INDUSTRIE 4.0

Was Testzentren können – und was nicht
Viele Unternehmen haben schon längst eigene Testzentren entwickelt – mal zusammen mit Partnern, mal allein. Drei Entscheider reden nun Klartext: wann man Testumgebungen nutzen sollte – und wann nicht.
TEXT: Eva Rossner

So langsam nimmt die Zusammenarbeit Formen an: Im März 2016 einigten sich das US-amerikanisch geprägte Industrial Internet Consortium (IIC) und die deutsche Plattform Industrie 4.0 auf eine Zusammenarbeit (Analyse siehe CEDO #2). Vorangetrieben hatten das unter anderem der Industriekonzern Bosch und der Softwareriese SAP. Vorrangig geht es um Standards, die das IIC in den USA und die Plattform Industrie 4.0 in Deutschland bislang nicht gemeinsam verfolgten. Potentiale der Kooperation vermuten die beteiligten Unternehmen zudem in gemeinsamen Anwendungsszenarien, um Entwicklungen auf die entsprechenden Standards hin testen zu können. Bernd Leukert, Mitglied des SAP-Vorstands, wies während des Treffens im März auf die Relevanz dieser Testumgebungen und die Vorteile der Kooperation hin: „Dies ermöglicht eine wesentlich reibungslosere internationale Zusammenarbeit zwischen kleineren Firmen und Großunternehmen, um Anwendungsfälle zu testen und Standards zu initiieren.“

Bosch ist in beiden Initiativen aktiv und hat in einer Fabrik in Bad Homburg die Vorgaben von IIC und Plattform Industrie 4.0 bereits kombiniert. Für globale Großunternehmen mag eine solche Strategie auch zielführend sein. Doch bislang fehlen Ergebnisse dieser Zusammenarbeit, die in der Breite der Unternehmerlandschaft angenommen werden. Die meisten Testbeds betreibt das IIC weiterhin in Eigenregie, eine Vielfalt an Testzentren ist unter dem Dach der Plattform Industrie 4.0 organisiert und sprießt in Form zahlreicher Modellfabriken aus dem Boden der Republik (Bericht siehe CEDO #7). Unternehmen stehen hier gewissermaßen vor der Qual der Wahl: Wo soll ich aktiv werden, und habe ich etwas davon, dass die Initiativen sich nun vernetzen?

TESTBED-STRATEGIE I

ÜBERALL PRÄSENT SEIN, VIELES BEEINFLUSSEN

Thomas Hahn begrüßt die Zusammenarbeit von IIC und Plattform Industrie 4.0: „Wir haben zwar unterschiedliche, doch zugleich die relevanten Stakeholder an Bord“, sagt der Chief Expert Software bei Siemens Corporate Technology. Er sieht den Mehrwert vor allem in der Ergänzung von deutscher Ingenieurskultur und US-amerikanischer Herangehensweise. Denn während die US-Initiative stärker auf praktische Anwendungsbeispiele setzt, zielt der deutsche Ansatz eher auf Produktion und technologische Tiefe. „Wir können viel voneinander lernen. Wenn es beispielsweise um die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle über verschiedene Branchen hinweg geht, kommt uns das Wissen des IIC zugute; in der Tiefe der industriellen Prozessketten für produzierende Unternehmen kann die Plattform ihr Wissen für den Mittelstand einbringen.“

Hahn trägt sprichwörtlich zwei Hüte. Seit Anfang 2015 ist Siemens Mitglied des IIC. Sowohl in technischer wie auch geographischer Hinsicht ist das Engagement bei einer möglichst hohen Anzahl von Initiativen für den Konzern zielführend. Als weltweit tätiges Unternehmen mit einem internationalen Kundenstamm und als Anbieter von Automatisierungstechnologien hat Siemens ein erhöhtes Interesse an globalen Standards. Hahn leitet außerdem das Lab Industrie 4.0, eine Initiative der Plattform Industrie 4.0, die vorzugsweise kleineren und mittelgroßen Unternehmen (KMU) Zugang zu Testzentren ermöglicht. Es ist in seinem Sinn, wenn die Aktivitäten der Plattform die Zielgruppe auch tatsächlich erreichen. Testumgebungen könnte Siemens zwar locker selbst organisieren, bei internen Entwickungsvorhaben sei das auch gang und gäbe, wie er sagt. Allerdings bezweifelt Hahn den positiven Effekt eines eigenen Vorhabens, wenn es um das Vorantreiben der Industrie 4.0 am Standort Deutschland in Summe geht: „Ohne eine neutrale Instanz würde eine Testumgebung nicht von anderen Unternehmen genutzt. Welchen Sinn hätten dann Einzelvorhaben eines Anbieters?“

TESTBED-STRATEGIE II

NIRGENDS AKTIV SEIN, ALLES SELBER MACHEN

Für Alexander Frank klingt es hingegen recht plausibel, eine eigene Lösung zu entwickeln. Sein Unternehmen hat sich nämlich genau dafür entschieden – allerdings profitiert davon bislang nur das Unternehmen selbst. Die Ebm-Papst-Gruppe stellt Elektromotoren und Ventilatoren her, die beispielsweise in Antriebssystemen für Werkzeugmaschinen zum Einsatz kommen. Seit 2009 arbeitet Ebm-Papst daran, die Produktion zu vernetzen. „Wir waren damals allein auf weiter Flur und haben unsere Vernetzungsvorhaben mit einem externen Partner in die Wege geleitet“, erklärt Frank, der in Mulfingen Hauptabteilungsleiter für Entwicklungsverfahren ist. Zwei Jahre Initialaufwand steckte das Unternehmen allein in die IT-Basis, um jeden Prozess verknüpfen zu können. Erst dann konnten Frank und seine Kollegen überhaupt etwas ausprobieren.

Nun darf man Alexander Frank nicht falsch verstehen. Er betont immer wieder, wie wichtig er Plattformen wie die der Industrie 4.0 finde. „Man muss digitale Lösungen in die Industrie tragen. Für Großunternehmen ist das spielend leicht, die Kleinen kämpfen da ganz anders“, erklärt er. Gerade kleinere Unternehmen suchten Lösungen, die schnell in die Produktionshalle gebracht werden müssten. „Net viel schwätze, sondern schaffe“ sagt er scherzhaft, trifft damit aber einen wunden Punkt: Mittelständler haben oftmals sehr individuelle Bedürfnisse, gerade dann, wenn sie in einer Marktnische tätig sind. Er hat sich mehrere Arbeitskreise der Plattform Industrie 4.0 angesehen, doch die Ideen seien auf einem Level diskutiert worden, das ihn den Bezug zur konkreten Lösung vermissen ließ.

„Jede Lösung muss einen Nutzen liefern. Deshalb basiert unsere Strategie auf Bausteinen, die wir nur dort einsetzen, wo sie für uns relevant sind und einen Nutzen stiften“, sagt er. Anfangs ging es beispielsweise darum, Fehler in der Bestückung von Leiterplatten auszubügeln. Dazu wurde ein Scan-System eingeführt, das die einzelnen Schritte der Bestückung einer Leiterplatte prüft. Falls alles korrekt verbaut wurde, gibt das System den Arbeitsplatz zur Fertigstellung der Leiterplatte frei, im Zweifel wird der Prozess versiegelt. So konnte das Familienunternehmen die Fehlerhäufigkeit in der Leiterplattenproduktion massiv reduzieren. Trotz solcher Erfolge war es für Frank an anderer Stelle schwierig, intern Überzeugungsarbeit für weitere Industrie- 4.0-Vorhaben zu leisten. Vor allem als er einen Produktionsleiter von der Vernetzung seines Werks überzeugen sollte – zu einer Zeit, in der Netzausfälle zur Tagesordnung zählten. „Die Produktionsleiter waren zu Beginn nicht gerade begeistert, als ich mit digitalen Systemen kam. Die Angst vor Netzwerkabhängigkeiten und Störanfälligkeit war groß. Da hätten mir Testzentren nur bedingt geholfen“, sagt er.

Heute berichtet Frank von einem ganzen Baukastensystem, das in Mulfingen entwickelt wurde, um einzelne Standorte zu vernetzen. Das System wird nicht vertrieben, sondern zirkuliert innerhalb der Ebm-Papst-Gruppe. Dort prüfen die einzelnen Werke individuelle Fälle, bei Bedarf wird dann in einem Pilotwerk sechs Monate lang die Anwendbarkeit eines Bausteins getestet. So wurden Standorte in Indien und den USA ans Netz gebracht, alles in Eigenregie gemeinsam mit dem Partner. Das Vorgehen scheint sich auszuzahlen: Im Geschäftsjahr 2015/16 hat Ebm-Papst einen neuen Rekordumsatz erzielt und will nach eigenen Angaben in zwei Jahren die 2-Milliarden-Euro-Hürde knacken. Dafür soll die Kundenstruktur in Asien und den USA ausgebaut, in Europa gefestigt werden. Nun müsste Ebm-Papst doch gerade jetzt erhebliches Interesse an Kooperationen mit globaler Ausrichtung haben, doch bis heute ist der Pumpenspezialist in keiner der Industrie-Initiativen aktiv. „Wir können selbst heute nicht zwei Mitarbeiter abstellen, die sich allein um das Engagement und die Arbeit in den Gremien kümmern“, erklärt Alexander Frank.

ZWISCHENSTAND

TESTANGEBOTE MÜSSEN GESCHÄRFT WERDEN

Gerade dann, wenn die Produktion brumme und es den Unternehmen gut gehe, sei das Abstellen von Personal natürlich schwierig. Siemens-Mann Hahn kann diese Argumente nachvollziehen. „Wir müssen den Mittelstand mehr unterstützen“, findet er und meint damit die Angebote der Plattform Industrie 4.0. Erste Nachjustierungen wie ein Industrie- 4.0-Kompass wurden bereits beim IT-Gipfel im November 2016 in Saarbrücken vorgestellt. So soll der Zugang zu Informationen einfacher werden. Zum anderen behandeln die Angebote künftig nicht nur das Big Picture, sondern fokussieren ebenfalls Teilketten, womit sie die von Alexander Frank kritisierte „Flughöhe“ verlassen dürften.

"Wir müssen den Mittelstand mehr unterstützen"

Für konkrete Ergebnisse in Form gemeinsamer Testbeds der beiden Initiativen soll ebenfalls gesorgt werden. Laut Hahn werden IIC und Plattform Industrie 4.0 im Rahmen der Hannover Messe 2017 eine Reihe gemeinsamer Testbeds vorstellen.

Bislang muss er sich dazu noch etwas bedeckt halten, nur so viel: Es geht um Sicherheit. Vor allem das Wissen US-amerikanischer IT-Unternehmen komme deutschen Abnehmern hier zugute, sagt er. Was er den Unternehmen hierzulande indes nicht abnehmen könne: sich zu informieren. Sicherlich, das große Gesamtbild könne einen zunächst erschlagen. Doch es führe kein Weg daran vorbei, das richtige Testzentrum zu finden, um zu prüfen, ob die eigene Entwicklung stimmig mit den aktuellen Standards sei.

TESTBED-STRATEGIE III

AUSGEWÄHLTE TESTINGS, REIFEGRAD IM FOKUS

Try fast and fail cheap – so könnte die Devise lauten, mit der Thomas Hahn von Siemens für das Engagement in Sachen Testumgebungen wirbt. Patrick-Benjamin Bök sieht das ähnlich und rät Unternehmen dazu, ihre Entwicklungen zügig in eine Testumgebung zu bringen. Er verantwortet den Bereich Global Factory Digitalization beim Elektrotechnikspezialisten Weidmüller und sagt: „Die Entwicklungen laufen nicht mehr im Industrietempo, sondern im Internettempo. Und da ist die Schlagzahl an Innovationen sehr hoch.“

Unternehmen wie Ebm- Papst, die die industrielle Evolution längst angeschoben haben, würde Bök sicherlich zu den sogenannten First Movern zählen: Sie konnten sich eine längere Entwicklungszeit noch leisten. Unternehmen jedoch, die gerade erst begonnen haben, fehlt diese Zeit. Es gebe nicht nur Treiber, sondern auch viele Nutzer, wie Bök sagt, die als Fast Follower auf den Zug aufspringen würden. „Wie können wir die Testumgebungen so gestalten, dass sie mitziehen?“, formuliert Bök eine entscheidende Frage. 

"Die Entwicklungen laufen nicht mehr im Industrietempo, sondern im Internettempo. Und da ist die Schlagzahl an Innovationen sehr hoch."

Damit, dass alle Unternehmen mitziehen wollen, ist es jedoch nicht getan. Interesse allein reicht nicht. Die Unternehmen müssen Vorarbeit leisten und können ihre Ideen nicht erst in einer Testumgebung ausprobieren. Die Komponenten benötigen beispielsweise ein Mindestmaß an Sicherheit, sollten zudem gut und sauber programmiert sein. Denn wenn man scheitert, schauen andere dabei zu. Darüber hinaus baden alle Beteiligten den Fehler eines Teilnehmers aus – und müssen letztendlich Verzögerungen im Testablauf mittragen. „Im stillen Kämmerlein braucht also jeder sein eigenes Testbed, erst ab einer bestimmten Reife sollte man sich mit anderen zusammentun“, sagt Bök.

Weidmüller ist nicht im IIC aktiv, arbeitet jedoch in zwei Arbeitskreisen der Plattform Industrie 4.0 mit. Die Kooperation der beiden Initiativen kommt Bök gelegen. „Wir haben Zugang zu den Informationen und müssen dazu nicht in zwei Gremien gleichzeitig tätig sein“, sagt er. Natürlich muss sich ein Unternehmen ohne Bezug zum US-amerikanischen Markt nicht zwingend in einem IIC-getriebenen Testbed engagieren. Erstrangig gehe es um den Zielmarkt und die Überlegung, wohin das Unternehmen wolle. Allerdings können Pläne durchkreuzt werden, beispielsweise durch exponentielle Technologieentwicklungen. Obschon eine Technologie für ein bestimmtes Marktsegment noch nicht relevant erscheinen mag, könnte sie zeitnah geschäftskritische Effekte hervorrufen. „Und was schadet es, wenn ich mich heute schon damit beschäftige?“, fragt Bök. Nichts sei gefährlicher, als in einer relevanten Diskussion abgehängt zu sein.

KOOPERATION IIC UND PLATTFORM INDUSTRIE 4.0

Der offiziellen Verlautbarung der Kooperation vom 2. März 2016 in Zürich waren mehrere Treffen zwischen Vertretern beider Initiativen vorausgegangen – zuvor zuletzt im Herbst 2015 in Zürich. Im Zentrum der Gespräche stand das Zusammenspiel der beiden Architekturmodelle RAMI (Referenzarchitekturmodell für Industrie 4.0) und IIRA (Industrial Internet Reference Architecture), um eine künftige Interoperabilität der Systeme sicherzustellen (siehe CEDO #2). Das Züricher Treffen wurde durch die Robert Bosch GmbH und SAP initiiert, die jeweils Mitglieder in den Lenkungsgremien beider Organisationen sind. Mit einer gemeinsamen Roadmap legten beide Initiativen den Grundstein für die Erarbeitung konkreter Ergebnisse. Am 19. Mai 2016 folgte ein weiteres Treffen, diesmal in Form eines Workshops in Chicago. Dort stellten beide Initiativen ihre aktuellen Ergebnisse in den Bereichen Architektur, Testumgebungen und Standardisierung vor. Die Vertreter gaben an, die bereits bestehende Roadmap durch konkrete Arbeitsbereiche erweitert zu haben. Auf Initiative von Bosch und SAP gab es dann Ende September 2016 eine erneute Zusammenkunft des IIC und der Plattform Industrie 4.0 in St. Leon-Rot bei SAP. Ein erstes gemeinsames Testbed soll im Rahmen der Hannover Messe 2017 vorgestellt werden.

 

Neuerungen der Kooperation, die auf dem IT-Gipfel vorgestellt wurden: Das BMWi zieht Bilanz

www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/Publikationen/wirtschaft-digital-erfolge-und-ziele-bilanz-it-gipfel-2016

Insofern eröffne die Mitarbeit in den Arbeitskreisen der Plattform Industrie 4.0 relevante strategische Vorteile. Bök meint damit nicht nur den persönlichen Austausch und den Wissenstransfer zu aktuellen Markttrends. „Wenn jeder sein eigenes Süppchen kocht, hilft das nicht. Wir müssen an einem Strang ziehen“, sagt Bök. Er sieht andernfalls das Risiko, dass es Unternehmen, die sich nicht austauschen, leicht das Genick brechen könne, sollten sie in ihren Aktivitäten beispielsweise einen Standard verfolgen, der sich schlussendlich auf dem Markt nicht durchsetze. Testumgebungen ermöglichten den Austausch über Standards, die Unternehmen so in ihrem Sinn treiben und unterstützen könnten.

Alexander Frank von Ebm-Papst würde sicherlich nicht seine Hand ins Feuer legen, um die Zukunft aller Anwendungen in Mulfingen auf ihre Industrie-4.0-Fähigkeit und die passende Standardisierung zu prognostizieren. Allerdings wurden die einzelnen Bausteine auch nicht im luftleeren Raum entwickelt. Frank hat zwar kein Testzentrum genutzt, sich jedoch an einen gut vernetzten Partner gewandt. Von Anfang an begleitete der Softwareriese SAP den Maschinenbauer, eines der Gründungsmitglieder des IIC und gemeinsam mit Bosch Hauptinitiator der Kooperation. Dennoch würde Frank sich nicht ausschließlich auf einen Anbieter verlassen. Letztendlich braucht es eine gemeinsame Basis, die unterschiedliche Anbieter mit ähnlicher Struktur beherbergt. Doch bislang ist ihm in der Diskussion um Standards und Testzentren zu viel Firmenpolitik dahinter. „Wenn die Diskussion konkreter und lösungsfokussierter ist, dann wird es interessant.“ Und dann könnte auch er sich vorstellen, einem Konsortium beizutreten.