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Interview – Deep Learning für die Industrie 4.0

Interview mit Prof. Dr. Kai Uwe Barthel über Deep Learning und gegenwärtige Anwendungsbereiche in der Industrie 4.0

Prof. Kai Barthel ist Gründer und CVO der Pixolution GmbH, ein Unternehmen, das Deep Learning dazu einsetzt, Bilder über ihre Pixelinhalte automatisiert verstehen zu können. Darüber hinaus ist Prof. Barthel in der Forschung und Lehre für Medieninformatik und Visual Computing an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin tätig.

Connected Industry: Welcher Weg hat Sie zu einem führenden Experten für Deep Learning und zur Gründung der Pixolution GmbH geführt?

Im Prinzip bin ich über mein Interesse an elektronischen Musikinstrumenten auf den Weg zur Analyse von Bits und Bytes gekommen. Als Schüler war ich von den neuen Möglichkeiten der Klangerzeugung fasziniert. 1980, zwei Jahre vor meinem Abitur, baute ich einen eigenen Synthesizer, ohne wirklich zu verstehen, was ich dort eigentlich tat.

Daraufhin studierte ich Elektrotechnik mit Fokus auf Signalverarbeitung, blieb nach dem Diplom diesem Themenbereich treu und arbeitete als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU Berlin, wo ich zum Thema Bildkompression promovierte.

In diesem Kontext bin ich auf MPEG-7 gestoßen und fand das Konzept sehr spannend.  MPEG-7 war im Gegensatz zu MPEG-1, 2 und 4 kein Kompressionsstandard für Video- oder Audiodaten, sondern die Idee bestand darin, Metadaten von Mediendateien zu erzeugen. Ich befasste mich mit der automatisierten Beschreibung von Bildern, ohne manuelle Verschlagwortung, allein auf Basis der Pixelwerte. Spätestens das war für mich der erste Schritt in Richtung maschinelles Lernen.

Unser erster Erfolg war das Programm ImageSorter, das wir im Jahr 2006 als Freeware veröffentlichten. Hiermit konnte man hunderte von Bildern visuell sortiert darstellen und somit gesuchte Bilder schneller finden. Wir bekamen rasch unerwartete Anfragen aus der Industrie, wie etwa von CEWE mit der Aufgabe, Bilder für Fotobücher automatisch zu sortieren. Aus diesem Bedarf heraus haben wir dann die Pixolution GmbH gegründet. Auch Mauritius Images, eine der ältesten Bildagenturen Deutschlands, hatte unseren Algorithmus eingesetzt, mit dem die Ergebnisse einer Bildsuche inhaltsbasiert sortiert präsentiert wurden und somit die Nutzer in die Lage versetzten, mehrere hundert Bilder gleichzeitig zu erfassen.

Connected Industry: Im Gegensatz zu anderen Anbietern künstlicher Intelligenz, befassen Sie sich nicht nur mit der Klassifikation von Bildern, sondern Sie verwenden Deep Learning, um dem Computer ein generelles Verständnis von Bildern zu verleihen.

Deep Learning ist ein Mittel zum Zweck, womit sich viele Aufgaben lösen lassen. Heute analysieren wir Bilder automatisiert über künstliche neuronale Netze, da diese in den letzten Jahren enorm an Reife hinzugewonnen haben. Hiermit lassen sich neben der Klassifikation „was ist der Inhalt eines Bildes?“ eine Reihe weiterer Aufgaben lösen. Hierzu gehört neben der automatischen Verschlagwortung unbekannter Bilder, das Finden ähnlicher Bilder, die Detektion von Duplikaten im Datenbestand, aber auch die Beantwortung sehr spezifischer Fragestellungen, wie etwa nach der Qualität, der Stimmung oder dem Stil eines Bildes. Einige Beispiele sind auf unserer Webseite www.visual-computing.com  zu finden. Natürlich lässt sich Deep-Learning auch auf andere Datentypen anwenden. Das kennen wir alle von Sprachassistenten wie Siri oder Email-Spamfiltern etc.

Unser Hauptprodukt bei Pixolution ist ein Plugin für Solr, womit wir ein klassisches Dokumentensuchsystem in die Lage versetzen, auch Bilder (z.B. von Agentur- oder Produktdatenbanken) gleichzeitig nach konventionellen Metadaten und visuellen/inhaltlichen Kriterien durchsuchbar zu machen. Dafür müssen die Bilder von der Maschine „verstanden“ werden.

Connected Industry: Was bedeutet Deep Learning denn eigentlich im Kontrast zu Machine Learning? Wo beginnt Deep Learning und – als obligatorische Frage – ist Deep Learning ein überzogenes Buzzword?

Machine Learning ist im Prinzip der Oberbegriff aller Verfahren, bei denen Computer zu einer bestimmten Fragestellung selber den Algorithmus zur Lösung generieren können. Heute wird der Begriff „Machine Learning“ sicherlich etwas verschwenderisch verwendet. Zum Teil werden oft schon einfachere Verfahren wie beispielsweise Decision Trees oder K-means-Clustering als Machine Learning „verkauft“. Das eigentliche Machine Learning verwendet unterschiedliche Arten künstlicher neuronaler Netze. Einfache Aufgaben lassen sich mit kleinen neuronalen Netzen mit zwei bis vier Schichten lösen, dies reicht beispielsweise für die Erkennung von handschriftlichen Ziffern.

Deep Learning verwendet neuronale Netze mit deutlich mehr Schichten (bis hin zu Hunderten). Erst mit diesen vielen Schichten, die insgesamt Tausende bis Millionen von Netzwerkgewichten (zu lernende Parameter) haben, werden Lösungen für wirklich komplexe Aufgaben möglich.

Deep Learning ist ein Unterbereich von Machine Learning. Für mich ist Deep Learning kein Buzzword, denn die Lösungsmöglichkeiten von komplexen Aufgaben sind tiefgreifend. Es hat sich in den letzten Jahren einiges getan, so dass wirklich hochkomplizierte Aufgaben lösbar geworden sind.

Connected Industry: Deep Learning gilt allerdings auch als Blackbox. Für den Menschen nachvollziehbare Entscheidungen von der Maschine sind somit nicht mehr möglich. Wie nachteilig wirkt sich das auf den Einsatz aus?

Die einzelnen Bestandteile eines künstlichen neuronalen Netzes sind recht simpel. Aus diesen elementaren Teilen werden neue Lösungsmodelle zusammengesetzt. Die Summe dieser Bestandteile und deren Interaktion wird jedoch schnell sehr hoch, so dass die Netze tatsächlich nicht mehr detailliert nachvollziehbar sind. Es stimmt also, dass künstliche neuronale Netze ab einer gewissen Größe zur Blackbox werden. Und es gibt auch Beispiele, mit denen solche Netze in die Irre geführt werden können. Nichtsdestotrotz liefern diese Netze die besten Ergebnisse, so dass dieser Nachteil in Kauf genommen wird – denn was wären die Alternativen?  Gerade im Bereich der Analyse und der Visualisierung der Funktionsweise von neuronalen Netzen gibt es viele Forschungsansätze, die das Verständnis mittelfristig deutlich verbessern werden. In vielen Bereichen sind die Klassifikationsergebnisse, die mit ausreichend vielen Beispielen trainiert wurden, besser als menschliche Experten. Hinzu kommt, dass menschliche Experten oft auch nicht genau begründen können, warum Sie zu einer bestimmten Eischätzung kommen, letztlich gleichen sie eine konkrete Fragestellung mit ihren umfangreichen Erfahrungen ab, was eine recht ähnliche Herangehensweise ist.

Connected Industry: Welche Anwendungsszenarien für künstliche neuronale Netze gibt es?

Eine häufig verwendete Definition dessen, was Deep Learning an Aufgaben bewältigen kann, lautet: Es sind die Aufgaben, die ein Mensch in einer Sekunde lösen kann, ohne darüber nachdenken zu müssen. Wir können ein Netz darauf trainieren und es auf eine Aufgabe sozusagen „abrichten“. Im Unternehmen können künstliche neuronale Netze z. B. auffällige Verhaltensweisen von Maschinen identifizieren. Für mich geht es im Wesentlichen darum, der Maschine beizubringen, Bilder zu verstehen.

Das Verständnis von akustischen Signalen und Bildern ist schon lange ein Ziel der Informatik, es wird jedoch erst seit kurzem in zufriedenstellendem Ausmaß erreicht. Mit künstlichen neuronalen Netzen können Bilder vom Computer analysiert und Aussagen über ihre Inhalte gemacht werden. In den ersten Terminator-Filmen mit Arnold Schwarzenegger war es noch Science Fiction, dass die Welt aus Kamerabildern heraus analysiert und verstanden wurde. Inzwischen ist dies möglich. Was sicherlich noch eine Weile dauern wird, sind die Lösungen von Aufgaben, die eine zeitliche Planung oder ein strategisches Vorgehen benötigen.

Connected Industry: Für welche Anwendungen in der Industrie ist Deep Learning schon gegenwärtig nutzbar?

Als Beispiel sei hier die industrielle Bildverarbeitung genannt. Bis vor kurzem war dies eine Sequenz von fein abgestimmten Schritten, wobei mit genau vordefinierten Bedingungen, wie etwa dem Bildhintergrund und einer bestimmten Beleuchtung, gearbeitet wurde. Dann wurde von einem Bildverarbeitungsexperten eine Kaskade von speziellen Bildverarbeitungsalgorithmen aufgesetzt, die das spezifische Problem lösten. Dies Prinzip hat meist sehr gut funktioniert, aber diese Ansätze ließen sich nicht gut generalisieren und mussten für jedes neue Problem wieder neu angepasst werden.

Beim Deep Learning ist die Situation eine ganz andere. Hier geht es darum, genügend Beispiele an Bildern und den dazugehörigen Ergebnissen zu haben. Das System lernt dann alleine, wie aus den Bildern bzw. Pixeln mit welchen Operationen die gewünschten Ergebnisse vorhergesagt werden können.

Für jeden, dem das noch zu abstrakt ist: Auch sehr spezifische Aufgaben aus der Industrie können mit neuronalen Netzen bewältigt werden. In der Fertigung und Montage können z.B. Nachfüllbehälter für Schrauben mit Kameras ausgestattet werden. Die Algorithmen erkennen dann über die Kamerabilder nicht nur zuverlässig, ob sich noch genügend viele Schrauben im Behälter befinden, sondern z. B. auch, um welche Schrauben es sich genau handelt.

Letztendlich spielt Deep Learning gerade in vielen Industrieanwendungen eine Rolle, so auch in der Spracherkennung oder dem Konzept des autonomen Fahrens. Das Hauptproblem beim Deep Learning ist nicht so sehr die Frage nach dem optimalen Netzwerk, sondern es besteht eher darin, genügend gute Beispiele zu haben, anhand derer die Netzwerke dann trainiert werden können. So gesehen ist Big Data tatsächlich ein wichtiges Thema für die Industrie, das die Entwicklung praxistauglicher künstlicher Intelligenzen erst möglich macht.

 

Anwenderkonferenz Industrie 4.0 – 20% Rabatt für CI-Mitglieder

Die diesjährige Industrie 4.0 Anwenderkonferenz findet am 16. Mai 2017 in Berlin statt. Im Rahmen der Konferenz werden den Besuchern Fachvorträge, Erfahrungsberichte und ausgewählte Einsatzszenarien durch Vertreter namhafter Unternehmen vorgestellt. Die Kombination aus konzeptionellen Hilfestellungen und Anwenderberichten bieten den Teilnehmern wertvolle Tipps für eine erfolgreiche Realisierung von Industrie 4.0-Projekten und weiterhin Anregungen für die Übertragung von Industrie 4.0-Szenarien auf ihre individuellen Gegebenheiten.

Die Konferenz adressiert hierzu ein breites Spektrum an für Industrie 4.0 wichtigen Themen. Dies umfasst u.a. die Themen Strategien für die erfolgreiche Industrie 4.0 Umsetzung, Möglichkeiten zur Identifikation von Potenzialen durch Industrie 4.0, Additive Manufacturing, Sicherheitsaspekte im vernetzten industriellen Zeitalter sowie der Einsatz von Wearables in der Produktion.

Im Rahmen der Veranstaltung werden u.a. folgende Fragen diskutiert:

  • Wie integriere ich bestehende Informationssysteme (z.B. ERP, MES)?
  • Was gilt es bei der Planung und Umsetzung von Industrie 4.0-Projekten besonders zu beachten?
  • Mit welchen Schutz- und Abwehrmechanismen kann ich meine Industrie 4.0-Infrastruktur sichern?
  • Wie kann ich durch Datenbrillen die Produktivität und Qualität meiner Produktion steigern?

und viele weitere spannende Themen. Anmelden für die Anwenderkonferenz können Sie sich noch bis zum 15. Mai 2017 hier mit nur wenigen Klicks!


Rabatt für unsere Mitglieder und Interessenten:

Mitglieder und Akteure von Connected Industry e.V. erhalten 20% Nachlass auf die Teilnahmegebühr. Hierfür einfach beim Anmelden das Stichwort „Connected Industry“ nennen!


Zwischen den Vorträgen gibt es die Möglichkeit zum Austausch mit den anderen Teilnehmern sowie den Referenten.

Darüber hinaus haben die Besucher die Gelegenheit an einer exklusiven Showcase-Vorführung im Anwendungszentrum Industrie 4.0 teilzunehmen. Im Rahmen der Showcase Vorführung lernen die Teilnehmer ein Beispiel für eine cyber-physische Produktionsumgebung kennen. Im Rahmen der Demonstration werden wesentliche Vorteile von Industrie 4.0 visualisiert und gemeinsam diskutiert.

Die Konferenz findet am 16. Mai 2017 ab 9 Uhr im Ellington Hotel (nahe dem Bahnhof Zoologischer Garten) in Berlin statt.

Weiterhin wird am Vortag (15. Mai 207) ein Pre-Workshop zum praxisorientierten Einstieg in die Industrie 4.0-Thematik angeboten. Neben der Einführung in die Industrie 4.0-Thematik werden gemeinsam mit den Teilnehmern zugrunde liegende Paradigmen und Lösungsansätze diskutiert. Im Rahmen des interaktiv gestalteten Pre-Workshops wird neben der Vermittlung von Grundlagen auch der Einsatz im Rahmen betrieblicher Szenarien gemeinsam evaluiert.

Haben Sie Interesse die Anwendbarkeit von Industrie 4.0 auf Ihre Prozesse zu diskutieren? Dann melden Sie sich für den Pre-Workshop an und nutzen das Anwendungszentrum Industrie 4.0 als ideale Umgebung für die Veranschaulichung von Zukunftsszenarien sowie der Möglichkeit zur interaktiven Diskussion unterschiedlicher Lösungsalternativen.

Anmeldung und weitere Informationen unter: http://veranstaltungen.gito.de/www.I40-Anwenderkonferenz2017

Interview – Industrie 4.0 und die Digitale Agenda von Schaeffler

Interview mit Herrn Jürgen Bohn von Schaeffler Technologies über die Industrie 4.0 und die digitale Agenda von Schaeffler

Jürgen Bohn ist ein erfahrener IoT-Experte und seit Juli 2016 als Leiter der Datenarchitektur-Gruppe des im Oktober 2015 neu gegründeten Bereichs für Digitalisierung bei Schaeffler tätig. Der am KIT studierte und an der ETH Zürich promovierte Informatiker gestaltet die Umsetzung der digitalen Agenda von Schaeffler aktiv mit. Mit seinem Team ist er für die Entwicklung eines Schaeffler-weiten semantischen Informationsmodells verantwortlich, das eine vereinheitlichte und durchgängige Sicht auf die Geschäftsdaten liefert und damit die technische Grundlage für eine Optimierung der Wertschöpfungskette und die Schaffung neuer datenzentrierter Geschäftsmodelle darstellt.

Connected Industry: Herr Bohn, Industrie 4.0 gilt derzeit als der größte Technologie-Trend der internationalen Industrie, dabei scheint jede Branche diesen Begriff für sich selbst zu interpretieren. Was bedeutet Industrie 4.0 denn nun wirklich?

Die Bezeichnung „Industrie 4.0“ wurde von der deutschen Bundesregierung im Rahmen der Hightech-Strategie 2020 als Marketing-Begriff für die Digitalisierung der industriellen Produktion gewählt. Er dient dabei als Sammelbegriff für konkrete Umsetzungsempfehlungen zu modernen Informations- und Kommunikationstechnologien, die darauf abzielen, die Wettbewerbsfähigkeit des Produktionsstandorts Deutschland langfristig zu sichern.

Damit muss man das Phänomen „Industrie 4.0“ eingebettet in die umfassenderen Phänomene der digitalen Wirtschaft (Digital Economy) und der Digitalisierung an sich betrachten. Schaeffler hat den Bereich „Digitalisierung“ geschaffen, um diese Themen aktiv und integrativ voranzutreiben und das Unternehmen langfristig danach auszurichten. Aufgrund ihrer strategischen Wichtigkeit ist die Digitalisierung dabei direkt dem Stellvertretenden Vorsitzenden des Vorstands und Vorstand Technologie, Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer, unterstellt.

Für Schaeffler heißt das in der Umsetzung, bestehende Fertigungsprozesse und Geschäftsabläufe digital zu optimieren, neue dienstorientierte Prozesse und Geschäftsmodelle zu schaffen und die Mensch-Maschine-Interaktion auszubauen, mit der Zielsetzung, dem Kunden einen deutlichen Mehrwert zu bieten.

Connected Industry: Ist der Begriff „Industrie 4.0“ aus Ihrer Sicht wirklich treffend und zukunftsfähig?

Die dritte industrielle Revolution wurde historisch durch den umfassenden Einsatz von Elektronik und Informationstechnologie geprägt und daher auch als digitale Revolution bezeichnet. Mit der für Softwareprodukte typischen Versionsbezeichnung 4.0 wird nun zum Ausdruck gebracht, dass durch weitere signifikante technologische Fortschritte eine neue Phase der Industrialisierung eingeläutet wurde, die durch intelligente und digital vernetzte Systeme geprägt ist und danach strebt, die industrielle Produktion ganzheitlich entlang der Wertschöpfungskette zu optimieren.

Ob man dabei tatsächlich von einer vierten industriellen Revolution im historischen Sinne spricht oder besser von einer zweiten Phase der digitalen Revolution, ist eine eher philosophische Frage.

Fakt ist, dass sich die Industrie weltweit und damit auch Schaeffler in einem Umbruch und Wettlauf befindet, um sich durch neue digitale Technologien (dazu gehören kleinste autonome Sensorsysteme für autonome Fahrzeuge und hochskalierbare Cloud-Architekturen für die Auswertung bis dahin unvorstellbar großer Datenmengen) neue Effizienzsteigerungen und Marktpotentiale zu erschließen.

Connected Industry: Schaeffler hat eine eigene digitale Agenda aufgestellt, welches Ziel verfolgt diese? Und wie korrespondiert die Digitale Agenda mit der Politik von Schaeffler?

Schaeffler hat im Rahmen seiner Strategie „Mobilität für morgen“ die Initiative „Digitale Agenda“ als Teil des Exzellenzprogramms „Agenda 4 plus One“ entwickelt. Die Digitale Agenda bildet die Grundlage für effizientere und neue Geschäftsmodelle. Sie basiert auf folgenden vier Säulen: Produkte und Services, Maschinen und Prozesse, Analysen und Simulation, sowie Nutzererlebnisse und Kundenwert.

IT-seitig werden diese Bereiche durch die Digitale Plattform von Schaeffler unterstützt, die im Rahmen einer strategischen Partnerschaft mit IBM realisiert wurde.

Die Digitale Plattform beheimatet auch das neue semantische Informationsmodell von Schaeffler, das die Transparenz und Durchläufigkeit von Daten und Informationen sicherstellt. Dieses Informationsmodell wird durch die Fachbereiche selbst in enger Zusammenarbeit mit der Koordinationsstelle Digitalisierung schrittweise aufgebaut und erweitert.

Organisatorisch wurde dafür der eigenständige Bereich der Digitalisierung geschaffen, der sich aus acht Abteilungen (Practices) zusammensetzt und vom Chief Digital Officer Gerhard Baum geführt wird.

Connected Industry: Welche Aktivitäten verfolgt Schaeffler im Rahmen seiner digitalen Agenda konkret?

Die Aktivitäten im Rahmen der Digitalen Agenda leiten sich aus den bereits genannten vier Kernbereichen ab. Sie orientieren sich darüber hinaus an den vier Fokusfeldern der Strategie „Mobilität für morgen“: Umweltfreundliche Antriebe, Urbane Mobilität, Interurbane Mobilität und Energiekette.

Konkrete Projekte gibt es dementsprechend u.a. in den Bereichen sensorbasierte Lager, intelligente Werkzeugmaschinen und Fertigungsprozesse, vernetzte Fahrzeuge und Komponenten, digitalisierte Überwachung und Optimierung von Zügen, und optimierte Instandhaltung von Windkraftanlagen.

Schlussendlich fasst Schaeffler mit der Digitalen Agenda alle Aktivitäten und Initiativen zusammen, um in einem zunehmend globalen und sich wandelnden Umfeld seine Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten bzw. weiter auszubauen, und um eine aktive Rolle in der Ausgestaltung des Industrie 4.0-Trends in Deutschland und weltweit einzunehmen.

Connected Industry: Welche Rolle spielen Big Data und Data Science dabei?

Schaeffler setzt bereits heute Maßstäbe in Bezug auf Fertigungstiefe und Produktqualität, was u.a. seinem ausgeprägten Know-how im Sondermaschinenbau und schlanken Fertigungsprozessen zu verdanken ist. Die Aktivitäten der Digitalen Agenda zielen nun darauf ab, die Daten aus Produkten und Prozessen verstärkt miteinander zu verknüpfen und neue Mehrwerte daraus zu generieren.

Big Data und Data Science sind dabei Schlüsselmethoden: sie helfen, die im Rahmen der Digitalisierung immer umfassenderen Datenmengen und Datenströme effizient und effektiv auszuwerten und durch anspruchsvolle Datenanalysen in gewinnbringende Informationen umzuwandeln. Die Erkenntnisse dienen sowohl der Steigerung der Produktqualität und Effizienz von internen Abläufen, als auch der Entwicklung neuer datenzentrierter Dienste und Geschäftsmodelle für externe Kunden und Partner.

Aufgrund der strategischen Bedeutung der Datenanalysemethoden sowie deren starke Abhängigkeit von Schaeffler-internem (produkt- und prozessbezogenen) Expertenwissen wurde die Abteilung Digitalisierung bei Schaeffler um ein eigenes, hochqualifiziertes Datenanalysten-Team erweitert.

Connected Industry: Welche Anforderungen an die Mitarbeiter-Qualifikation kristallisieren sich aus Ihren Erfahrungen der Beschreitung in die Industrie 4.0 heraus?

Der fortschreitende Prozess der Digitalisierung und die damit verbundenen neuartigen Technologien bedingen auch neue Qualifikationen und Berufsbilder.

Zur Umsetzung der Digitalen Agenda sucht Schaeffler daher gezielt Talente, die sich bereits digitales Know-How angeeignet oder damit aufgewachsen sind: sogenannte „Digital Talents“ und „Digital Natives“. Die Anforderungen sind vielseitig und reichen je nach Aufgabe von Informatik-Spezialisten über Daten-Analysten und Experten für Design Thinking & User Experience bis hin zu Beratern für digitale Geschäftsmodelle.

Zur Qualifikation der bestehenden Mitarbeiter wird bei Schaeffler neben spezifischen Weiterqualifizierungen vor allem Wert auf einen intensiven Wissenstransfer in fachbereichsübergreifenden Projekten gelegt. So werden Hemmschwellen reduziert und ein gegenseitiger Erfahrungsaustausch ermöglicht, der alle zu neuen Ideen und Denkmustern inspiriert.

Da die Digitalisierung in der Regel darauf abzielt, alle Aspekte des Geschäfts zu transformieren, d.h. bei Schaeffler von der Produktentwicklung über die Produktion bis hin zum Vertrieb und den Aftersales-Services, kann man sagen, dass – unabhängig von der fachlichen Qualifikation – die Bereitschaft und Befähigung zur interdisziplinären Arbeitsweise eine Schlüsselqualifikation für zukünftige Industrie 4.0-Mitarbeiter darstellt.

Interview – Energie effizienter nutzen dank Digitalisierung

Interview mit Dr.-Ing. Robert Westphal, Bereichsvorstand Technik des Teilkonzerns Diehl Metering

Diehl Metering liefert Lösungen für die intelligente Nutzung von Wasser, thermischer Energie, Gas und Strom. Den Herausforderungen der internationalen Märkte begegnet das Traditionsunternehmen mit Multi Utility Lösungen, automatischer Fernauslesung (AMR) und Smart Metering. Diehl Metering unterstützt Wasser- und Energieversorger weltweit mit mehr als 7 Millionen Messgeräten und 5 Millionen Funkmodulen pro Jahr, System/Software und Services aus einer Hand.

Connected Industry: Herr Westphal, Sie sind seit 10 Jahren im Metering tätig. Welche Veränderungen bringt die Digitalisierung?

Seit Anbeginn der Messtechnik fragen wir uns: Wie kommen wir an die Daten? Mit der Digitalisierung sind wir endlich an dem Punkt, dass wir den Datenstrom komplett und ohne Brüche abbilden können, vom Messgerät über Monitoring und Netzoptimierung bis hin zu Datenmanagement und Rechnungsstellung. Für die Energiebranche ist die Digitalisierung eine Revolution, die alles verändern wird.

Connected Industry: Was hat die Energiebranche davon?

Wir helfen unseren Kunden, von den Chancen der Digitalisierung zu profitieren. Also entwickeln wir Konzepte, um Wasser und Energie noch effizienter und intelligenter zu nutzen. Alle großen Stadtwerke verlieren beispielsweise bis zu 30% ihres Wassers durch Leckage. Mit Smart Metering kann man Leckagen automatisch lokalisieren und folglich zeitnah beheben, bevor echter Schaden entsteht. Oder man optimiert die Wärmeverteilung eines Fernwärmenetzes über ein ebenso einfaches Monitoring. Durch diese Formen der Prozessoptimierung lässt sich die Effizienz des Gesamtsystems deutlich steigern.

Deshalb sind Interoperabilität und Multi Utility für Diehl Metering strategische Schlüssel. Egal ob Wasser, thermische Energie, Gas oder Strom – alle Medien lassen sich über die gleiche Infrastruktur von Diehl Metering auslesen. Denn Daten sind Daten. Das reduziert natürlich die Investitionskosten pro Messpunkt immens und hebt dabei Infrastruktur und Prozesse auf ein völlig neues Level. Außerdem ergeben sich für Wasser- und Energieversorger ganz neue Geschäftsmodelle, wie beispielsweise die monatliche Rechnungsstellung auf Basis reeller Verbräuche.

Connected Industry: Wie erfüllen Sie die neuen Vorgaben der Gesetzgeber?

In Deutschland und Europa gelten höchste Sicherheitsstandards. Das ist stetige Herausforderung, hilft uns aber, Technologien zu entwickeln, die auch international Zeichen setzen. Selbstverständlich stellen wir uns auf die Anforderungen des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) ein. So erfüllt auch der Open Metering Standard 4.0 schon höchste Datenschutz-Anforderungen.

Connected Industry: Welche Themen kommen im Metering auf uns zu?

Verwendung und Mehrwert von Daten. Das ist meiner Meinung nach die Formel für das Metering der Zukunft. Ein paar Beispiele: Wie gestalten wir Submetering effizient und wirtschaftlich? Wie gehen wir mit Energie- und Wasserverlusten um? Welche Chancen bieten zeit- und lastvariable Tarife, eigene Netzeinspeisung, virtuelle Kraftwerke, Data Analytics, Data Profiling oder das Monitoring von Energieflüssen?

Denken Sie nur an Smart Building, Smart Home und Ambient Assisted Living, z.B. betreutes Wohnen: Heute lassen sich Daten und Lastprofile problemlos aus der Ferne nutzen. Dann kann man auf dem Heimweg bereits zu Hause die Heizung regeln. Oder man prüft, ob die Kinder spätabends noch am Computer sitzen…

Ob Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA), Legionellenüberwachung oder Funkrauchmelder im Smart Meter Netz – die Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt. Anders als bisher werden die Endverbraucher einen immer stärkeren Einfluss auf die Branche haben. Unsere „Generation Y“ ist da sehr offen und wird die Digitalisierung weiter vorantreiben: Wenn eine neue Technologie Mehrwert und Kostenersparnis bringt, wird sie akzeptiert werden. Ich bin da sehr optimistisch – wir haben eine spannende und chancenreiche Zeit vor uns!

Interview – Digitalisierung bei der Prettl Unternehmensgruppe

Interview mit Dr. Thomas Burkhart, CIO, Prettl Unternehmensgruppe

Automotive, Appliance Solutions, Electronics, Energy und ProSys – 5 Geschäftsbereiche, die durch die Prettl Produktions Holding GmbH, die Prettl Beteiligungs Holding GmbH und die Prettl Stiftung gemeinsam bedient werden. Zusammen ergeben Sie die Prettl Unternehmensgruppe, einen erfolgreichen, international agierenden Unternehmensverbund mit über 9.500 Mitarbeitern. Diese arbeiten an mehr als 35 Standorten in über 25 Ländern in vollkommen eigenständigen Firmen.

Connected Industry: Welcher Weg hat Sie an die Spitze der IT der Prettl Unternehmensgruppe geführt?

Nach Abschluss meines betriebswirtschaftlichen Studiums an der Universität des Saarlandes in Saarbrücken erhielt ich die Möglichkeit im Bereich der Wirtschaftsinformatik am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) über flexibles Prozessdesign zu promovieren. Während meiner Promotionszeit war ich allerdings vornehmlich mit der Bearbeitung von Beratungsprojekten für den Anlagen- und Energiesektor betraut und habe mich dort schnell auf die Bereiche Prozess- und SAP-Beratung spezialisiert.

Nach meiner Zeit am DFKI führte mich mein Weg zu Prettl, zunächst als Assistent des Gesellschafters. Meine nächste Aufgabe in der Gruppe bestand dann im Aufbau und Führung eines globalen SAP-Teams zur Implementierung einer gruppenweiten SAP-Roll-Out-Strategie. Diese Aufgabe wurde dann im nächsten Schritt mit der Leitung der IT-Abteilung zur heutigen CIO Stelle komplementiert.

Connected Industry: Wie lässt sich ein Konglomerat aus vielen unterschiedlichen Unternehmen steuern?

Die Prettl Unternehmensgruppe wird als dezentraler Unternehmensverbund geführt, die in notwenigen Fachbereichen – bspw. IT/SAP – durch zentrale Strukturen verbunden sind. Ziel ist es, durch die Vorgabe von zentralen Prozessen und Regularien, den einzelnen Einheiten einen möglichst großen lokalen Handlungsspielraum zu geben, ohne aber die notwendige Struktur und Einheitlichkeit einer globalen Gruppe aufzugeben. Genau diese Struktur wird von der zentralen IT/SAP-Abteilung überwacht und in Form einer Matrixorganisation gesteuert. Wir nennen dies auch gerne „Autonomie mit Spielregeln“.

Connected Industry: In welchen Bereichen Ihrer Unternehmensgruppe gibt es Ansatzpunkte für Digitalisierung?

Der größte Teil von Prettl ist im Automotive-Sektor angesiedelt. Dort ist es im Rahmen der hoch strukturierten Supply Chain, die die Automobilindustrie auszeichnet, sehr schwer eigene Revolutionen über digitale Geschäftsmodelle zu realisieren. Dennoch sehen wir Themen wie Industrie 4.0 und Digitalisierung als große Chance zur Verbesserung unserer Prozesse. Derzeit verfolgen wir bspw. Ansätze zur Implementierung eines digitalen Schattens unserer Fertigungen um unsere Prozesse transparenter und vergleichbarer zu gestalten. Sich daraus ergebende Optimierungspotenziale können dann als Leassons learnt in alle unsere Fertigungen einfließen.

Zudem evaluieren wir Möglichkeiten im Bereich des predictive Maintenance, in dem wir gerade für unsere hoch technisierten Standorte hohe Optimierungspotenziale sehen.

Connected Industry: Wo liegen die Herausforderungen, um beim digitalen Wandel Schritt halten zu können?

Am Markt lassen sich derzeit etliche Ansätze und Lösungen aus dem Bereich der Digitalisierung finden. Ein grundlegendes Problem für uns – und sicherlich auch für andere – ist die benötigte einheitliche Infrastruktur, Datengrundlage und Qualität, welche benötigt wird, um Prozesse vollständig digital abbildbar und auch simulierbar zu gestalten. Als Beispiel sei spezifische Sensorik in Systemen, aber auch Maschinen genannt.  Aus meiner Sicht stellt der Aufbau solcher „digitaler Schatten“ sowie die Implementierung von Tools, mit welchen Unternehmen befähigt werden aus den entsprechenden Informationen die richtigen Schlüsse zu ziehen eine der größten Herausforderungen dar. Nichts desto trotz denke ich, dass wir am Standort Deutschland im Allgemeinen, und bei Prettl im speziellen hier aber auf dem richtigen Weg sind.

 

Buchempfehlung: Die Geschichte vom Lochstreifen bis zur Cloud

In dem Buch Die digitale Fabrik beschreibt der Autor und unser Vereinsmitglied Johann Hofmann den Entwicklungspfad zur digitalen Hochleistungsfertigung und spannt einen zeitlichen Bogen von 26 Jahren: Ausgehend von der Digitalisierung des Lochstreifens im Jahre 1990 bis zur Implementierung eines Assistenzsystems in der „German Public Cloud“ im Jahre 2016.

In anschaulicher Weise erläutert Herr Hofmann in einer bewusst nicht wissenschaftlich gewählten Schreibweise die Schritte von der Digitalisierung über die digitale Transformation bis hin zur digitalen Fertigung und lässt den Leser teilhaben an den Erfahrungen, Erkenntnissen und Irrwegen auf diesem Weg. Das Buch ist im weitesten Sinn ein Erlebnisbericht und lesbar wie ein Roman.



Die digitale Fabrik: Auf dem Weg zur digitalen Produktion
Konkret erläutert der Autor in seinem Buch die technologischen Voraussetzungen, die bei der Digitalen Transformation beachtet werden müssen:

  • Vernetzung von Datensystemen
  • Notwendige Datenqualität
  • Intelligente Assistenzsysteme
  • Datenkommunikation

Dem Thema Datensicherheit und Cloud wird jeweils ein eigenes Kapitel gewidmet. Des Weiteren werden qualitative und quantitative Potenziale von Industrie 4.0-Bausteinen betriebswirtschaftlich beleuchtet und ein abschließender Ausblick in die Zukunft gegeben.

Hinweis: Lesen Sie auch das Interview mit Herrn Hofmann durch Connected Industry e.V.

Smarte Produktaufrüstung

Dem IT-Sektor gehen gerade Milliarden durch die Lappen!

Diese provokante These stelle ich guten Gewissens in den Raum. Zwar gibt es einerseits Unmengen an Fachartikeln zum Thema i40, andererseits aber – googeln Sie einfach mal nach entsprechenden Arbeitskreisen zur smarten Produktaufrüstung – gibt es außer staatlichen Initiativen und Global Playern kaum praktisch Verwertbares. Wenn man sich mal beschaut, wie groß der Marktanteil des deutschen mittelständischen Maschinenbaus ist, wird man eines vermissen: Nämlich Tausende von Firmen, die entweder ihre Fertigung oder ihre Produkte mit dem IoT aufrüsten. Sie mögen sich jetzt vielleicht sagen: „Ja, das sind doch langwierige Innovationsprozesse, so was braucht Zeit.“ Ich entgegne solchen Meinungen: Das IoT gibt es praktisch schon seit 2011, doch die Industrie hängt immer noch auf dem Niveau von Studien herum. Und Studie für Studie dürfen wir miterleben, wie wieder und wieder dieselben Fragen gestellt werden. Warum? Sind deutsche Maschinenbauer zu inkompetent? Sind deutsche Informationstechniker etwa zu narzisstisch? Die Antwort auf diese Frage soll es keinem leicht machen, sie soll gerecht sein. Weder das eine, noch das andere trifft zu.

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Bitte drücken!

Es geht nicht darum, dass Informationen nicht verstanden werden. Es gibt nur die falschen Informationen. ITler können sehr wohl stolz auf die technische Errungenschaft des smarten Produkts sein. In der Werbung dazu jedoch allein von der Komplexität und Wissenschaftlichkeit smarter Produkte zu erzählen, haut keinen mittelständischen Industriebetrieb vom Hocker. Insbesondere wenn es sich dabei um Investitionen im sechsstelligen Bereich handelt. Was solche Betriebe brauchen, ist einen Durchblick für ihr operatives Geschäft. Heißt: Mit welchen Fähigkeiten kann ich mein neues Produkt ausstatten? Welche Technik benötige ich dafür? Was haben meine Kunden davon? Und was kostet mich das? Was die Wirtschaft dringend braucht, um für die i40 ein Initial zu zünden, ist: Transparenz. Googeln Sie doch einfach mal: „Smarte Produktaufrüstung“ – und berichten Sie mir von Ihren Erfahrungen!

Interview – Das digitale Hamburg

Interview mit Dr. Sebastian Saxe über die Bedeutung der Digitalisierung und über das neue digitale Hamburg

Dr. Sebastian Saxe ist CIO und CDO der Hamburg Port Authority (HPA), der Verwaltung des Hamburger Hafens. Der Diplom-Mathematiker gilt als ein Pionier in der Digitalisierung der Logistik und ist zudem einer der ersten Chief Digital Officer in einem deutschen Unternehmen.

Connected Industry: Herr Dr. Saxe, welcher Weg hat Sie bis in die Geschäftsleitung des Hamburger Hafens geführt?

Ich bin seit mehr als sieben Jahren bei der Hamburg Port Authority, begann meine Karriere jedoch als wissenschaftlicher Mitarbeiter an zwei Universitäten und danach als Trainee beim Senatsamt der Hansestadt Hamburg. Ich arbeitete in der Hamburger Stadtentwicklungsbehörde, Baubehörde, Finanzbehörde und übernahm 1997 die Leitung des Landesamts für Informationstechnik. Bevor ich in den Hafen wechselte, war ich als Vorstand für Technik bei Dataport, einem Dienstleister für Informations- und Kommunikationstechnik der öffentlichen Verwaltung, tätig.

Als ich 2009 im Hafen anfing, erwartete ich eine starke IT Durchdringung, wie man sie beispielsweise aus der Automobilbranche kennt. Ein Irrtum. In dieser Zeit beschleunigte sich allerdings der Trend der Digitalisierung und damit verbunden waren Begriffe wie das Internet der Dinge und Big Data. Die  immensen Möglichkeiten für die Logistikbranche und damit für die HPA und den Hafen haben wir erkannt und eine langfristige Strategie zur Implementierung der Digitalisierung in der HPA aufgestellt.

Im Jahre 2012 hat sich die HPA um die Ausrichtung der größten Hafenkonferenz, der International Association of Ports and Harbors (IAPH), beworben, die dann auch 2015 in Hamburg unter dem Motto „smartPORT Hamburg“ stattfand. Zu diesem Zeitpunkt hatten wir zwar Ideen, aber keine „wahren“ Digitalisierungsprojekte in Umsetzung. 2015 konnten wir dann mehr als 20 digitale Prototypen vorstellen, die in der Hafenlogistik unterstützende Funktionen zum Themenkomplex Smart Port Logistics aufzeigen. Dies war unser konkreter Einstieg in die aktive Umsetzung der Digitalisierung.

Connected Industry: Seit 2013 sind Sie Chief Digital Officer (CDO) der Hamburg Port Authority. Wie kam es dazu und was grenzt einen CDO vom CIO ab?

Während der CIO die Stabilität des Betriebes und die IT-Architektur des Unternehmens vorgibt, treibt der CDO den Fortschritt des Unternehmens auf Basis des digitalen Wandels aktiv voran. Der CDO schafft das Bewusstsein bei der Mitarbeiterschaft, erkennt digitale Geschäftsmodelle und führt das Unternehmen gemeinsame mit dem CEO in das Digitale Zeitalter.  Dieses Jahr 2016 haben wir neben der Innovationseinheit und der operativen IT die Digitalisierung organisatorisch im Unternehmen verankert. Über diese Einheit entwickeln wir Konzepte, wie wir nicht nur mit dem digitalen Wandel Schritt halten, sondern Pionierarbeit leisten können. Wenn sie einmal Innovationsarbeit gemacht haben, wissen sie wie dick die Bretter sind, die sie bohren müssen, aber in der heutigen Zeit ist das wegen des Digitalen Wandels bedeutender denn je. Wir schreiben kontinuierlich unsere Digitalisierungsstrategie fort, auch das ist neu, jedoch müssen wir hier auch umdenken und agiler werden.

Connected Industry: Stehen neue Geschäftsmodelle dabei im Vordergrund?

Bei der Digitalisierung geht es darum, wie traditionelle Prozesse optimiert und neue Geschäftsmodelle entwickelt werden können. Letzteres steht dabei aus meiner Sicht im Fokus.

Connected Industry: Was setzen Sie aktuell ganz konkret um?

Bei der Hamburger Port Authority hält die Digitalisierung gerade Einzug in die Transportlogistik auf den Verkehrswegen. So setzten wir zum Beispiel in der Nautischen Zentrale der HPA sehr erfolgreich unser Leitstandsystem PORT Monitor ein. Dieser liefert in Echtzeit und auf Basis georeferenzierter Daten Informationen über Ereignisse und Zustände der Wasserstraßen im Hamburger Hafen, welche die Nautische Zentrale zur Überwachung des Hamburger Hafengebiets und seiner Elbzufahrt benötigen. Hierzu zählen unter anderem die aktuelle Position und die Ziele der Schiffe, Pegeldaten, Liegeplätze, Brückenhöhen oder auch aktuelle Baustellen. Dabei geht es konkret darum, die Schiffe zum richtigen Zeitpunkt über den optimalen Weg an die Kaikante zu lenken. Dazu brauchen Sie einen Leitstand, der beschreibt, wo die Schiffe anlegen sollen und wie lange sie dortbleiben können, unter Berücksichtigung der Gezeiten, Baustellen und sonstigen dynamischen Faktoren. Wir wollten einen der modernsten Leitstände der Welt schaffen und schufen dafür eine digitale Karte des Hafens auf, die alle dynamischen Parameter in Echtzeit abbildet. Dieses bidirektionale „Nervensystem“ ermöglicht nicht nur den Abruf der Hafensituation oder lokalen Informationen über mobile Endgeräte, beispielsweise ein Tablet, sondern auch das Melden von Baustellen und anderen Vorkommnissen direkt in die Nautische Zentrale des Hafens.

Ein weiteres Beispiel ist die Überwachung des Verkehrsflusses auf der Straße und von Maschinen und Bauanlagen. Neben einem Leitstand für die Wasserwege gibt es auch einen Leitstand für den Straßenverkehr des Hafens, das sog. Port Road Managementcenter.

Stellen Sie sich vor, ein Containerschiff lädt 7000 Container ab. Damit der LKW-Fahrer unnötige Wartezeiten und Stau im Hafen vermeidet, muss er im Grunde Just-in-Time an der Kaikante stehen, wenn sein Container abgeladen wird. Über die App „Smart Port Logistics“, können dann auch LKW-Parkplätze gebucht werden und die App empfiehlt den Zeitpunkt, wann der LKW-Fahrer den Container abholen kann.

Aktuell testen wir zudem auf einem ausgewählten Straßenabschnitt im Hamburger Hafen Anwendungsmöglichkeiten einer intelligenten Straße. Elemente der „smartROAD“ sind z.B. technologische Möglichkeiten der Verkehrserfassung und -steuerung sowie adaptiver Beleuchtung für Fußgänger und Radfahrer. Die smartROAD ist ein Mosaikstein im Gesamtkonzept des intelligenten Hafens und eine Art Blaupause für anderen Infrastrukturen.

Connected Industry: Wo liegen Ihrer Meinung nach die größten Herausforderungen beim Durchdringen der Digitalisierung?

Es gibt in der Hafenlogistik viele traditionelle Unternehmen, die die Investition in Digitalisierung bisher scheuen. Jedoch drängen neue Player in den Markt, die Logistikprozesse mitgestalten wollen. 2016 ist im Hamburger Hafen das Jahr der Digitalisierung. Gemeinsam sind wir im Hafen auf gutem Kurs. Nichtsdestotrotz ist die große Herausforderung allen Beteiligten im Hamburger Hafen die Chancen, die durch Digitalisierung entstehen aufzuzeigen. Meiner Meinung geht das am besten anhand von konkreten Beispielen, deshalb sind unsere Pilotprojekte auch so wichtig.

Connected Industry: Wie ordnen sich die Aktivitäten des Hamburger Hafens in die Stadt ein?

Wir haben die Chance, im Hafen Technologien zu testen und Abläufe zu optimieren. Von den Erfahrungen, die wir machen, profitiert auch die Stadt über die Hafengrenzen hinaus. Das ist auch eine sehr positive Besonderheit Hamburgs. Wir haben auf der einen Seite mit der Leitstelle Digitale Stadt, die direkt beim Bürgermeister in der Senatskanzlei angesiedelt ist, eine Verwaltung die großes Engagement für die Smart City zeigt und Digitalisierung für die Bürger nutzbar machen will. Auf der anderen Seite habe wir den Hamburger Hafen, der auf annähernd gleicher Fläche mehr Umschlag machen wird. Das geht nur durch den Digitalen Wandel. Um den Digitalen Wandel konkret zu machen, setzen wir Projekte um, aus denen auch die Stadt lernt. Als Hamburger Hafen sind wird Teilbereich und gleichzeitig der Vorreiter des digitalen Wandels.

Interview – Digitalisierung in der Energiebranche

Interview mit Herrn Robin Mager von N-ERGIE über die Bedeutung der Digitalisierung für die Energiebranche

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Robin Mager ist Geschäftsführer der itecPlus GmbH, die IT-Tochter des Nürnberger Energieversorgers N-ERGIE Aktiengesellschaft, die IT-Projekte für den Konzern plant und durchführt. Die itecPlus GmbH hat sich auf die Planung, Inbetriebnahme und Wartung von Informations- und Telekommunikationssystemen spezialisiert.

Connected Industry: Herr Mager, welcher Weg hat Sie bis an die Spitze der IT von N-ERGIE geführt?

Schon im Studium der Wirtschaftsinformatik befasste ich mich mit der Implementierung von IT-Systemen, insbesondere mit SAP-Systemen. Dieses Grundwissen konnte ich dann als Consultant bei Accenture und anderen Unternehmensberatungen vertiefen und zeitgleich fachlich die Liberalisierung der Energiewirtschaft nutzen, um tiefes Branchen-Know-how aufzubauen.

Irgendwann kam ich zu dem Ergebnis, dass ich direkt in der Industrie noch mehr bewegen könnte. Daher bin ich im Jahr 2011 von der Beratungsseite in die Industrie gewechselt mit dem Ziel, langfristig die Gesamtverantwortung für einen IT-Bereich zu übernehmen. So kam ich 2015 zum Energieversorger N-ERGIE in Nürnberg, der in einem besonderen Maße die  Megatrends Energiewende und Digitalisierung  als ein herausforderndes Umfeld geboten hat.

Connected Industry: Die Trends rund um Big Data und künstlicher Intelligenz beschäftigen Industrie-Unternehmen im Namen der Industrie 4.0, beispielsweise um Energiekosten in der Smart Factory zu senken. Welche Rolle übernehmen Energieversorger dabei und mit welchen Konzepten befassen Sie sich in diesem Kontext?

In diesen Zeiten des Wandels sind Energieversorger wichtige Ansprechpartner für die Industrie. Wir möchten und können der richtige Berater sein, wenn es darum geht, wirtschaftliche und umweltschonende Rahmenbedingungen beim Energieverbrauch zu schaffen.

Derzeit bereiten wir in unserem Netzgebiet mit einer Größe von ungefähr 8.000 km² einen flächendeckenden Roll-Out von intelligenten Zählern und Messsystemen vor. Sie dienen als sichere Kommunikationsplattform, um das Stromversorgungssystem energiewendetauglich zu machen. Die Kernaufgabe ist dabei, Kundennutzen zu stiften, indem wir einerseits die Effizienz und Ausfallsicherheit erhöhen und andererseits auf Basis dieser Kommunikationsplattform Zusatzdienste entwickelt und angeboten werden können. Für uns wäre es langfristig gesehen eine Sackgasse, nur auf den Energieverbrauch von Kunden zu setzen. Wenn wir nicht diejenigen sind, die unsere Kunden an die Hand nehmen und vor dem Hintergrund der Chancen der Digitalisierung auch Beratung bzw. konkrete Lösungen anbieten, werden es andere tun. Deswegen vertreten wir einen partnerschaftlichen Ansatz.

Connected Industry: N-ERGIE nutzt selbst Maschinen und Anlagen. Sind Sie auch intern mit der Industrie 4.0 bzw. damit in Verbindung gebrachte Technologien befasst?

Natürlich, insbesondere über die stetig voranschreitende Ausbreitung der Sensorik. Wir streben ein immer umfassenderes Monitoring von Energieerzeugung und -verbrauch an und möchten die Energieverfügbarkeit noch besser gewährleisten. Ein Thema ist dabei auch die zustandsorientierte Instandhaltung bzw. vorausschauende Wartung.

Die Welt von morgen sieht für uns so aus, dass intelligente Algorithmen für ein Asset – das können Maschinenanlagen aber auch einzelne Bauteile, beispielsweise Kabel sein – über Sensoren vorausberechnen, wann der sinnvolle Zeitpunkt ist, die nächste Wartung präventiv durchzuführen, bevor die Anlage ausfällt. Automatisch wird bestimmt, welcher Techniker mit notwendiger Qualifikation in der Nähe verfügbar ist. Dieser bekommt den Wartungsauftrag dann mobil auf sein Smartphone oder Tablet übermittelt, um über seine Datenbrille in einer Schritt-für-Schritt Anleitung durch den Wartungsvorgang geführt zu werden. Technisch komplizierte Fälle werden dann vor Ort per Videokonferenz mit dem Meister im Büro abgeklärt und die Auftragsabarbeitung per mobilem Endgerät direkt dokumentiert.

Wenn wir auf unsere Erzeugungskraftwerke, Anlagen und Netze schauen, finden wir also viele Analogien zur Industrie 4.0.

Connected Industry: Welche Rolle spielt Big Data Analytics dabei?

Wie erwähnt planen wir ein flächendeckendes Ausbringen von intelligenten Zählern und Messsystemen, wodurch wir eine hohe Anzahl an neuen Messpunkten erhalten werden. Die Prinzipien von Big Data Analytics können dann die dadurch verfügbaren, großen Datenmengen in den verschiedensten Wertschöpfungsstufen eines Energieversorgers nutzbar machen. Beispielsweise wird die intelligente Steuerung des Energieversorgungsnetzes auf Basis dieser Daten, dazu beitragen, den aus den Energiewende resultierenden, investitionsintensiven Netzausbau zu minimieren.

Big Data Analytics sowie eine stärkere Algorithmisierung unserer Prozesse im Energiehandel und der Energieerzeugung tragen dazu bei, auch bei kleineren Erzeugungsanlagen Angebot und Nachfrage schneller und flexibler zusammenzubringen. Im Ergebnis wird die Versorgungssicherheit in Deutschland weiter gestärkt.

Connected Industry: Solarenergie und die eMobility machen nun auch Konsumenten zu kleinen Energieproduzenten, die Ihre erzeugte oder gespeicherte Energie in das Stromnetz einspeisen möchten. Könnten sich die traditionellen Energielieferanten zukünftig in reine Infrastrukturanbieter entwickeln?

Wir sind von der deutschen Energiewende massiv betroffen. In unserem Netzgebiet speisen etwa 47.000 dezentrale Erzeugungsanlagen Strom ein.

Die Entschleunigung der Energiewende durch das Sinken der Subventionsbereitschaft der Bundesregierung führt bei unseren Kunden zu einem großen Bedarf, deutlich aktiver am deutschen Energiemarkt teilzunehmen. Wenn wir als Branche unsere Erfahrung aus der Energievermarktung nutzen, können wir Synergien schaffen und auch von dieser Dezentralität profitieren, stets nach dem Motto: Wenn wir es nicht tun, werden es andere tun. Mit gesundem Selbstbewusstsein und der Bereitschaft, unsere Erfahrung und Kernkompetenz einzubringen, stellt dieser Wandel für uns und die Energieversorger im Allgemeinen eher eine große Chance als eine Gefahr dar.

Connected Industry: Wo liegen Ihrer Meinung nach die Herausforderungen in der Energiebranche?

Es gibt meines Erachtens zwei wesentliche Treiber.

Zum einen haben wir die deutsche Energiewende, die es in dieser Komplexität, Geschwindigkeit und Intensität weltweit nur einmal gibt. In Deutschland haben wir eine Zersplitterung des Angebotes. Während es beispielsweise in Frankreich etwa eine Handvoll Energieversorger gibt, haben wir in Deutschland tausende. Aus dieser Tatsache ergeben sich neue Herausforderungen auch für die IT-Infrastruktur.

Der zweite Treiber ist der kulturelle Wandel. Erst vor gut zehn Jahren wurde durch die Liberalisierung der freie Wettbewerb in der Energiewirtschaft zugelassen, was natürlich kulturelle Herausforderungen in der Führungs- und Arbeitskultur zur Konsequenz hat. Wir können es uns nicht mehr leisten, zu zögern und nur zuzuschauen. Wir müssen agiler werden, um unsere Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten und dazu konsequent die Chancen der Digitalisierung nutzen und den Risiken entsprechend aufgreifen und minimieren.

Die digitale Transformation wird auch die deutsche Energiewirtschaft evolutionär, vielleicht sogar revolutionär erfassen.

Interview – Industrie 4.0 aus Sicht von KUKA Roboter

Interview mit Heinrich Munz, Lead Architect Industry 4.0 bei KUKA Roboter

heinrich_munz_kukaHeinrich Munz ist Lead Architect Industry 4.0 bei der KUKA Roboter GmbH, Augsburg. Er gründete nach dem Elektronik-Studium 1985 zusammen mit Partnern die LP Elektronik GmbH, bei der er als Geschäftsführer für Entwicklung, Vertrieb und Marketing verantwortlich war. Dies führte 1996 zur Übernahme der Firma LP Elektronik durch KUKA Roboter. 1999 folgte Heinrich Munz dem Ruf des Mutterunternehmens, wo er zunächst als Senior Developer System Engineering in der seriennahen Vorentwicklung mit der Planung und Entwicklung von zukünftiger Steuerungstechnik beschäftigt war. Um dem immer stärker werdenden Einfluss von Vernetzung und Digitalisierung auf die Automatisierung Rechnung zu tragen, ist Herr Munz seit geraumer Zeit als Lead Architect Industry 4.0 für KUKA tätig.

Connected Industry: Was bedeutet Industrie 4.0 aus Ihrer Sicht?

Für KUKA ist Industrie 4.0 zunächst die komplette Digitalisierung der Fertigungsindustrie mit den Hauptzielen Effizienzsteigerung und neuen Business-Modellen. Ich bin Mitglied der Arbeitsgruppe 1 der Industrie 4.0-Plattform und dort haben wir den Begriff der Industrie 4.0 auch auf die Prozessindustrie ausgedehnt. Industrie 4.0 ist somit die komplette Digitalisierung der Prozess- und Fertigungsindustrie – in einem wesentlich höheren Maße als es heute der Fall ist.

Connected Industry: Welche Themen setzt KUKA im Kontext von Industrie 4.0 um?

Wir haben angefangen unsere eigene Produktion vollständig zu digitalisieren. Dies erreichen wir, indem wir damit begonnen haben, Daten aus bestehenden Produktionsanlagen zu sammeln, ohne deren Funktion zunächst zu verändern. Das Ziel war ohne Änderung bestehender Steuerungen zusätzliche Funktionen zu etablieren. Das zweite, was wir entwickeln, ist die KUKA Connect Cloud, welche wir auf der Hannover Messe 2016 vorgestellt haben. In diese Cloud werden die Daten aus unserer Produktion hochgeschickt, um entsprechende Big Data Analysen und Optimierungen zu betreiben. Hierzu haben wir auch das Tochterunternehmen connyun (www.connyun.com) gegründet, die diese cloudbasierten Anwendungen für die Digitalisierung der Produktion, Logistik und ‚Connected Products‘ am Markt positioniert.

Connected Industry: Welche Bedeutung haben dabei Smarte Dienstleistungen?

Hier sind wir vollständig konform mit dem Industrie 4.0 Gedankengut, dass ein Großteil des Erfolges darin liegen wird, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. Bei uns ist dabei die Grundidee „Everything as a Service“ von hoher Bedeutung, also dem Kunden nicht mehr nur Produkte zu verkaufen z.B. in Form von Robotern, sondern ihm das zu bieten was er wirklich haben will – nämlich die Bewegung. Der Fokus verschiebt sich vom Verkauf von Produkten zur Monetarisierung des Kundennutzens. Die Produkte selbst werden Mittel zum Zweck und bleiben unter Umständen in unserem eigenen Besitz oder wir betreiben diese im Kundenauftrag (Betreibermodelle).

Connected Industry: Inwieweit wird die Mensch-Roboter-Kollaboration die Arbeitswelt in den nächsten Jahren verändern?

Die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) haben wir schon seit einigen Jahren serienreif in Form unseres Leichtbauroboters LBR iiwa eingeführt. Dieser hat wenig Eigengewicht bei vergleichsweise hohen Payloads, zudem sichere Gelenk-Momenten-Sensoren, wodurch wir auf Zäune verzichten können und Menschen Hand in Hand mit dem Roboter zusammenarbeiten lassen können. Montiert auf einer autonom navigierenden Plattform wird der Leichtbauroboter zum mobilen Roboter KMR iiwa. MRK und Mobilität: Das sind wichtige Bestandteile von Industrie 4.0.

Connected Industry: Was ist aus Ihrer Sicht der nächste große Schritt hin zur Industrie 4.0?

Was als nächstes nach dem Datensammeln und -auswerten kommen muss, ist zum einen das Steuern aus der Cloud heraus und zum andern durchgängig digitalisierte Wertschöpfungsketten. Diese lassen sich dadurch verwirklichen, dass man sich gemeinsam auf bestimmte Datenformate und Standards einigt, so dass ein Glied der Wertschöpfungskette seine Daten dem anderen direkt weitergeben kann. Und dies über alle Glieder der Wertschöpfungsketten hinweg Und diese Wertschöpfungsketten müssen durchgängig digitalisiert werden – dies ist die nächste große Herausforderung, denn hier geht es über Firmengrenzen hinweg und Vertrauen spielt dabei eine ganz wesentliche Rolle.

Connected Industry: Sehen Sie Google als Wettbewerber?

Man muss Google immer ernst nehmen, aber Geld alleine reicht in diesem Umfeld nicht aus. Aus meiner langjährigen Erfahrung ist klar, dass Robotik nicht aus 99% IT und ein wenig Mechanik besteht, sondern dass Mechanik genauso wichtig ist wie die IT. Die richtige Kombination von beiden Bereichen macht das Ergebnis aus.