Wie hilft Ihnen ein Framework für digitale Plattformen bei der Erreichung Ihrer Ziele?

Dieser Artikel umfasst folgende Themen:

• Die Anwendung von Frameworks für digitale Plattformen als Werkzeug zur Automatisierung industrieller Prozesse
• Entwickeln oder kaufen; Verständnis für die Verantwortung, die mit der Entwicklung oder dem Kauf digitaler Industrielösungen einhergeht
• Nutzung digitaler Plattformen zur Umsetzung von Industrie 4.0-Geschäftsmodellen

Mit Industrie 4.0 wurde das Konzept der Automatisierung industrieller Arbeitsabläufe eingeführt, um Fehler zu reduzieren, die Sicherheit in den Betrieben zu erhöhen und die Produktivität zu steigern. Das Konzept zur Automatisierung dieser Arbeitsabläufe beruht auf der Entwicklung eines Frameworks digitaler Industrielösungen mit der Fähigkeit, die Vernetzung voranzutreiben, Daten zu erfassen und die erfassten Daten zu analysieren, um automatisierte Systeme mit maschinellem Sehen oder maschinellem Lernen zu befähigen. Die Integration der Nutzung einer digitalen Plattform bietet das Umfeld, das digitale Technologien benötigen, um die Vorteile von Industrie 4.0 zu nutzen.

Was sind Frameworks für digitale Plattformen?

Das traditionelle Konzept der digitalen Plattformen bezieht sich auf die Schnittstellen wie Facebook, Twitter und Instagram, die den Social-Media-Bereich dominieren. Im Industriesektor beziehen sich digitale Plattformen jedoch auf serviceorientierte Plattformen, die die Kommunikation, Datenerfassung und Analyse innerhalb einer Anlage unterstützen. Diese digitalen Plattformen bilden den Rahmen für die Verwaltung der IT und der damit verbundenen OT-Infrastruktur eines Industrieunternehmens.

Digitale Plattformen nutzen ein zentralisiertes Rechenressourcen-Framework - die Cloud oder eine lokale Infrastruktur - um Anwendungen und App-Entwicklungstools zu hosten. Diese Anwendungen und Tools wie APIs oder Anwendungen zur Maschinennutzung können entweder allgemein für jede Branche oder branchenspezifische Anwendungen sein. Die Verwendung einer digitalen Plattform, die speziell für die Digitalisierung der Fertigung entwickelt wurde, gibt den Herstellern beispielsweise die Möglichkeit, sehr technische Apps von Grund auf zu entwickeln, die im normalen Play Store oder iTunes Store nicht zu finden wären.

Die folgende Abbildung zeigt den branchenspezifischen Charakter einer digitalen Plattform, die industrielle Anwendungsfälle unterstützt, und konzentriert sich auf die Fertigungsindustrie.

Abbildung 1. Framework für digitale Plattformen

Das Framework bietet umfassende Unterstützung für Edge-, Near-Edge-, intelligente und automatisierte Systeme, die in der Fertigung eingesetzt werden. Das Framework zeigt die Speicher- und Rechenressourcen, die für den Betrieb einer digitalen Plattform benötigt werden, die datenproduzierenden Geräte und die Anwendungen zum Sammeln und Analysieren der erfassten Daten. Auf die im Rahmen des Frameworks erfassten Einblicke und Daten wird über das Web und mobile Apps zugegriffen, wie in Abbildung 1 zu sehen ist. Die Fähigkeiten einer durchschnittlichen digitalen Plattform können wie folgt kategorisiert werden:

• Zugriffskontrolle - Diese Funktion definiert die Endpunkte, die Zugang zu den Daten und Netzwerken der Plattform erhalten können. Die Verwaltung der Zugriffskontrolle ist für die Sicherung des IT-Frameworks eines Unternehmens durch Überprüfungs- und Berechtigungstools verantwortlich.
  
  
• Ereignisverarbeitung - Das Erkennen und Verarbeiten wichtiger Ereignisse, die innerhalb einer digitalen Plattform auftreten, hilft bei der Entscheidungsfindung in Echtzeit. Eine Plattform mit Ereignisverarbeitungsfunktionen ermöglicht es Benutzern, bestimmte Aufgaben wie Inspektionen und Überwachungsmaßnahmen zu automatisieren.
  
  
• Unterstützung für die externe Integration - Im Allgemeinen funktionieren Frameworks für digitale Plattformen neben eigenständigen Anwendungen oder Systemen wie ERP-Software. Eine digitale Plattform muss die Integration von externen Systemen unterstützen, die für den industriellen Betrieb entscheidend sind.

Nutzung digitaler Plattformen zur Umsetzung von Industrie 4.0

Da etwa 81% der Fertigungsunternehmen zunehmend fortschrittliche Lösungen für die digitale Transformation einsetzen, ist die Frage „Warum den digitalen Weg einschlagen?“ nicht mehr gültig. Heute weiß jeder, welche Vorteile die digitale Transformation für die Produktivität und den Betrieb mit sich bringt. Ein Framework für eine digitale Plattform vereint alle verwendeten Digitalisierungs-Werkzeuge in einer einzigen virtuellen Umgebung. Auf diese Weise erhält ein Hersteller von einer einzigen Plattform aus eine einzigartige Umgebung für die Verwaltung aller digitalen und physischen Assets, die in der Werkstatt eingesetzt werden.

Die Vertrautheit mit den grundlegenden Zielen der OPC Foundation und deren Bestreben, sowohl IT- als auch OT-Ressourcen zu vereinheitlichen, unterstreicht die Bedeutung eines einheitlichen digitalen Frameworks. Mit einer zentralisierten digitalen Plattform können Unternehmen:

• Branchenspezifische Apps entwickeln und unterstützen - Hersteller können digitalisierte Frameworks und die darin enthaltenen Tools nutzen, um einzigartige Apps zu erstellen, die Maschinendaten entsprechend den definierten Zielen verarbeiten. In das Framework können auch Anwendungen wie Kapazitätsplanungssoftware integriert werden, die Daten aus dem Betrieb für eine genaue Analyse nutzen. Mithilfe von APIs automatisiert die Software die Erfassung der entsprechenden Betriebsdaten, um die gewünschten Analysen durchzuführen.
  
  
• Fern- und Zustandsüberwachungsstrategien implementieren - Die Zentralisierung von IT-Ressourcen und die Unterstützung durch digitale Industrielösungen ermöglichen es Herstellern, verschiedene Strategien zu testen und zu implementieren. Beispiele hierfür sind die Nutzung von Maschinendaten und webbasierten Schnittstellen oder HMIs zur Fernüberwachung der Anlagenleistung oder bestimmter Arbeitsabläufe in der Produktionsstätte. Die Interkonnektivität, die eine digitale Plattform unterstützt, ermöglicht die Anwendung von Überwachungsstrategien.
  
  
• Validieren und Testen - Die Reduzierung der Fehlerquote bei der Implementierung neuer Technologien oder Strategien in der Fertigung ist wichtig, um die Implementierungskosten zu senken. Eine zentralisierte digitale Plattform bietet die Werkzeuge für die Bewertung der Auswirkungen von Implementierungen mit VR-Headsets oder Analysesoftware, um entsprechende Datensätze zu analysieren.

Digitale Industrielösungen entwickeln oder kaufen: Frameworks für digitale Plattformen

Hersteller, die an der Einführung digitaler Plattformen zur Erleichterung der Produktionsabläufe interessiert sind, haben zwei Möglichkeiten: Sie können Ihre Plattform von Grund auf neu entwickeln oder sich in eine bestehende Plattform einkaufen. Um die richtige Entscheidung zu treffen, müssen Sie einige wichtige Faktoren kennen. Diese Überlegungen umfassen:

• Entwicklungskosten - Die Infrastruktur, die erforderlich ist, um eine digitale Plattform von Grund auf aufzubauen, ist beträchtlich. Diese Kosten umfassen den Kauf von Hardware wie Speicherplatten, die große Datensätze unterstützen können, und unterstützende Computer. Zu den weiteren Kosten gehören die Unterbringung der Infrastruktur und die Kosten für die Arbeit, die bei der Entwicklung und der Konfiguration einer digitalen Plattform anfällt.
  
  
• Interne Kompetenz - Die Entwicklung, die Verwaltung und die Pflege einer digitalen Plattform ist eine Aufgabe, die rund um die Uhr erledigt werden muss. Es gibt keine freien Tage. Sie benötigen engagierte Mitarbeiter, die in der Lage sind, auf Sicherheitsvorfälle und Auslöser für Ausfallzeiten zu reagieren. Zum Beispiel beinhaltet der empfohlene Entwicklungs- und Verwaltungsprozess die Übernahme der CICD-Grundsätze der ständigen Entwicklung und kontinuierlichen Integration, um eine funktionierende Plattform zu sichern und aufzubauen. Hersteller, die nicht über das technische Personal verfügen, um diese Prozesse zu implementieren, müssen neue IT-Abteilungen entwickeln, um den Verwaltungsprozess zu bewältigen.
  
  
• Grad der Anpassung - Die Fertigungsindustrie ist bekannt für ihre branchenspezifischen Anwendungen und Plattformen. Daher wird im Industriesektor statt IoT der Begriff IIoT verwendet. Bei der Entscheidung für die Entwicklung muss berücksichtigt werden, dass die Plattform angepasst und konfiguriert werden muss, um den industriellen Anforderungen zu entsprechen. Auch auf der Einkaufsseite muss die Anpassung an die Kundenbedürfnisse berücksichtigt werden, denn eine generische digitale Plattform wird wahrscheinlich nicht die gewünschten Optimierungsergebnisse liefern.
  
  
• Zeit bis zur Markteinführung - Die Zeit für den Aufbau einer funktionsfähigen und einsatzbereiten digitalen Plattform ist ein wichtiger Faktor für Hersteller, die mit ihren globalen Konkurrenten konkurrieren wollen. Wenn die Entwicklungszeit für einen einzelnen Hersteller sehr lang ist, bedeutet dies, dass der Hersteller im Vergleich zu anderen, die bereits eine digitale Plattform nutzen, aufholen muss.
  
  
• Sicherheit - Viele Fertigungsunternehmen, die sich für die Entwicklung von Plattformen entscheiden, nennen Sicherheitsaspekte als ausschlaggebenden Faktor für die Entwicklung ihrer Plattformen. 75 % der Unternehmen nennen die Sicherheit der Cloud als ihre größte Herausforderung bei der Anschaffung digitaler Lösungen, und diese Bedenken sind berechtigt. Obwohl die Entwicklung Ihrer Plattform ein gewisses Maß an Sicherheit bietet, müssen diese Plattformen ordnungsgemäß konfiguriert werden, da eine schlechte Konfiguration für 68% der Verstöße gegen die Datensicherheit verantwortlich ist. Die negativen Auswirkungen der Fehlkonfiguration werfen einmal mehr die Frage auf, wie kompetent das interne Personal bei der Entwicklung und Verwaltung einer digitalen Plattform ist.
  
  

Schlussfolgerung

Die Entscheidung über Kauf oder Entwicklung liegt bei den Führungskräften, die die Schlüsselkompetenzen ihres Industrieunternehmens berücksichtigen müssen, bevor sie sich entscheiden. Die Kosten und technischen Anforderungen für die Entwicklung digitaler Plattformen machen den Kauf für kleine und mittlere Unternehmen attraktiver. Große Unternehmen, die sich für die Entwicklung entscheiden, arbeiten jedoch in der Regel mit renommierten Anbietern von Industrielösungen zusammen, um ihre Anforderungen an der Entwicklung zu erfüllen.