Mit Industrie 4.0 in eine nachhaltige Zukunft

Dominik Rüchardt, Senior Director Business Development Zentraleuropa bei PTC, beschäftigt sich in seinem Gastbeitrag mit der nächsten großen Herausforderung: mehr Resilienz durch mehr Nachhaltigkeit.

Die Corona-Pandemie ist noch nicht überwunden – gleichwohl gilt es, den Blick in die Zukunft zu richten. Nachdem die Pandemie auch auf wirtschaftlicher Ebene immensen Schaden verursacht hat, muss die Industrie jetzt die nächsten Schritte einleiten, um sich wieder zu stärken und nachhaltig aufzustellen. Ein wesentlicher Treiber von Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit ist die Digitalisierung der Produktion und die Umsetzung von Industrie 4.0.

Eines der größten Aufbaupakete zur Erholung von der Corona-Pandemie hat die Europäische Union auf den Weg gebracht: Mit ihrem Programm „NextGenerationEU“ unterstützt sie ihre Mitgliedstaaten dabei, gestärkt aus der Krise hervorzugehen. Darlehen und Zuschüsse in Höhe von 723,81 Milliarden Euro („Recovery and Resilience Facility“) beispielsweise sollen Reformen und Investitionen in den EU-Ländern fördern, um die gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Auswirkungen der Pandemie abzumildern. Ein wesentliches Ziel der Initiative ist dabei auch, den ökologischen und digitalen Wandel in Europa zu beschleunigen.

Die Pläne der Europäischen Union unterstreichen deutlich den hohen Stellenwert sowohl der digitalen Transformation als auch des Umwelt- und Ressourcenschutzes. Digitalisierung ist dabei ein zentraler Wegbereiter für Nachhaltigkeit, insbesondere auch in der Industrie. Eine digitalisierte Produktion sowie neue Wertschöpfungsnetzwerke ermöglichen etwa, die Energie- und Ressourceneffizienz von Produkten über ihren gesamten Lebenszyklus zu erhöhen. Schätzungen zufolge sind so beispielsweise in der deutschen Industrie Energieeinsparungen in Höhe von acht Prozent realisierbar.2 Zudem sind neue digitale Geschäftsmodelle von wesentlicher Bedeutung, um die Möglichkeiten der Digitalisierung für eine nachhaltige Industrie zu erschließen – entweder, indem Nachhaltigkeit den Kern des Werteversprechens darstellt oder aber Nachhaltigkeit eine Folge der Wertschöpfungsstruktur ist. Beispiele solcher Geschäftsmodelle sind etwa digitale B2B-Plattformen zur Vernetzung, offene Partnerschaftsmodelle mit unternehmensübergreifenden und offenen Ökosystemen oder transparente Serviceangebote.

Vom Massenprodukt zum transparenten Serviceangebot

Bislang war der Kauf eines Produktes gleichbedeutend damit, dieses auch tatsächlich „physisch“ zu besitzen. Digitale Geschäftsmodelle können dazu beitragen, dieses Wertverständnis zu einem nachhaltigeren Ansatz weiterzuentwickeln. Im Fokus steht dabei die Distanzierung vom Massenprodukt und „sell-and-forget“-Prinzip sowie stattdessen die Orientierung am transparenten Serviceangebot. Der Kunde erwirbt dabei ein Produkt oder auch eine Dienstleistung nicht mehr im Rahmen eines einmaligen Kaufs, sondern kann etwa gegen Zahlung einer monatlichen Gebühr für einen bestimmten Zeitraum darüber verfügen. Zudem erhält er Zugang zu weiteren Leistungen wie etwa Software-Updates. Dieses Service-basierte Geschäftsmodell baut auf dem Grundgedanken des zirkulären Wirtschaftens auf. Im Fokus steht hierbei die regenerative Nutzung von Produkten, Komponenten und Materialien von höchster Qualität sowie über mehrere Zyklen hinweg. Möglich wird die wirtschaftliche Umsetzbarkeit dabei oft erst durch die Digitalisierung, etwa durch Lösungen für das Product Lifecycle Management (PLM).

Der Digital Thread: die intelligente Informationskette

Eine bewährte PLM-Lösung ist die Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Implementierung eines „Digital Thread.“ Dieser fungiert dabei als Bindeglied, das sämtliche Aspekte und Lebenszyklusphasen von Produkten und Dienstleistungen in einer offenen Architektur miteinander verknüpft. Dies verläuft etwa von den Anforderungen über das Design, die Umsetzung in der Konstruktion bis hin zur Fertigung, dem Lieferantenmanagement sowie dem Service wie Betrieb und Wartung. Mithilfe des Digital Thread ist ein Zugriff auf Echtzeit-Daten möglich, Zusammenhänge werden sichtbar und Vorhersagen lassen sich treffen.

Durch die Verfügbarkeit aller relevanten Daten in Echtzeit lassen sich Geschwindigkeit und Agilität von Entscheidungsprozessen, die Transparenz sowie Effizienz und Genauigkeit entscheidender Geschäftsinformationen entlang der Wertschöpfungskette signifikant steigern. Zugleich werden Informationsengpässe vermieden.

Grundlage eines Digital Threads ist eine solide PLM-Lösung. Erst damit lassen sich Daten verschiedener Systeme zusammenfügen und koordinieren. Von wesentlicher Bedeutung für die Zusammenführung des physischen und des digitalen Bereichs sind sowohl das Internet of Things (IoT) als auch die Augmented Reality (AR): Während das IoT Informationen aus der physischen Welt in den digitalen Raum bringt, werden mittels AR Botschaften in die andere Richtung übertragen.

Robuste Architektur und einheitliche Standards als Grundlage

Die Vernetzung der industriellen Produktion eines Unternehmens sollte in erster Linie auf einer entsprechenden Architektur- und Prozessgestaltung basieren. Im Anschluss erfolgt die Implementierung spezifischer Tools wie etwa Reportings. Essenziell ist, auf eine robuste Architektur zu setzen und diese kontextfähig aufzubauen. Dies gelingt nur mit großen, kommerziellen Anbietern, die über entsprechende Expertise und Lösungen verfügen. Wichtig ist weiterhin eine Ausrichtung an marktorientierten, einheitlichen Standards. Beispiele hierfür sind etwa die Referenzarchitekturen RAMI oder das Internet of Production der RWTH Aachen und des Fraunhofer IPT, eine auf die Komplexität produzierender Unternehmen zugeschnittene Infrastruktur, mit der sich die Prinzipien des IoT in die Produktion einbringen lassen. In jedem Falle sollten Unternehmen auf verfügbare, bewährte Lösungen setzen. Wird das Digitalisierungsvorhaben nicht optimal angegangen, etwa durch Nutzung individueller „eigens“ entwickelter Lösungen, besteht das große Risiko eines Misserfolgs. Die Aufwendungen für eine Korrektur können in dem Fall umfangreich und langwierig sein.

1 https://ec.europa.eu/info/strategy/recovery-plan-europe_de

https://www.iwkoeln.de/fileadmin/user_upload/Studien/Gutachten/PDF/2021/Ressourceneffi-zienz_4.0_Hauptbericht_final.pdf

Weitere Informationen unter:
www.ptc.com

Bildquelle / Lizenz Aufmacher: Photo by Opt Lasers on Unsplash

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