Dazu gehören etwa:

• Betriebszustände von Maschinen ermitteln,

• Kapazitätsauslastung bestimmen,

• die Fertigungszeit von Aufträgen besser einschätzen,

• Produktionsabläufe auf Basis realer Daten visualisieren.

Buchtipp

Maschinen und Anlagen digital nachrüsten

Das mittel- bis langfristige Ziel eines digitalen Retrofit ist jedoch eine hohe Qualität in der Produktion und für das ganze Unternehmen. Erstrebenswerte Entwicklungsstufen sind zum Beispiel:

• Predictive Maintenance: Dank der ausgelesenen Maschinendaten und Künstlicher Intelligenz (KI) lassen sich frühzeitig Probleme in der Maschine oder Anlage erkennen und Produktionsausfälle vermeiden.

• Ermittlung des Carbon Footprint: Wenn Maschinen mehr Daten liefern, lässt sich in Verbindung mit entsprechender Software und einem integrierten ERP der Carbon Footprint von Produkten oder einer ganzen Fabrik ermitteln.

• Optimierung der Lieferkette: Der Austausch mit Unternehmen innerhalb der Lieferkette (nach unten und nach oben) geschieht künftig über Clouds.

Auch juristische Aspekte bedenken

Das Erreichen der oben genannten Evolutionsstufen kann für das einzelne Unternehmen nachhaltige Wirkkraft erzielen. Wichtig ist, diesen Weg mit Weitblick zu beschreiten und zuvor auch Auswirkungen juristischer Art zu bedenken: Wird eine Maschine durch einen Industrie-4.0-Retrofit erweitert, so ist nach Arbeitsschutzgesetz, Betriebssicherheitsverordnung und Produktsicherheitsgesetz zu prüfen, ob ein sicherer Betrieb der Maschine noch gewährleistet ist und ob eventuell Probleme mit der CE-Kennzeichnung und dem Arbeitsschutz entstehen. Werden personenbezogene Daten erhoben, kommt zudem der Betriebsrat ins Spiel.

Elektronische Sicherheitskette

Retrofit einer Kaschieranlage mit modernster Sicherheitstechnik

Vor jedem Projekt sollte auf jeden Fall definiert werden, was man erreichen möchte. Deshalb müssen folgende Fragen beantwortet werden:

• Was sind relevante Einflussparameter? Sollen Grenzwerte festgelegt werden?

• Was soll gemessen werden und was soll mit den erfassten Daten erreicht werden?

• Wie sieht die Bereitstellung für höher gelagerte Systeme in der Automatisierungs- bzw. Lieferantenkette aus?

Die oben genannten Entwicklungssprünge zu verwirklichen, erfordert Strategie und Erfahrung. Dabei spielen wichtige Industriestandards, etwa beim Datenfluss und -austausch, eine zentrale Rolle. Hier müssen Unternehmen jedoch nicht bei null beginnen. Inzwischen haben sich Verbände und Vereinigungen intensiv mit Industrie 4.0 und den dafür relevanten Industriestandards beschäftigt.

Anlaufstellen für Interessierte

Wichtige Anlaufstellen sind zum Beispiel:

• die Industrial Digital Twin Association (IDTA). Sie wurde von dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) und dem Verband der Elektro- und Digitalindustrie (ZVEI) gemeinsam mit Bitkom und 20 Firmen aus der Elektroindustrie, dem Maschinenbau, der Softwarebranche und weiteren Anwendern gegründet.

• Neben Verbänden und relevanten Kommunikationsstandards, wie OPC UA oder MQTT, gibt es auch Nutzervereinigungen wie die Open Industry 4.0 Alliance, die ganz praktisch an der Implementierung solcher Standards arbeiten und die vernetzte Fabrik zum Ziel haben.

Inmitten schwieriger Umstände für die Industrie können sich vor allem jetzt mittelständische Unternehmen mit einfachen Mitteln auf die Reise in die digitale Zukunft begeben.  (jv)

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