Verwaltungsschale in der Modellfabrik: Produktionslinien flexibel rekonfigurieren

Heute im IoT Use Case Podcast: Verwaltungsschale in der Modellfabrik. Wie aus einem abstrakten Standard konkrete Produktionsflexibilität wird. Zu Gast sind Bosch Rexroth und XITASO. Wir sprechen über eine durchgängige Datenverfügbarkeit, unterschiedliche Semantiken, also die Bedeutung von Daten in Maschinen und Subsystemen, die Relevanz von OEE und Linienrekonfiguration. Viel Spaß dabei!

Hans Michael, wenn ihr auf die Modellfabrik in Ulm schaut – welches konkrete Produktionsproblem oder, wenn wir keine Probleme haben, dann die Herausforderung, wollt ihr sichtbar machen? Sind es die Datenbrüche, ist es die Semantik, sind es OEE-Verluste oder auch Linienrekonfigurationen? Worum geht es da genau?

Hans Michael

Alles, was du gerade eben gesagt hast. Und wir nutzen es als Playground, damit unsere Kunden sehen können, wie man bestimmte Themen auch angehen kann. Es ist ja oft schwierig, ins echte Produktionsumfeld zu gehen, auch wenn man Kunden gern etwas zeigen möchte. Deswegen haben wir uns entschlossen, eine Art Dauerausstellung zu bauen mit der Modellfabrik bei uns am Standort in Ulm. Und wir zeigen dort ganz konkret zwei Wertströme von Kunden. Das ist zum einen ein Konsumgüterwertstrom, also praktisch von der Intralogistik, von der Warenbelieferung über die Herstellung bis hin zum Verpacken und wieder auch Palettieren und Abtransportieren, und zum anderen den Wertstrom der Batteriefertigung von der Zellenmontage, Demontage.

Genau wie du schon gefragt hast, wir zeigen da zum einen Automatisierungsthematiken, weil wir mit ctrlX Automation primär Automatisierungslieferant sind, aber auch Transportthemen wie die Verknüpfung zwischen Maschinen, mechanische Thematiken, Condition Monitoring – weil es gibt zum Beispiel auch Schienenführungen von Bosch Rexroth, Module und so weiter – und eben Use Cases, die darauf aufbauen.

Und eines der fundamentalen Probleme vieler Maschinenbetreiber heutzutage ist es ja, Maschinen in bestehende Systeme zu integrieren. Wir kennen das von einigen unserer Kunden: Die kaufen sich eine neue Maschine und haben dann ein halbes Jahr irgendwie Probleme auf der Linie, sie richtig zu integrieren, weil eben zum Beispiel Linien in SPS sehr starr sind und einmal programmiert – und keiner kennt sich mehr aus. Und speziell das Thema Maschinenintegration und Rekonfigurierung von Maschinen oder Linien ist eines der Themen, die wir mit der Verwaltungsschale adressieren, eben genau diesen Painpoint zu lösen.

Genau, mit der Verwaltungsschale haben wir genau auch unser Highlight-Thema sozusagen heute. Das ist ja wirklich ein spannendes Thema, was schon länger so in der Industriediskussion stattfindet, aber eben noch nicht so den Durchdringungseffekt hatte jetzt in den verschiedenen Bereichen. Michael, wie siehst du gerade das Thema Verwaltungsschale anhand der Modellfabrik? Ihr habt ja da unterstützt, das einzuführen. Was bringt das in dem Kontext und was wollt ihr damit erreichen?

Michael

Das bringt in erster Linie eine standardisierte Möglichkeit, Maschinen und Anlagen und auch AGVs zum Beispiel zu vernetzen. Im Vordergrund steht für mich dabei die Vernetzung der Anlagen. Und das in einem Brownfield. Ein Automobilmontagewerk – da stellt jetzt keiner die Frage nach der Vernetzung. Das ist vollkommen klar, dass entlang des strukturierten Wertstroms auch die Daten transferiert werden. Jetzt in einer mechanischen Fertigung, wie es zum Beispiel in der Modellfabrik in Ulm bei Bosch gezeigt wurde, sind wir da in der Praxis einfach noch weit weg davon. Also die Anlagen sind schon da oder werden neu beschafft. Die Anwendungsfälle ändern sich, die ganze Fabrik ändert sich ständig. Und die Herausforderung ist immer, die Daten mitzunehmen, und das möglichst durchgängig. Du hast vorher schon in der Einleitung über den OEE gesprochen, der ist einfach, wenn es um Fertigung geht, ausschlaggebend.

Damit heben wir unsere Potenziale, die wir haben in unserem Hochlohnland Deutschland. Und wer noch produzieren möchte, wirklich ernsthaft in Deutschland, der muss unbedingt an die Daten denken und muss die vernetzen. Die Verwaltungsschale ist dafür eine sehr gut geeignete Technologie – neben vielen anderen, das gehört auch mit dazu. Die Verwaltungsschale ist geeignet, Daten innerhalb des eigenen Werks zu transportieren, aber auch über die Unternehmensgrenzen hinaus. Dafür ist der Standard geschaffen, dafür ist er gedacht. Und natürlich muss man den befüllen. Das mag am Anfang – ähnlich wie das Wort Verwaltungsschale – etwas sperrig erscheinen, aber am Ende bietet das die Potenziale. Und dafür ist sie gedacht und gemacht, und wir haben uns gefreut, das mit Bosch umsetzen zu dürfen in Ulm.

Hans Michael

Das ist schon sehr beamtendeutsch, die Begrifflichkeit. Wenn man mal ehrlich ist, da hat man nicht gleich Lust, sie zu verwenden. Vielleicht ist Asset Administration Shell dann doch irgendwie dynamischer. Aber es ist am Ende ja das Gleiche. Und ich möchte gerne noch zu dem, was Michael sagt, eins draufsetzen. Es ist für uns eben nicht nur diese Datendurchgängigkeit, weil die könnte man auch anders herstellen tatsächlich. Mit ctrlX Automation können wir über OPC UA, REST API, alles Mögliche eigentlich auf Steuerungsdaten zugreifen. Es ist für uns in dem Fall das flexible Konfigurieren und Rekonfigurieren der Linie auf Basis der Verwaltungsschale. Weil da haben wir ein Tool gebaut, das ist die Asset Orchestration Platform, in dem ich mir meine Linie eben modelliere. Sobald ich alle Maschinen als Verwaltungsschale verfügbar habe oder alle Maschinenmodule, dann kann ich nämlich anfangen, flexibel meine Prozesse mit einer Businesslogik zu gestalten, anstatt das fest in so eine Linien-SPS reinzuprogrammieren.

Und das gibt uns eine unglaubliche Flexibilität. Wir können in der Model Fab zum Beispiel relativ schnell rekonfigurieren zwischen AGVs und Maschine. Wir können, weil selbst der Fußboden eine Verwaltungsschale hat, da relativ schnell auch die Farbe ändern, oder jede Lampenbeleuchtung hat eine Verwaltungsschale an der Stelle. Und das gibt uns eine wahnsinnig tolle Möglichkeit zu rekonfigurieren, zu testen und schnell wieder zu implementieren, was, sag ich mal, normale Maschinenbetreiber eben so nicht haben mit Linien-SPS.

Ich würde auch bei der Modellfabrik nochmal bleiben – und was da dann als Wertstrom aufgesetzt wird: Wo gibt es da Brüche in diesem Wertstrom? Also habt ihr da Brüche explizit eingebaut, wo das zeigt, das lässt sich auch übertragen auf andere reguläre Fabriken, oder ist das immer durchgängig?

Hans Michael

Ja, also mögliche Brüche, die wir eben so beheben konnten, war zum Beispiel das flexible Umgehen zwischen stationärer Maschine und mobiler Maschine, sprich AGV bzw. AMR-System. Also die Kommunikation zwischen Maschine und AMR oder die Rekonfiguration der AMRs, die man in der Model Fab sieht, ist ein möglicher Bruch. Wie bringe ich meine AMRs und meine Maschinenkonfiguration zusammen? Und wir haben zum Beispiel zusammen mit XITASO für unsere Batteriemontage- und -demontage-Linie für jedes Modul eine Verwaltungsschale erstellt, eben auch die Module flexibel ansteuern zu können. Da hat uns XITASO sehr gut geholfen, weil – tatsächlich muss ich zugeben – die erste Hürde zur Anwendung der Verwaltungsschale die Verwaltungsschale selbst ist und die Erstellung einer Verwaltungsschale. Wie bei jedem Benefit muss ich mich erstmal stark bemühen, um dann die Benefits wirklich sehen zu können. Und dieses Level, dieses Bemühen – da hat uns XITASO sehr gut geholfen, eben die Verwaltungsschale standardisiert zu erstellen.

Es steckt halt schon in dem Namen mit „Verwaltung“, das ist immer schon gleich ein bisschen negativ behaftet in Deutschland inzwischen. Aber, Michael, vielleicht kannst du nochmal einfach auch eindrucksvoll erklären, was steckt denn da dahinter? Was ist die Verwaltungsschale? Wie definiert sich das überhaupt? Und wie kann das jemand verstehen, der vielleicht davon noch gar nichts gehört hat?

Michael

Ja, also die Verwaltungsschale selber ist jetzt relativ schnell erklärt. Es ist einfach eine standardisierte Form, Daten aufzubereiten. Ich habe mal in einem Vor-Ort-Vortrag plakativ einen Leitzordner genommen – und dort sind viele verschiedene Trennblätter, und zwischen den Trennblättern liegen dann die Informationen. Und dann vorne haben die Leitzordner so ein Loch, und ich habe dann einen roten Faden durch das Loch durchgeführt und das andere Ende des roten Fadens dann an eine beliebige Stelle auf dem Datenblatt verknüpft. Und das ist eigentlich das, was die Verwaltungsschale macht.

Es gibt verschiedene Subsysteme, das muss man noch wissen. Die Verwaltungsschale enthält Subsysteme, die von der Standardisierungsorganisation definiert werden. Und dann gibt es zum Beispiel das Subsystem Nameplate – das ist jetzt eines der einfachsten: ein digitales Typenschild. Das haben wir auch für einen Kunden von uns, die Firma WITTENSTEIN, sehr erfolgreich umgesetzt. Da war der Use Case: Sie wollten sich Dokumentationen, die im Papierformat heute mit ausgeliefert wurden, in vielen verschiedenen Sprachen, sparen. Und das ist ganz einfach gelungen. Man sagt: Okay, ich nehme das digitale Typenschild als Submodell von der Verwaltungsschale, fülle dann die Felder so aus, wie es der Standard vorsieht, und somit habe ich einen Standard geschaffen für mein Produkt, das dann im Falle WITTENSTEIN auch wieder in andere Anlagen eingebaut wird, und die Dokumentation läuft sozusagen mit. Der Kunde hat dann 25 verschiedene WITTENSTEIN-Antriebe irgendwo verbaut, und die Daten sind jetzt über einen QR-Code oder Data-Matrix-Code oder so beliebig zu erreichen in diesem standardisierten Format. Nicht mehr und nicht weniger ist die Verwaltungsschale auch für andere Submodelle wie zum Beispiel Skills and Capabilities – das haben wir jetzt in der Model Fab verwendet. Ist halt immer ein bisschen umfangreicher, aber im Prinzip geht es jetzt immer darum, die Daten in einer Form zur Verfügung zu stellen, dass sie andere Unternehmen und andere Anwender auch lesen können und genauso ausfüllen würden.

Ansonsten passieren so die klassischen Fehler: Artikelbezeichnung – sieht einer jetzt seinen Handelsnamen, und der andere schreibt jetzt rein, was dieses Produkt leisten kann. Und schon ist eine Inkompatibilität da, und die Daten können so nicht verwendet werden, sondern müssen erst noch mal normiert werden, auf den gleichen Standard gebracht werden. Und der ist halt länderspezifisch und firmenspezifisch oft unterschiedlich.

Ich glaube, es ist wahrscheinlich gar nicht so einfach zu verstehen, wie wichtig Semantik ist – also das Verständnis der Daten – wenn man nicht selber mal den Schmerz gespürt hat, sowas mal verwerten zu wollen, oder eben gerade Maschinen zu rekonfigurieren und dann eben diesen ganzen Aufwand zu haben, diese neue Konfiguration dann wieder neu zu erklären in dem eigenen Setup.

Hans Michael, dann auch jetzt im Sinne von Bosch Rexroth: Wo setzt ihr das noch ein? Jetzt, die Modellfabrik ist ja ein ganz toller Case, wo man das wirklich auch mal beobachten, betrachten und besuchen kann. Aber habt ihr das noch anderweitig im Einsatz, und wo ist das – was für einen Benefit bringt das dann, also was für einen Nutzen?

Hans Michael

Ja, also natürlich, Modellfabrik ist immer das, was man den Kunden einfach zeigen kann. Also wer Interesse hat: gerne einfach nach Ulm kommen und bei uns vorbeischauen. Ist in der Nähe von Augsburg, wo XITASO ist – nicht weit weg, nicht wahr, Michael? Also wir rollen es gerade auf Bosch intern aus. Es gibt Boschwerke, die eben auch unter Druck geraten sind durch die Anforderungen, flexibel produzieren zu können. Also in der Vergangenheit haben Boschwerke eine Million ABS oder mehrere Millionen ABS-Systeme halt im Jahr produziert, und die Linien waren relativ starr, und die hat man nicht groß verändert. Man hat sie dann eher, wenn ein Produkt ausgelaufen ist, neu entwickelt oder woanders hingeschoben. Und jetzt ist halt auch stärkerer Druck da, flexibler zu produzieren, auch in den Boschwerken, wo es halt auf Millionen Stück geht. Und da gibt es einige Werke, die im Moment auf Basis der Verwaltungsschale oder der Asset Orchestration Platform, so wie wir das als Produkt nennen, eben jetzt flexibel konfigurierbare Linien entwickeln. Aber es ist nicht nur in unseren eigenen Werken so, sondern auch bei vielen anderen Kunden.

Es gibt im Automotive-Tier-1-Bereich noch einen weiteren Anwender für die Asset Orchestration Platform. Wir reden aber auch mit Maschinenbauern – interessanterweise – über das Thema, die oft nicht nur Einzelmaschinen an ihre Kunden verkaufen, sondern eher auch halbe Linien oder ganze Linien teilweise, die auch nach einer flexiblen, rekonfigurierbaren Lösung suchen, um ihre Maschinen dann bei ihren Kunden gut integrieren zu können. Also, es greift langsam, das ist so mein Gefühl. Es gibt Nachfrage danach. Die Anwender sehen die Benefits, die wir ihnen, wie gesagt, sehr anschaulich auch in der Model Fab zeigen.

Wie kann man das abgrenzen zu anderen Datenformaten, zum einen? Es gibt ja verschiedene Formate. Was gibt es da sonst noch, was vielleicht alternativ ist, oder auch Systeme wie ein MES oder Ähnliches? Michael, wie würdest du das abgrenzen, nochmal, zu dem, was schon da ist – was für Alternativen es zu der Asset Administration Shell oder der Verwaltungsschale gibt?

Michael

Wie eigentlich schon alles erwähnt: Die Verwaltungsschale, Asset Administration Shell, ist eine Technologie von vielen. Wir haben OPC UA, wir haben MQTT – im Übrigen haben wir das auch bei dem Projekt in der Modellfabrik alles parallel verwendet. Für welchen Use Case eignet sich welches Protokoll und welche Technologie? Das ist die spannendste Frage, die sich für uns als Softwareentwicklungsdienstleister stellt. Und da sind wir technologieagnostisch, also wir sind komplett offen. Man muss in Erwägung ziehen: Was ist bereits da, was soll an Code verwendet werden, was ist an Systemen in so einer Fertigung schon im Einsatz? Die haben vielfach 50 und mehr Systeme bereits im Einsatz, wenn wir von so einer Brownfield-Fabrik sprechen. Da bringt es jetzt nichts, wenn wir mit einer ganz tollen neuen Technologie daherkommen und sagen: Ja, mit dem wird alles toller. Sondern das Wichtige ist, das zusammen zu integrieren, zusammenzubringen und zu schauen: Was möchte ich lösen, und welche Technologien sind dafür geeignet? Meistens gibt es mehr als eine.

Die Verwaltungsschale ist jetzt gut geeignet, den Austausch über die Unternehmensgrenzen hinweg zu garantieren, zu bewerkstelligen. Das Anmelden von einer neuen Maschine – also viele Automobilhersteller kaufen sich dann die Fertigungslinien von unterschiedlichsten Suppliern und schreiben ins Lastenheft mit rein: Zum Anmelden in meiner Factory möchte ich gerne die Verwaltungsschale haben, dass einfach der Inbetriebnahmevorgang von der Datenhaltung her beschleunigt wird. Zum Kommandieren jetzt von einzelnen Bewegungskommandos ist die Verwaltungsschale sicherlich zu sperrig – das kann man mit MQTT gut machen. Sensorsignale zu übertragen, jetzt von einem kleinen Füllstandsensor, der ganz unten in der Anlage das Kühlmittel überwacht – das kann man sicherlich mit OPC UA hervorragend machen.

Und in dem Zusammenspiel der verschiedenen Protokolle und Technologien liegt das Potenzial, das wir gemeinsam heben müssen, um weiter konkurrenzfähig zu bleiben. Und deshalb ist es für uns als Dienstleister so spannend, sich ein Bild vor Ort von der Lage zu machen und dann die richtige Technologie auszuwählen, sodass die Kunden hinterher auch mit ihrer Lösung weiterarbeiten können. Unser Ziel ist ja, dass wir enablen, dass wir Vorgänge beschleunigen, auf den Weg bringen, und dann aber die Kunden auch befähigen, mit ihren eigenen Systemen zu leben und zu arbeiten. Und da ist einfach ganz klar ein Vorteil, wenn man standardisierte Protokolle und Technologien verwendet. Das reduziert diesen Truck-Faktor. Wir kennen alle diesen einen Spezialisten, der die Anlage vor 20 Jahren mal entwickelt hat, software- und steuerungstechnisch, und dann halt irgendwann in Rente gehen möchte, und keiner kann dort aufsetzen. Wenn der Mensch im Urlaub ist, dann muss man ihn zurückholen, wenn da Störungen sind. Das kann man einfach umgehen und vermeiden, indem man auf verschiedenen Ebenen das relativ transparent dokumentiert, die Technologieauswahl gemeinsam trifft und die Protokolle so verwendet, wie sie gedacht sind. Und vielfach sprengt das einfach auch die Kernkompetenz oder einfach die Kapazität der Kunden. Und da ist es gut, wenn sie auf Leute wie uns bei XITASO zurückgreifen, die sich damit täglich auseinandersetzen und durch das breite Kundenspektrum und Use-Case-Spektrum dann auch wissen, was man am besten verwendet.

Warum hat sich das noch nicht so durchgesetzt? Welche Schwierigkeiten und Komplikationen siehst du? Also vielleicht auch in verschiedene Richtungen gedacht: Das eine ist vielleicht auch die technologische Implementierung, das andere sind auch organisatorische Themen, die da eine Rolle spielen. Also welche Bereiche siehst du da?

Michael

Ja, ein vielfältiges Spektrum. Ich habe einen langen Hintergrund – 25 Jahre selber in der Produktion und als Produktionsleiter gearbeitet. Ein Hindernis ist schon mal das Netzwerk. Also jeder, der mit Produktion zu tun hat, weiß: Die Maschinen laufen meist in einem separaten Netzwerk. Das ist oft physisch abgekoppelt von der Außenwelt, vom Internet. Dann hat einer irgendwo ein Laptop vergessen im Schaltschrank, und dann haben wir doch die Verbindung. Aber die Leute haben Angst, dass sie ihre Kernkompetenz der breiten Welt, der ganzen Masse zur Verfügung stellen. Deshalb schirmt man die Maschinen ab. Wir hören jeden Tag von irgendwelchen Cyberangriffen, das wird immer noch radikaler. Auch deshalb haben die Leute Angst, dass man die Maschinen einfach jetzt ins Internet hängt. Das ist eine große Hürde, die wir gemeinsam aber nehmen müssen. Wir müssen nach Lösungen suchen, wie man die Vorteile von der vernetzten Fertigung haben kann und trotzdem die Risiken im Griff hat. Dafür gibt es Pentests und Strategien, wie man Cybersecurity einfach darstellen kann, architektonisch.

Würdest du – ganz kurze Zwischenfrage – dann sagen, dass die Verwaltungsschale nur Sinn macht mit Cloud, also mit Internetverbindungen, oder kann man sowas auch lokal gestalten und nutzen?

Michael

Ja, das kann man lokal gestalten. Man muss halt eine Architektur schaffen, die es ermöglicht, dass ich weiterhin die Daten anreichere. Man kann jedem Produkt – ja, du hast es mir ja vorher von ABS gesprochen – kann jedes Produkt eine Verwaltungsschale bekommen. Ich muss halt das System so offen halten, dass ich diese Daten auch irgendwo hinschreiben kann und auf irgendeinem Server ablege und hinterher wieder Zugang habe. Aber das sind so die Voraussetzungen.

Ich wollte noch eine zweite Hürde ansprechen, die ist bestimmt organisatorisch im Management zu verankern. Jeder hat schon mal gehört von SAP-Einführung – das ist meistens von der Konzernzentrale oder Unternehmensführung relativ weit oben beschlossen, dass das so stattfinden soll. Diese Systeme sind heute alle in place, mit denen muss man arbeiten, darf man arbeiten. Also diese Offenheit der Systeme muss man einfach gewährleisten, gemeinsam, und die vorhandene Datenbasis anzapfen. Dazu braucht es oft Managementbeschlüsse, die man dann in der Umsetzung sicherlich nochmal ausgestalten kann, aber das Management muss man auch mitnehmen. Und wir haben oft noch hierarchische Strukturen in den Fertigungen – das ist okay, aber das lebt auch von der Information. Also auch hier muss jetzt Überzeugungsarbeit geleistet werden. Die Manager wollen wissen, was in ihrem Shopfloor passiert, und die Shopfloor-Leute wollen sinnvolle Dinge tun und vielleicht nochmal die eine oder andere Entscheidung so abwandeln, dass das für sie auch gut passt.

Und dann die verschiedenen Hersteller – jeder Hersteller. Bosch Rexroth macht jetzt eine Automatisierungsplattform, die ctrlX, die finden wir jetzt spitze. Wir sind auch Entwicklungspartner seit langen Jahren, und Bosch Rexroth macht das sehr gut und offen und sicher. Es gibt aber viele Hersteller, die einfach auf dieses Vendor Lock-in noch setzen. Das war jahrzehntelang ein sehr erfolgreiches Geschäftsmodell, dem man die Offenheit vielleicht gewissen Grenzen unterlegt und sagt: Ich binde jetzt meine Kunden natürlich an mich, ich will, dass die zufrieden sind, ich will aber auch, dass die natürlich die Produkte bei mir weiterhin kaufen. Solche Systeme sind dann vielleicht nicht super geeignet, jetzt gerade direkt aufzusetzen – da muss man vielleicht noch mal ein paar Zwischenschritte gehen. Und das sind jetzt, um drei zu nennen, drei Hürden, die man mit ins Kalkül ziehen muss.

Hans Michael, vielleicht hast du da noch was ergänzend zu sagen, aus der Anwendersicht, dann auch von der Verwaltungsschale?

Hans Michael

Ja, also aus meiner Sicht sind all die Gründe valide, die Michael jetzt auch schon genannt hat, sehe ich auch so, würde ich unterschreiben. Für mich ist die Erstellung der Verwaltungsschale per se schon mal eine Riesenhürde auch, die ich bei unseren Kunden sehe – oder bei Kunden, die die Model Fab eben besuchen und sagen: Finden wir cool, was ihr hier zeigt, wie kann ich denn auch sowas bei mir implementieren? Ist die erste Frage. Wie erstelle ich denn diese Verwaltungsschale? Da kann ich natürlich jetzt zu XITASO gehen und zum Beispiel dann auch, so wie wir es gemacht haben, das als Dienstleistung beauftragen.

Wir bieten da unseren Kunden zum Beispiel auch noch einen Funktionsbaustein an für die SPS, der eine Art Standard-Verwaltungsschale auch erzeugt. Das ist ganz cool, wenn man Brownfield-Maschinen nachrüsten will zum Beispiel: Ich verbinde dann die Signale mit dem Gateway, auf dem Gateway läuft dann dieser Funktionsbaustein, und ich erstelle mir schon mal eine Standard-Verwaltungsschale und kann damit schon mal loslegen und die Benefits wirklich davon nutznießen.

Wenn das nicht reicht, dann kann man on top zum Beispiel XITASO beauftragen, da noch mehr Erweiterungen reinzubauen, so wie wir das jetzt zum Beispiel für die Batterielinie gemacht haben – weil wir wollten ja nicht nur den Datenaustausch, sondern, wie Michael auch gesagt hat, das Thema Skills: welche Fähigkeiten hat denn dieses Maschinenmodul, die eben dann in dem Skill abgebildet werden. Aber ich denke, die Erstellung der Verwaltungsschale ist eine Riesenhürde, die man dazu nennen kann, die aber überhaupt nicht kompliziert ist am Ende des Tages. Aber man stellt sich das auch ein bisschen komplex vor, ähnlich wie eine MES- oder ERP-Einführung, gegen die wir ja irgendwie alle kämpfen in der Industrie, wo keiner Lust drauf hat. Und man kann ja klein, graduell anfangen – das ist immer so mein Credo an der Stelle. Dann macht man mal eine Linie damit, oder ein, zwei Maschinen, nutzt die Benefits, vielleicht die Bottleneck-Maschine, ja. Also, die Einführung der Verwaltungsschale ist nicht gleichzusetzen mit der Einführung eines MES oder eines ERP-Systems. Ja, und so sollte es auch gar nicht sein.

Du hast gesagt „Standard-Verwaltungsschale“, und so ein bisschen das Verständnis: Was ist denn sozusagen der Standard, und was sind dann so die Extras, die Konfiguration? Geht es auch in Richtung – es gibt ja auch verschiedene Semantiken, was EPLAN oder sowas nutzt – wie passt das mit rein? Ist das sozusagen was, was den Standard erweitert? Und dann, wenn du das spezifisch für eine Maschine, zum Beispiel die Bottleneck-Maschine, einsetzt: Was ist denn dann der Nutzen?

Hans Michael

Wenn ich eine Datenanalyse machen würde in der Fabrik, würde ich ja immer an der vermuteten Bottleneck-Maschine anfangen und die mit einer Verwaltungsschale ausstatten, weil ich da den kürzesten Return on Invest sehe und vielleicht einen schnellen Erfolg, den ich dann beim Management auch zeigen kann. Also ich würde ja nicht alle Assets damit ausstatten, pauschal, sondern bei vermuteten Bottleneck-Maschinen mal anfangen, sodass man Vertrauen da gewinnt.

Wie würde denn das aussehen? Wie könnte man da zum Beispiel den OEE anhand dieser Bottleneck-Maschine verbessern, wenn du jetzt mal vielleicht ein Beispiel aus der Modellfabrik nimmst oder auch von den anderen Werken?

Hans Michael

Ja, also schwierig in der Modellfabrik, weil wir produzieren ja da immer nur, wenn Leute da sind. Das heißt, wir produzieren nicht rund um die Uhr, sondern immer nur, wenn wir unsere Shows machen. Das heißt, da ist es immer ein bisschen schwierig, OEE zu verbessern – wir machen ihn transparent. Und das ist ja der erste Schritt: zu sagen, wo sind denn eigentlich meine Losses, meine Verluste an der Maschine, und die transparent machen. Und das ist das, was ich meine mit vermuteten Bottlenecks: einfach mal über die Verwaltungsschale standardisiert Daten auslesen, um die Vermutung, dieses Bauchgefühl mal wirklich mit Realität zu unterlegen und zu sagen: Okay, es ist tatsächlich diese Maschine. Und da ist es einfach – das Simpelste ist Parts in, Parts out, und wie viel über die Schicht und so weiter, und dann erkennst du das ja. Und das meine ich eigentlich mit: Ich würde nicht gleich alle zehn Maschinen connecten, sondern mal vielleicht die zwei, die ich vermuten würde.

Und welche Standards würde ich ansetzen? Da würde ich auf Michael verweisen, der vielleicht aus seiner Sicht, aus der Erfahrung, aus den Projekten heraus sagt, was die einfachste Verwaltungsschale ist, die mir eben zum Beispiel über diese Datentransparenz hilft. Im zweiten Schritt kann man dann dieses Thema Orchestrierung der Linie angehen, aber der erste Schritt ist sicherlich auch der der Datenqualität oder Datentransparenz.

Ich habe mit der Steilvorlage an dich dann auch eben: Welche Arten gibt es denn dann?

Michael

Ja, da würde ich gerne den Kreis noch ein bisschen weiter spannen. Also, nicht dass wir jetzt zu einer Verwaltungsschalen-Folge verkümmern hier – da wäre ich gar nicht der beste Experte. Da würde ich euch den Alwin Hoffmann, meinen Kollegen, zum Beispiel empfehlen. Der beschäftigt sich intensiv mit Verwaltungsschale, Standardisierung und Submodellen. Ich würde eher noch mal den Fokus lenken auf OT/IT.

Also: Wir haben einfach heute so viele tolle Möglichkeiten in der IT und in der Softwareentwicklung, die jetzt mehr und mehr Eingang finden können in den Shopfloor. Unter anderem durch standardisierte Protokolle, aber einfach auch durch die Arbeitsweise. Und das ist wichtig für unsere Fertigungen, weiterzukommen, sich fortzuentwickeln jetzt. Und da ist essenziell, dass man sich gemeinsam am Anfang eines Projekts hinsetzt und schaut: Welchen Use Case haben wir, was wollen wir an Mehrwert für unsere Kunden erreichen? Viele EDV-/IT-Systeme, die ich schon erlebt habe, sind super toll, aber der Mehrwert ist jetzt gar nicht auf den ersten Blick ersichtlich. Und wenn der Mehrwert nicht so die Guideline ist, dann läuft man immer Gefahr, dass man einfach Verluste auch produziert, wie im OEE. Also Rüsten ist Verlust, Ausschuss ist Verlust, wenn man wartet auf Material ist Verlust, wenn man wartet auf Personen, die die Linie bedienen, ist auch Verlust. So ist es eigentlich in der OT/IT ganz genauso: Wenn wir nicht den Kunden im Blick haben, dann laufen wir Gefahr, dass wir Dinge tun, die nicht direkt auf den Mehrwert einzahlen.

Und da ist man in der Softwareentwicklung in den letzten Jahren wahnsinnig weggekommen – die ganzen User Stories, die sind immer ausgerichtet an einem Mehrwert für den Kunden. Und von dem gehen wir aus. Also das heißt, es geht nicht los, dass wir mit fünf Leuten kommen und sofort Code produzieren, sondern wir arbeiten mit den Kunden gemeinsam erstmal ein Konzept: Worum geht es, und welche Mehrwerte wollen wir schaffen, und wie kommen wir am schnellsten iterativ und inkrementell an diese Mehrwerte? Und dieses Denken und dieses Vorgehen ist für einen Shopfloor so ein bisschen neu. Also, ich möchte jetzt nicht sagen, dass man da nicht Mehrwert im Hinblick gehabt hat, aber eine Fertigung möglichst gut auf Output zu trimmen, muss nicht immer Mehrwert für den Kunden darstellen.

Ich hatte mal ein Beispiel, wo wir Zylinderlaufbüchsen für Autos hergestellt haben, und da war die Herausforderung, dass man am Vortag die Abrufe in Menge für den nächsten Tag erhalten hatte, und die Fertigungszeit, die verblieb, waren wenige Stunden. Da muss man den Spagat schaffen zwischen Output optimieren und schnell reagieren können. Dann kann am Ende wieder eine Verwaltungsschale im Zusammenspiel mit einem BPMN-Tool helfen, jetzt per Drag-and-Drop den anderen Ablauf einzurichten und im Prinzip die Maschine dann umzurüsten mit Drag-and-Drop. Aber am Anfang steht jetzt erst mal der Mehrwert für den Kunden. Da wollte ich nochmal eine Lanze dafür brechen, dass wir uns das gesamtheitlich angucken – auch erst mal losgelöst von den Technologien und Protokollen, sondern eher erst mal aus der Kundensicht, und dann uns am Ende entscheiden: Welche Technologien verwenden wir, wie bauen wir die erste Iteration, und wie machen wir dann weiter.

Da rennst du bei mir sehr offene Türen ein. Ich würde gerne eine Erkenntnis, die ich jetzt aus meiner Vergangenheit hatte, mit euch teilen und wissen wollen, was ihr davon haltet. Ich war ja auch da Vertriebsleiter für MindSphere, so eine IoT-Datenplattform in der Industrie von Siemens. Und da ist mir dann erst aufgefallen, wie wichtig sozusagen eine abgestimmte Vision ist, ein Zielbild. Also, ich war davor auch mal Business-Development- und Strategieleiter für ein Segment und habe dieses Thema Vision, Mission immer so ein bisschen belächelt. Warum? Weil es einfach keinen Impact hatte, keinen Einfluss auf das Tagesgeschäft. Jeder hatte es, keiner hat es so richtig ernst genommen oder genutzt.

Aber dann habe ich gemerkt in diesen Digitalisierungsprojekten – und das gilt auch im Shopfloor, und das merke ich jetzt auch gerade wieder bei KI – ist das genau das gleiche Thema: Wenn man kein gemeinsames Verständnis hat vom Management und von den Leuten, wo es hingehen soll, dann geht man die ersten komplizierten Schritte auch nicht, und dann kommt man da nie an. Das ist so ein bisschen dieses Thema Zielbilder, also Visionen übersetzt in ganz konkret: In zwei bis drei Jahren sollte es so und so aussehen. Das ist in meinem Alltag jetzt, bei dem, was wir machen, dadurch, dass KI die Zielbilder so toll generieren kann, ganz wichtig geworden. Wie betrachtet ihr das, Hans Michael, vielleicht mal – so Zielbilder? Ich meine, mit der Modellfabrik habt ihr ja sowas in der Richtung geschaffen, wo man sich daran so ein bisschen mal orientieren kann, wie so Zielbilder aussehen.

Hans Michael

Zielbilder ist für mich das eine. Man zeigt dann die hochflexible Fertigung, und man möchte die hochflexible Fertigung ermöglichen. Was ich eher gelernt habe – und was wir jetzt hier auch in einem Podcast aufnehmen – ist das Thema: Welche Anwendungsfälle konkret gibt es für bestimmte Technologien, und wie komme ich dahin? Also, nutze ich die Verwaltungsschale, also Anwendungsfall Verwaltungsschale, zum Datenaustausch, weil ich das und das spare, weil ich das und das erreichen will? Oder ich nutze die Verwaltungsschale zur Orchestrierung meiner Anlage als Liniensteuerung 4.0 oder wie auch immer. Also konkret benennen – und ihr macht das ja par excellence mit dem IoT Use Case Podcast: Was ist der Use Case? Das passt natürlich zu dem Zielbild, was wir uns vornehmen. Aber was ist konkret der Mehrwert dieser Technologie, dieser Lösung? Was bringt es mir, wie schnell komme ich auch dahin?

Das ist aus meiner Sicht das Wichtigste, und das ist das, was wir in der Modellfabrik in Ulm zeigen. Und es sind halt irgendwie 1000 Anwendungsfälle, und je nach Kunde ziehen wir eben dann das entsprechende raus. Und gerade jetzt im Endkundenbereich zeigen wir eben die Vernetzung. Aber das, aus meiner Sicht, ist das Entscheidende, und das macht ihr sehr gut im Podcast: dann jeweils auf die verschiedenen Anwendungsfälle einzugehen und die Technologie nahbar zu machen, aber auch zu zeigen, was sie mitbringt. Und das ist aus meiner Sicht, neben dem Zielbild, das Entscheidende.

Und da möchte ich wirklich eine Lanze für KI brechen, weil das machen die wenigsten oder haben die wenigsten verstanden: dass man generative KI dafür nutzen kann, solche Zielbilder zu schaffen und dann auch den Weg aufzuzeigen. Also aus meiner Sicht ist das total relevant, zu überlegen: Was ist heute der Schritt, den ich tun muss, um nach vorne hin gemanagt beim Zielbild anzukommen? Und das ist, wie schon gesagt, mit KI eine ganz tolle Sache.

Hans Michael

Viele Menschen denken visuell, und jede visuelle Unterstützung – wenn man nicht gut malen kann, dann ist das natürlich eine super visuelle Unterstützung, die Vision aufzuzeichnen. Da gebe ich dir recht. Und sich so eine Vision auch wirklich hinzusetzen und zu erarbeiten, aber dann eben nicht für die nächsten zehn Jahre, sondern vielleicht eher zwei bis drei Jahre als Horizont zu wählen, was ich denn da erreichen möchte.

Michael

Oder aber auch für ein Projekt. Am Ende schafft die KI sehr viele Möglichkeiten, aber es sind die Menschen, die wir mitnehmen müssen. Und wir haben den ganzen Tag mit sehr vielen bestens ausgebildeten Menschen zu tun, die die eigenen Entscheidungen treffen können und das auch tun wollen. Und wenn man ein Zielbild gemeinsam definiert, dann hilft es auch, diese vielen kleinen Entscheidungen, die man tagtäglich treffen muss, in die richtige Richtung zu adressieren. Das kann kein Lastenheft, das kann kein Management-Claim leisten, sondern das muss man gemeinsam vereinbaren, und das immer wieder aufs Neue. Das ist das, was wir gelernt haben und umsetzen. Am Ende sind es die Menschen.

Genau. Und manchmal in Kombination mit Technologie. Und der Zeithorizont ist natürlich auch das, was man entscheiden muss, das ist klar – man kann das kurzfristig denken oder längerfristig und dann flexibel immer wieder adaptieren. Im Kontext Zeithorizont, Michael: Wie entwickelt sich denn das Ganze weiter, zum Abschluss unseres Podcasts heute? Was denkst du, sind so die nächsten Schritte? Ist das so, dass sich die Verwaltungsschale überall durchsetzt, oder sind es andere Themen? Ist es immer diese Mischung? Wie geht es weiter?

Michael

Ich glaube, es ist die Mischung. Die Verwaltungsschale hat ein großes Potenzial – wir glauben als Early Adopter an das Potenzial der Verwaltungsschale in Kombination mit den Submodellen. Da wird man bestimmt noch einiges an umgesetzten und erfolgreichen Use Cases erleben. Andere Technologien sind auch da, die man jetzt transformieren muss auf den Shopfloor, zur Anwendung im Shopfloor. Und das ist eine Kombination aus einem Mindset, aus einem Denkmuster, und der Anwendung der Tools.

Ich glaube, dass wir weiterhin einen Trend erleben werden Richtung verteiltes Wissen. Ganz natürlich werden die vorher zitierten SPS-Programmierer einfach abgelöst werden durch Teams, die mit unterschiedlichen Technologien und auch als unterschiedliche Menschen an einem Projekt arbeiten. Die Dokumentation wird weiterhin eine Rolle spielen – man muss nachvollziehen können, was sich der eine oder andere dabei gedacht hat. Man muss die Anlagen skalieren, man muss die Werke skalieren, die in der Fertigung jetzt weltweit zusammenarbeiten. Das stellt uns auch vor Herausforderungen. Die Wertströme sind aufgeteilt, das werden die weiterhin bleiben.

Auch wenn wir hier jetzt mal ein paar Rückschritte erlebt haben mit einem blockierten Suezkanal und einer Straße von Hormus – aber die Lieferketten werden global bleiben. Das ist, glaube ich, eine Illusion, dass wir sagen, wir sind jetzt als Europa autark. Also, an das glaube ich nicht. Es gibt so die Megatrends in unserer Zeit, und ich glaube, dass die sich einfach auch manifestieren, und auf die müssen wir technologisch und mit unseren Organisationen reagieren.

Hans Michael, aus deiner Sicht noch der Ausblick: Wie geht es bei euch dann weiter? Was sind da die Schwerpunkte, die ihr legt, aus eurer Sicht?

Hans Michael

Sehr gute Frage. Im Moment entwickelt sich ja die Technologie sehr schnell weiter. Wir haben ja schon über KI gesprochen – Einsatz von KI auch in der OT ist interessant. Also, was kann ich machen entlang des kompletten Lebenszyklus meiner Maschine zum Beispiel? Wie kann ich da KI einsetzen? Kann mir die KI zum Beispiel die Verwaltungsschale selber erstellen? Kann ich mit einem KI-Agenten mir die Verwaltungsschale bauen? Wie verwende ich die KI im Engineering? Wie nutze ich KI-Modelle auch während des Betriebs meiner Maschine, zum Beispiel um Zeitreihen zu analysieren?

Das sind gerade so Haupttreiber für uns, weil wir merken, dass diese Technologie extrem schnell voranschreitet – nicht nur um Zielbilder zu generieren für eine Vision und eine Mission, sondern vielleicht sogar zukünftig ganze Maschinen zu engineeren, zu konfigurieren und zu betreiben. Und welchen Effekt hat das auf unsere Produktion? Das sind Themen, die wir zum Beispiel gerne in der Model Fab unseren Kunden näherbringen wollen, auch erlebbar machen wollen.

Super, vielen Dank. Das bleibt extrem spannend. Daher, liebe Zuhörerinnen und Zuhörer: Abonniert gerne unseren Podcast. Wir werden da dranbleiben an den heißesten Anwendungsfällen im IoT. Und damit bedanke ich mich ganz herzlich für eure Aufmerksamkeit. Und Hans Michael und Michael, danke, dass ihr dabei wart. War eine super spannende Diskussion.

Michael

Danke.