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Interview – Digitalisierung in der Schifffahrtsindustrie

Interview mit Dr. Michael Lontke von Hamburg Süd über die Bedeutung der Digitalisierung in der Schifffahrtsindustrie

dr-michael-lontkeDr. Michael Lontke ist Global Head of Information Technology & Organization bei der Hamburg Südamerikanische Dampfschifffahrts-Gesellschaft KG, ein Unternehmen der Oetker-Gruppe. Seit April 2006 verantwortet er die weltweite IT der Hamburg Süd. Die IT-Verantwortung umfasst sowohl die IT-Strategie, das Demand- und Supply-Management als auch den weltweiten Betrieb der IT-Systeme. Neben der ITVerantwortung, ist Dr. Lontke auch für Teile des Organisationsmanagements verantwortlich. Zuvor war Dr. Lontke über 11 Jahre bei einem führenden globalen Nahrungsmittelkonzern beschäftigt. 

Connected Industry: Herr Dr. Lontke, welcher Weg hat Sie bis an die Spitze von Hamburg Süd geführt?

Schon parallel zu meinem Studium hatte ich die Möglichkeit Informatik in praktischen Projekten umzusetzen und die Vorteile der Automatisierung kennenzulernen.

Ich hatte danach viele verschiedene Verantwortungen in IT-Organisation bis hin zu globalen Rollouts von Logistik-Templates, so hatte ich auch das Interesse einmal die IT ganzheitlich zu verantworten. Bei Hamburg Süd hat dies 2006 geklappt und seitdem konnten viele große Transformationen erfolgreich abgeschlossen werden.

Connected Industry: Wie präsent ist die Digitalisierung in der Schifffahrtsindustrie gegenwärtig?

Im Rahmen meiner Promotion beschäftigte ich mich mit Algorithmen im Bereich der Künstlichen Intelligenz, der Genetik sowie klassischen Operations Research. Damals sprach man zwar noch nicht von disruptiven Geschäftsmodellen, aber das Potential dieser Algorithmen war erkennbar. Kombiniert mit dem mooreschen Gesetz des exponentiellen Wachstums der Rechenleistungen stehen wir heute genau vor diesen neuen Möglichkeiten, die unsere Welt radikal verändern.

Die Digitalisierung der Schifffahrt steht noch ganz am Anfang. Doch diejenigen, die in der Lage sind, ihre globalen Prozesse zu kennen und zu standardisieren, werden die Gewinner bei der Automatisierung und Digitalisierung sein.

Dabei muss man verstehen welche Prozesse man digitalisieren möchte, denn Schifffahrt ist nicht gleich Schifffahrt und die Standardisierung von Prozessen in 100 Ländern der Welt keine triviale Aufgabe.

Connected Industry: Welche Mehrwerte vermuten Sie, wenn in ihrer Industrie vermehrt Daten erhoben und rückblickend analysiert werden würden?

Ich sehe riesige Potentiale verteilt über die gesamte Wertschöpfungskette. Es beginnt bei der Bereitstellung von Leercontainern, Steuerung der Schiffen, der Vorhersage bei der Wartung von Komponenten oder ganzen Containern,  bis hin zum FCL oder LCL zum Kunden.

Erste Ansätze sehen wir z. B. im Hamburger Hafen, wenn entladene Container registriert werden, um Leerfahrten von Containern hin und weg vom Leerdepot zu vermeiden oder aber den Hinterlandverkehr an die Anläufe von Schiffen an die Terminals zu binden.

Die rückblickende Analyse der Daten ermöglicht es, die Algorithmen und die Vorhersagen ständig zu verbessern. Der Ausfall einer Weiche im Hamburger Hafen kann erhebliche Staus und Kosten verursachen. Die Bahn hat auf der Basis historischer Weichenausfälle Algorithmen entwickelt, welche es ermöglichen, nahezu 90 % aller Ausfälle vorherzusagen und durch Wartungsmaßnahmen zu vermeiden.

Connected Industry: In der Logistik spielt die Zeit eine entscheidende Rolle. Daher dürfte der größte Benefit vermutlich in der Bereitstellung und Analyse von Daten in nahezu Echtzeit liegen?

Ich denke es gibt unterschiedliche Szenarien, aber sicher ist, dass die Bereitstellung von Daten sowie deren intelligente Analyse in Echtzeit auf der Basis des mooreschen Gesetzes einen Quantensprung in Richtung Digitalisierung darstellt. In einigen Jahren wird man Rechner für 1000 $ bauen können, die so leistungsfähig wie der Mensch sind.

Einige Containerreedereien sind dazu übergegangen eine zentrale Steuerung ihrer Schiffe in Kontrollzentren vorzunehmen. Hier sitzen Experten und u.a. auch Kapitäne, die den Verlauf der einzelnen Routen beobachten und in Abstimmung mit dem jeweiligen Kapitän Korrekturen vornehmen.  Ich kann mir hier viel mehr Unterstützung vorstellen. Warum fahren Schiffe nach Zeitplänen, wenn doch aufgrund der Datenlage klar ist, dass am geplanten Terminalanlauf Stau ist? Durch das rechtzeitige Anpassen der Geschwindigkeit kann Bunker eingespart und so die CO2-Belastung reduziert werden.

Connected Industry: Um den digitalen Wandel in der Schifffahrtsindustrie zu vollziehen, was wären Ihrer Meinung nach die nächsten wichtigen Schritte?

Zunächst einmal ein kultureller Wandel: Im angelsächsischen Sprachraum gibt es viel eher die Bereitschaft auch mal etwas auszuprobieren und Misserfolge zu akzeptieren. Nicht jedes Projekt liefert die erwarteten Erfolge, aber hatte man die richtige Idee, könnten ganze Geschäftsfelder verändert oder gar disruptiv ganze Märkte neu sortiert werden. Hierfür ist es erforderlich, im IT-Budget Raum für das „Ausprobieren“ zu lassen.

Natürlich ist es auch wichtig, die Möglichkeiten bei der Digitalisierung in den Unternehmen von der Geschäftsführung bis hin zu den leitenden Angestellten anhand von Beispielen bekannt zu machen. Sicher ist dies nicht das alleinige Thema der CIO’s in den Unternehmen, doch hier kann der CIO seiner Rolle als Business Enabler gerecht werden.

Daher sind Interviews wie dieses oder aber Vorträge und Veranstaltungen, zugeschnitten auf die jeweiligen Fachverantwortlichen, ein wichtiger Multiplikator.

 

Interview – Virtualisierung in der Industrie 4.0

Interview mit Herrn Dr. Helmut Figalist von Siemens über die Virtualisierung von Produkt- und Produktionsdaten in der Industrie 4.0

Dr. Helmut Figalist ist Leiter der Vorfeld-Entwicklung der Digital Factory Division der Siemens AG. Unter anderem war er Vorsitzender und Mitbegründer des ZVEI-Arbeitskreises für modulare Automation von 2012 bis 2014.

Connected Industry: Herr Dr. Figalist, 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 aus Ihrer Sicht?

Dr. Figalist: Der Begriff hat viele Facetten, die wir konkret als Digitalisierung der Industrie bezeichnen können, denn die Digitalisierung ist der Kern dieser Entwicklung. Es ist eine weitere Stufe der Industrialisierung. Der eigentliche Begriff „Industrie 4.0“ ist eine Initiative der deutschen Bundesregierung, um die Wirtschaft für dieses Phänomen der Digitalisierung fit zu machen, damit Deutschland auch in Zukunft als Industrienation wettbewerbsfähig bleibt.

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

Dr. Figalist: Um große Veränderungen, die immerhin die ganze Gesellschaft betreffen, vorwärts bringen zu können, braucht es Begriffe, die ein Konzept transportieren. Für diesen Anspruch scheint der Begriff „Industrie 4.0“ recht erfolgreich zu sein. Natürlich kann sich das zukünftig ändern, denn letztendlich werden die einzelnen Technologien, die hinter diesem Begriff stehen, die eigentliche Wandlung bewirken.

Connected Industry: Sie waren ein Mitbegründer des ZVEI-Arbeitskreises für modulare Automation. Welche Rolle spielt die modulare Produktion für die Industrie 4.0?

Dr. Figalist: Modulare Anlagen sind bereits seit einigen Jahren ein Thema der Prozessindustrie. Heute wird neu diskutiert, ob die Industrie 4.0-Ansätze hilfreich für den erfolgreichen modularen Aufbau solcher Anlagen sein können.

Connected Industry: Wie geht Siemens den Trend der Industrie 4.0 an?

Dr. Figalist: Die Digitalisierung der Industrie griff Siemens bereits einige Jahre vor dem Auftauchen des Begriffs Industrie 4.0 auf und wird mit Namen „Digital Enterprise“ vorangetrieben. Wir entwickeln eine Suite von Software-Produkten, die dem Kunden helfen soll, den Produktlebenszyklus zu digitalisieren und nachvollziehbar zu machen. Wir haben bereits eine Reihe von Produkten am Markt, mit der wir mehr Produktivität und Effektivität in der Entwicklung von Produkten und Produktionssystemen erreichen können. Der Schlüssel zur Digitalisierung der Industrie liegt in der Verbindung der virtuellen Welt der Daten mit der physischen Welt der Produkte, das ist unser Ansatzpunkt für Industrie 4.0.

Connected Industry: Wie wird dieser Ansatz konkret verfolgt?

Dr. Figalist: Wir digitalisieren und virtualisieren das Product Lifecycle Management und die Produktentwicklung. Für unsere Kunden spielen Produkt- und Produktionsqualität eine wichtige Rolle, aber auch die Verkürzung der Entwicklungszeit steht immer mehr im Vordergrund. Im heutigen internationalen Wettbewerb gilt Time-to-Market als ein Schlüsselkriterium für den Erfolg.
Unsere Lösungen beginnen mit der 3D-CAD-Entwicklung und -Simulation für die Produktentwicklung. Beispielsweise läuft die Entwicklung eines neuen Auto-Modells weitgehend virtuell ab. Statt Produkte physisch als Prototyp immer wieder zu bauen, zu verwerfen und neu zu bauen, wird heute virtuell gebaut und getestet.
Mit den Methoden der Simulation und Datenanalyse können bestimmte Ziele bereits vor dem realen Prototyp optimiert werden, z. B. zur Optimierung des Luftwiderstandes, um beim Beispiel der Automobil-Entwicklung zu bleiben.
Dies gilt jedoch nicht nur für das zu produzierende Endprodukt, sondern auch die Produktionsanlagen. Mit weiterführender Engineering Software können wir nicht nur Produkte, sondern auch Produktionsanlagen mit einem hohen Grad an Automatisierung virtuell modellieren und simulieren. Die Anlagen werden also lange vor der physischen Errichtung virtuell gebaut und ausgiebig getestet. Im dritten Zug ermöglichen wir die Speicherung von Maschinendiagnose-Daten in der Cloud, die mit Data Analytics untersucht werden können. Die daraus generierbaren Erkenntnisse machen weitere Optimierungen möglich, denn wenn die Anlage erstmal steht, muss diese dauerhaft produktiv und effizient gehalten werden.

Connected Industry: Wo finden die Analysen der Maschinendaten statt und welche Ergebnisse sind erfahrungsgemäß zu erwarten?

Dr. Figalist: Die Analysen finden durch Experten oder auch automatisiert in der Cloud statt. Wir erreichen mit der Analyse von Echtzeitdaten zum einen die proaktive Früherkennung einer Anlagengefährdung, zum anderen können die Daten auch dazu genutzt werden, um Erkenntnisse über sinnvolle Änderungsmöglichkeiten am Anlagen- und Produktdesign zu gewinnen.

Interview – Industrie 4.0 mit vernetzten Maschinen

Interview mit Martin Buck, Vorsitzender des Vorstandes und CTO der ifm Unternehmensgruppe über Industrie 4.0

martin-buckMartin Buck ist Vorsitzender des Vorstandes der ifm stiftung & co. kg. Nach Gründung im Jahre 1969 hat sich ifm zu einem der weltweiten Branchenführer im Bereich der Entwicklung, Produktion und dem Vertrieb von innovativen Sensoren, Steuerungen und Systemen für die industrielle Automatisierung entwickelt. Heute zählt das in zweiter Generation geführte Familienunternehmen mit rund 5.200 Beschäftigten in über 70 Ländern zu den weltweiten Branchenführern.

Herr Buck, Industrie 4.0 ist ein weites Feld, welche Lösungen entwickelt ifm in diesem Kontext?

Hier haben wir zunächst ein breites Portfolio an Sensoren mit IO-Link-Standard entwickelt. Zudem haben wir uns damit beschäftigt, wie man Daten vom Sensor weiter in Richtung zentrale Rechnerebene bekommt. Aus unserer Erfahrung werden in Zukunft ca. 20% der Daten, die man aus dem Sensor herausbekommt, die Anlage steuern und 80% der Daten sind da, um Maschinenzustände zu erfassen oder Qualitätsinformationen zu erhalten. Dies erfordert eine offene Architektur, so dass man auch die Möglichkeit hat, Daten abzuzweigen, um diese dann direkt an die nächsthöhere Ebene zu übertragen. Hier setzen wir an und verfügen mittlerweile über entsprechende Produkte, um Daten an die nächsthöheren Ebenen abzuzweigen. Die dafür notwendige Weiche besteht aus Hardware und Software – der LINERECORDER. Dieser ist ein Kommunikationskünstler, der nach unten an den IO-Link anknüpft und nach oben über verschiedene Protokolle kommunizieren kann. Der LINERECORDER fügt sich als ein Kommunikationsknoten in die Maschine ein, so dass die Maschinendaten  hoch zur Leitstandebene kommuniziert werden können. Auf dieser SCADA/MES-Ebene (Supervisory Control and Data Acquisition) haben wir das LINERECORDER Framework, der die Parametrierung und Überwachung unterschiedlichster Sensoren vereinfacht. Die Entwicklung ging so weit, dass wir nicht nur auf dieser SCADA/MES-Ebene blieben, sondern auch die Anbindung bis ins ERP-System realisieren konnten. Hier haben wir in Zusammenarbeit mit SAP eine Schnittstelle geschaffen, von der LINERECORDER-Ebene bis ins SAP hinein. Dadurch schaffen wir die vollständige Durchgängigkeit – vom Sensor über IO-Link weiter via LINERECORDER über die Prozessleitebene hinaus hin zum SAP ERP.

Dinge, die wir mit Kunden in diesem Bereich schon realisiert haben, liegen im Bereich Condition Monitoring und Energy Monitoring. Hier geht es beispielsweise bei unserem Kunden Gea um Separatoren auf Schiffen. Serviceeinsätze wären hier sehr teuer, da man zunächst zu den Schiffen vor Ort fahren müsste. Die Zustandsdaten dieser Separatoren werden über mobile Datenübertragung an eine Zentrale in den Leitstand verschickt und überwacht. Dort kennt man dann den Zustand der Separatoren und kann Wartungen durchführen oder Servicepläne erstellen. Im Ergebnis machen wir also die Shop Floor Ebene in der SAP Ebene verfügbar.

Welche Möglichkeiten könnte man hier noch weiter entwickeln?

Ich denke, dass Geschäftsmodelle entstehen, in denen nicht mehr mit Hardware gehandelt wird, sondern mit Diensten. Weitere Möglichkeiten liegen im Bereich Condition Monitoring, wenn die Anlage mit dem ERP-System vernetzt ist und damit auch mit dem gesamten Ressourcenplan im Unternehmen. Dann kann die Anlage den eigenen Zustand erfassen undwenn beispielsweise der Antrieb bedrohliche Anzeichen von Verschleiß zeigt, kanndiese Information in das SAP System weitergeleitet werden. Dort sind dann alle Informationen verfügbar um den Wareneingang des neuen Antriebs zu überwachen, einen Serviceeinsatz zu planen und die entsprechende Produktionsplanung darauf abzustimmen. Niemand müsste mehr einschreiten und ein ungeplanter Stillstand wäre zuverlässig abgewendet

Wie beurteilen Sie den Reifegrad der deutschen Wirtschaft bei Industrie 4.0?

Beim Breitbandausbau stimme ich zu, dass Deutschland noch hinterherhinkt. Zu Industrie 4.0 passiert jedoch bereits einiges in sehr vielen Unternehmen, so dass ich Deutschland insgesamt nicht schlecht aufgestellt sehe. Wo wir dagegen aufpassen müssen, ist, dass wir nicht den großen amerikanischen Daten-Firmen, wie Google, nacheifern , um diesen im direkten Wettbewerb zu begegnen, sondern die Stärke von Deutschland, die Innovationskraft aus dem Mittelstand fördern sollten. Bei der ganzen Diskussion um Datenhandling oder Cloud Computing sollten erstens einheitliche rechtliche Rahmenbedingungen geschaffen werden. Dazu würde es der Innovation vor allem gut tun, wenn Daten und Dienste getrennt werden. Die Daten sollten in einem rechtlichen Raum liegen, der europaweit harmonisiert ist und separat dazu sollte es Dienstanbieter geben, die auf diese standardisiert abgelegten Daten zugreifen können und damit Mehrwertdienste und Services anbieten können. Dadurch entsteht Wettbewerb, der Innovationen fördert. Wir müssen uns also auf unsere Stärken besinnen und den Zugang zu den Daten „demokratisieren“. Selbstverständlich unter Berücksichtigung des Datenschutzes.  Das Sammeln von Daten in verschiedenen Clouds bringt uns aus meiner Sicht dagegen nicht weiter, da wir mit jeder weiteren Cloud Inseln schaffen – und diese Inseln sind nicht durchgängig. Ich kann keinen Dienst heute etablieren, der gleichzeitig auf Daten in verschiedenen Clouds zugreift. Im Vergleich dazu, haben auch nicht die Spediteure die Straßen gebaut, sondern der Staat hat die Infrastruktur zur Verfügung gestellt, so dass jeder noch so kleine Spediteur auf diesen Straßen fahren konnte. Bei den Daten bräuchte man eine Infrastruktur und ein Zuhause – jeder Dienstanbieter weiß dann um die einheitlichen Rahmenbedingungen und kann darauf seine Dienste zur Verfügung stellen.

Interview mit Olaf Graeser von Phoenix Manufacturing Solutions

Technologienetzwerk “Smart Engineering and Production 4.0” realisiert die komplette vertikale Integration von Daten

Olaf GraeserInterview mit Olaf Graeser, Phoenix Contact GmbH & Co. KG über durchgängig virtuelles Engineering als Basis für Industrie 4.0: Phoenix Contact,  Eplan und Rittal haben gemeinsam die komplette vertikale Integration von Daten im Engineering- und Produktionsprozess realisiert, die Fertigungspläne überflüssig macht.

Olaf Graeser ist Mitarbeiter im Technology Development Industrial Automation des Geschäftsbereichs Manufacturing Solutions bei der Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg. Dort beschäftigt er sich insbesondere mit den Themen durchgängiges Engineering und intelligente Fertigung.

Connected Industry: Was war die Motivation für dieses Projekt?

Die Motivation war zunächst, ein durchgängiges Engineering unserer eigenen Artikel bis zum Schaltschrank zu schaffen. Bei der Entwicklung entstehen vielfältige Daten, die das Produkt beschreiben. Das eigentliche Engineering startet jedoch erst dann, sobald die Produkte in einem anderen Tool weiterverwendet werden sollen. Der Schaltschrankbauer, der unsere Produkte nutzt, kann nun einen digitalisierten Artikel erhalten, quasi den digitalen Zwilling. Diesen kann man dann in gängige Software-Tools, bspw. Eplan, integrieren. Am Ende entsteht der Schaltschrank als digitaler Prototyp, der bis in die Fertigung weitergereicht werden kann – das ist das Kernstück des Projekts.
Zunächst können wir damit bei der Industrie 3.0 Fertigung anknüpfen: Mit dieser digitalen Produktbeschreibung, die in einer Kombination der Datenformate AutomationML und eCl@ss vorliegt, lassen sich auch Bestandsanlagen betreiben. Noch viel besser eignet sich die digitale Produktbeschreibung jedoch für Industrie 4.0 Anlagen: Hier haben wir mit einem intelligenten Fertigungsleitsystem gearbeitet. Das Fertigungsleitsystem bezieht auf Basis der digitalen Produktbeschreibung die relevanten Fertigungszellen für den einzelnen Artikel mit den jeweiligen Verwaltungsschalen ein. Zunächst startet das Leitsystem damit, die Produktbeschreibung einzulesen und zu analysieren. Aus dieser hierarchischen Beschreibung werden dann die Fertigungsschritte abgeleitet. Das Werkstück wird durch einen RFID-Tag erkannt und die Fertigungsschritte parametriert. Die Fertigungszelle bekommt dann über das ERP-System einen Fertigungsauftrag in Losgröße 1 anhand der digitalen Produktbeschreibung, die sämtliche Informationen für die Fertigungsprozesse enthält. Die Vollständigkeit der Daten führt dabei zu einer reibungslosen Umsetzung aller Bearbeitungsinformationen. Die Besonderheit ist, dass man hier keinen Fertigungsplan und keine feste Produktionsreihenfolge mehr braucht. Die digitale Produktbeschreibung kann zudem bis in die Anlagenwartung entlang des gesamten Produktlebenszyklus weiter genutzt werden. Ferner sind zusätzliche automatisierte Prozesse in der Schaltschrankfertigung möglich. So ist bspw. die Visualisierung für eine manuelle Bestückung und Verdrahtung ein relevanter Entwicklungstrend.

Connected Industry: Wie entstand die Idee für dieses Projekt und wie lange hat es bis zur Umsetzung gedauert?

Rund ein Jahr. Die Idee entstand auf der Hannover Messe 2014, die Demonstration erfolgte bereits im Folgejahr auf der Hannover Messe, wobei die Partner schon umfangreiche Vorarbeiten eingebracht haben.

Connected Industry: Welche Aufgabenbereiche hatten die Projektpartner?

Die digitale Beschreibung von Komponenten sowie die Fertigung haben wir gemeinsam mit Rittal übernommen. Eplan war schwerpunktmäßig für das Engineering zuständig.

Connected Industry: Wo liegt für Sie der größte Mehrwert in der Umsetzung?

Primär, um Produkte in Losgröße 1 wirtschaftlich fertigen zu können. Die heutige Produktion ist Massenherstellung mit klassischen Fertigungsverfahren. Erforderlich ist jedoch immer mehr Customizing, z. B. für die spezifische Bedruckung oder spezielle Farbe. Das ist mit der heutigen Fertigungstechnik nur schwierig abbildbar. Mit dem Projekt haben wir die optimalen Voraussetzungen für das Customizing geschaffen, was insbesondere bei kundenspezifischen Konfigurationen im Webshop wichtig ist.

Connected Industry: In welche Richtungen möchten Sie das Projekt weiterentwickeln?

Die Frage ist hier generell, was auf Basis digitaler Modelle realisiert werden kann? Möglich ist eine Verwendung digitaler Modelle im Bereich Simulationen, Fertigungsplanung über verschiedene Werke hinweg bis hin zur Angebotserstellung.