Smart Manufacturing: So rechnet sich die Digitalisierung der Produktion

Digitalisierung ist der Schlüssel zu Smart Manufacturing. Doch während sie in vielen Unternehmensbereichen längst Einzug gehalten hat, ist die Produktionsumgebung oft ein weisser Fleck auf der Roadmap. Das Konzept des Smart Manufacturing aber lebt gerade von der durchgängigen Vernetzung von Menschen und Maschinen, Produkten und Prozessen. Daher sollten die Digitalisierung des Shopfloors und die intelligente Verknüpfung der Produktion mit den betrieblichen Informationssystemen als Managementaufgaben weit oben auf der Agenda stehen.

Smart Manufacturing kann als konkretes Unternehmensziel definiert werden. Es steht für datengetriebene Geschäftsprozesse, signifikante Effizienzsteigerungen sowie verantwortungsvollen Umgang mit endlichen und wertvollen Ressourcen wie Energie, Personal oder Kapital. Darüber hinaus bildet Smart Manufacturing die Grundlage neuer Angebote, Finanzierungs- und Geschäftsmodelle für das IoT-Zeitalter und kann helfen, aktuelle Herausforderungen wie den Fachkräftemangel, steigende Energiekosten und eine immer komplexere Supply Chain zu überwinden. Mit anderen Worten: Smart Manufacturing sichert die Wettbewerbs- und Zukunftsfähigkeit in einem dynamischen wirtschaftlichen und sozialen Umfeld, nicht nur, aber vor allem in einem Hochlohnland wie der Schweiz.

Aber: Die Digitalisierung einer Maschine ist noch kein Smart Manufacturing. Das kann ein guter Einstieg sein, ersetzt aber nicht eine ganzheitliche Strategie. Erst die Integration aller Informationssysteme und Datenlieferanten in ein Gesamtsystem macht aus punktuellen digitalen Prozessen ein ganzheitliches Smart Manufacturing. Erst auf dieser Stufe der «Industrie 4.0» können Produktionsabläufe, Warenströme und Kundenbeziehungen wirklich End-to-End automatisiert, papierlos abgewickelt oder mithilfe von Daten aus den unterschiedlichsten Quellen perfektioniert werden.

Vom Shopfloor zum Topfloor

Smart Manufacturing betrifft sämtliche Unternehmensbereiche, von der Fertigung über die Logistik bis zu den kaufmännischen Aufgaben und, natürlich, die IT. Gerade die aber tut sich mit der Digitalisierung von Fertigungsprozessen schwer. So ist die Fertigungsebene, der Shopfloor, im Vergleich zur Ebene der Managementprozesse in der Regel unterdurchschnittlich digitalisiert, obwohl sie für Produktionsunternehmen im Zentrum der betrieblichen Abläufe steht.

Der Einsatz von CRM-Systemen für eine «Smart Customer Experience» ist heute selbstverständlich, wie auch der Einsatz von ERP-Systemen für die Planung und Steuerung der Geschäftsprozesse in der Supply Chain und im Finanz- und Rechnungswesen. Eine «smarte» Fertigung aber ist für die meisten noch Zukunftsmusik. Von einer selbstorganisierten Produktionsumgebung sind die meisten Firmen noch weit entfernt.

Die Rolle der IT in der Digitalisierung der Produktion

Wenn es um etablierte Prozesse geht, die sich leicht skalieren lassen, ist die IT verantwortlich. Natürlich ist auch die Einführung von Unternehmenssoftware ein Kraftakt, zugleich aber in mancher Hinsicht weniger komplex als Digitalisierungsvorhaben auf dem Shopfloor. Das liegt daran, dass dort die Prozesse weniger standardisiert und damit für die gängigen IT-Plattformen nicht ohne Weiteres beherrschbar sind. Die daraus resultierende Entkopplung von OT und IT bildet eine Staumauer, die den für das Smart Manufacturing essenziellen Datenfluss hemmt.

Das bedeutet aber auch: Maschinen, Fördertechnik und Abläufe zu digitalisieren ist ein erster Schritt, aber nur die Basis. Die durchgängige Integration vom Shopfloor zum Topfloor – und umgekehrt – ist hingegen die Kür. Sie bringt Transparenz innerhalb und ausserhalb des eigenen Unternehmens – eine komplett digitale Kette vom Rohstofflieferanten über den Shopfloor und die Logistik bis zum Kunden respektive dessen Kunden ist realisierbar. Und diese Integration schafft die Rahmenbedingungen dafür, dass Mitarbeitende und Maschinen effizienter arbeiten können.

Für die vertikale und horizontale Integration braucht es einen langen Atem und Fachpersonen, die Automatisierungsprojekte nicht isoliert angehen, sondern in den Unternehmenskontext bringen. Wenn sich Hierarchien und Architekturen grundlegend ändern – in der digitalen Welt sind ERP- und Produktionssoftware, Tracking-Systeme und Sensoren allesamt Datenlieferanten für das Gesamtsystem – ist für Silodenken und Insellösungen kein Platz. Es muss die Möglichkeit geschaffen werden, alle relevanten Daten zentral verfüg- und nutzbar zu machen.

Wenn das gelingt, öffnet sich eine Vielzahl neuer Möglichkeiten. So ermöglicht der zeitnahe Austausch von Maschinen- und anderen Daten zwischen Shopfloor und Topfloor beispielsweise ein optimiertes Produktions- und Störungsmanagement. Material- und Maschineneinsätze werden besser planbar und Stillstände verkürzt. Papierformulare und Exceltabellen verschwinden und menschliche Fehler werden reduziert.

Shopfloor-Digitalisierung, eine Frage der Technologie?

Technisch ist das zum Beispiel über die Erweiterung des ERP-Systems, die Einführung eines MES (Manufacturing Execution System) oder durch neue, intuitive Werkzeuge wie Low Code möglich. Welcher Weg der richtige ist, hängt nicht nur von der bestehenden Systemumgebung ab, sondern auch von den individuellen Anforderungen, Produkten oder Zielen und dem Maschinenpark, der für die Skalierbarkeit einer Lösung entscheidend ist.

Die Auswahl von Technologie und Software hat sich den Unternehmenszielen zu beugen, nicht umgekehrt. Deswegen ist die Shopfloor-Digitalisierung und -Anbindung kein IT-Projekt, sondern eine Managementaufgabe, genau wie die Wahl eines unabhängigen Implementierungspartners, der objektiv zu Software, Systemen und Plattformen beraten kann. Dabei gilt, dass nicht alles, was technisch möglich ist, immer auch sinnvoll ist. Aber was sinnvoll ist, sollte technisch möglich gemacht werden, um die Potenziale der Shopfloor-Digitalisierung und des Smart Manufacturing tatsächlich ausschöpfen zu können.