Industrial IoT : IIoT: Wo industrielle Fallstricke liegen

Österreichs Industriebetriebe sind bei der Digitalisierung zwar gut unterwegs, Luft nach oben ist dabei aber allemal. Etwa dann, wenn es darum geht, sich das Industrielle Internet der Dinge (IIoT) zunutze zu machen. Oftmals stehen sich die Betriebe dabei selbst im Weg. Das weiß auch Lukas Lingitz: "Unternehmen sehen ihre Daten als heikles Gut an", so der Leiter Bereich Produktionsplanung und -controlling bei Fraunhofer Austria Research GmbH. IIoT werde oft mit dem Thema Cloud in Verbindung gebracht - "und das stößt auf Ablehnung", so Lingitz. Auch die Qualität der Daten macht vielen Unternehmen die Entwicklung von IIoT-Lösungen schwer. So gebe es immer wieder Zeiträume, für die Daten fehlen würden oder die Daten an sich seien fehlerhaft. Ein weiteres, durchaus gravierendes Hindernis, das es zu überwinden gilt, ist der Mangel an Fachkräften. So werden beispielsweise Informatiker oder Mathematiker gesucht wie die sprichwörtliche Nadel im Heuhaufen. "Der Markt ist leer gefischt", berichtet Lingitz.

Dass die Annäherung der Industrie ans IIoT in eher kleinen Schritten passiert, hat aber noch andere Gründe: "Der Einzug der Informatik in die Produktion stellt Unternehmen vor neue Herausforderungen", sagt Lingitz. Denn Denkweise und Sprache der jeweiligen Player sind völlig verschieden. Techniker und Informatiker müssten daher erst lernen, miteinander zu kommunizieren. Lingitz nennt dafür ein Beispiel: "Eine Plattform ist keine fertige Software, sondern vielmehr ein Baukasten für neue Applikationen. Damit können maßgeschneiderte neue Anwendungen gebaut werden.“ Etwa, um die Produktionsplanung zu optimieren. Etwa dann, wenn eine mit einem Sensor versehene Säge beim Nachlassen der Schärfe des Sägeblatts Alarm schlägt. Der Werker kann darauf hin entscheiden, ob das Sägeblatt gleich getauscht wird oder ob man damit noch wartet. Und die Bearbeitung weicherer Hölzer vorzieht.

„IIoT-Applikationen können den Werker hier bei der Entscheidung unterstützen", beschreibt Lingitz. Auch Anwendungen, mit deren Hilfe beispielsweise die Produktion flexibler werden kann. Denn die steigende Variantenvielfalt, individualisierbare Produkte, verkürzte Produktlebenszyklen, aber auch sinkende Losgrößen fordern zunehmend eine erhöhte Flexibilität seitens der Industriebetriebe. Etwa im Bereich der Montage. Wie genau das funktionieren kann, erforscht Fraunhofer derzeit gemeinsam mit den Technologie- und Industriepartner Bosch Rexroth, dem Fahrzeugbauer Hans Brantner & Sohn und Innio Jenbacher sowie der Ungarischen Akademie der Wissenschaften. Seit Oktober läuft das für zweieinhalb Jahre anberaumte Forschungsprojekt "Stabile Produktion in wandlungsfähigen zellenorientierten Montagesystemen durch einen Digital Twin (StaProZell)". Dabei soll eine Methode für die optimierte Planung und Steuerung von wandlungsfähigen modularen cyberphysischen Montagesystemen, basierend auf rekonfigurierbaren Zellen, entwickelt werden. Oder anders gesagt: "Wir wollen prüfen, wie durch intelligente Werkzeuge die Linienstruktur aufgebrochen werden kann", so Lingitz. Eine Möglichkeit wäre, dass sich die Produkte selbständig durch die einzelnen Montagezellen routen würden. Konkret will Fraunhofer herausfinden, welche Technologien es gibt, wie sie eingesetzt werden können und was sie bringen.

Die Forschung sieht er aber noch anderweitig gefordert: Sie sollte die Wissensverbreitung entsprechend antreiben und Erkenntnisse in die Industrie tragen. "Es ist wichtig, das Thema IIoT so aufzubereiten, dass die Einstiegshürde für Unternehmen einfacher wird", sagt Lingitz. Deshalb müssen verständliche und nachvollziehbare Anwendungen entwickelt werden.

Das Interesse am IIoT sei jedenfalls groß. "Vor allem produzierende Unternehmen setzen sich damit verstärkt auseinander. Sie erkennen, dass kein Weg daran vorbeiführt", sagt Lingitz. Die Wege, auf denen sich die Industriebetriebe der Verknüpfung von "einem eindeutig identifizierbaren physischen Objekt mit einer virtuellen Repräsentanz", wie Lingitz das IIoT definiert, annähern, sind jedoch verschieden. "Bei den einen ist es die Instandhaltungsschiene. Sie sammeln Daten, erkennen anhand dieser Ausfallsmuster und wollen mit diesem Wissen Ausfällen entgegenwirken", weiß der Fraunhofer-Mann. Andere Betrieben wiederum sei es ein Anliegen, die aus verschiedenen Quellen stammenden Daten zu verknüpfen. Wer sich dem Thema Künstliche Intelligenz oder Machine Learning nähern will und bereits eine Daten-Plattform implementiert hat, der nähert sich dem IIoT über den Weg der Verbesserung der Datenanalyse.

Grund der Annäherung an das IIoT, aus welcher Richtung auch immer, ist, dass Betrieben der dadurch zu generierende Mehrwert zusehends bewusster wird. "Wenn Daten das Öl der Zukunft sind, sind IIoT-Plattformen die Bohrtürme und Raffinerien dazu, um das Rohöl gewinnen und zu - im übertragenen Sinn - wertvollen Produkten verarbeiten zu können", ist Lingitz überzeugt. Das sei mittlerweile nicht mehr nur Mathematikern und Informatikern bewusst, sondern auch der Industrie. Der zentrale Punkt für Fraunhofer ist es jetzt Use-Cases zu entwickeln. „Und somit das Bewusstsein, dass man aus den bisher gesammelten Daten für verschiedenste Unternehmensbereiche sinnvolle Informationen gewinnen kann“, resümiert Lingitz.