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Wie das Internet der Dinge digitale Services in den Maschinenbau bringt

IoT, Industrie 4.0, Predictive Maintenance, Data Analytics: Dass diese Begriffe im Maschinenbau mehr als nur Buzzwords sein können, zeigt unser Kunde Ecoclean.

Juni 23, 2021

Ein Artikel von
Dr. Martin Peters

Lesezeit: ca. 4 Minuten

Digitalisierung, IoT, Maschinenbau, Predictive Maintenance

Internet of Things (IoT), Industrie 4.0, Predictive Maintenance und Data Analytics: Die Digitalisierung hat zahlreiche Facetten und trägt insbesondere im Maschinenbau viele Schlagwörter vor sich her.

Doch tatsächlich tut sich die Branche mitunter schwer, was diese Themen angeht. Denn vielen Unternehmen fehlt das Wissen rund um innovative Cloud-Technologien – oder mangelnde Kapazitäten lassen es nicht zu, das Thema wirklich tief im Unternehmen zu verankern.

Trotzdem herrscht bei vielen Maschinenbauern Aufbruchstimmung. Man will innovativer werden, mindestens mithalten, am besten sogar voran gehen. Doch was es braucht, um IoT-und Cloudlösungen wirklich effizient einzusetzen, ist eine tiefe Idee, was man eigentlich erreichen möchte und wie es sich auszahlen soll.

Denn so groß der Hype rund um IoT, Industrie 4.0 und Co. auch sein mag, am Ende sind sie Werkzeuge, um Mehrwerte und Services zu entwickeln, die neue Geschäftsmöglichkeiten eröffnen – keine leeren Worthülsen.

Was es braucht, um diese Mehrwerte und Services durch IoT zu entwickeln, möchten wir in diesem Artikel anhand eines Projektes mit unserem Kunden Ecoclean vorstellen.

Zukunftsfähigkeit im Maschinenbau sichern, digitale Services erschließen

Mit dem Ziel, digitale Services für die Zukunft zu erschließen, begleiteten wir die Ecoclean GmbH am Standort Filderstadt bei der Entwicklung der Lösung Ecoclean Connect, einer Digitalisierungsplattform für industrielle Bauteilreinigungsanlagen.

Ecoclean entwickelt und vertreibt Produkte, Systeme und Servicelösungen für Anwendungen in der industriellen Reinigungstechnik und zur wasserbasierten Oberflächenbearbeitung. Die Teilereinigung gehört zu den kritischen Bereichen in heutigen Produktionsprozessen und ist in vielen Branchen, wie beispielsweise der Metallbearbeitung und -verarbeitung, im Bereich Automotive, Medizintechnik oder Luftfahrt, von entscheidender Bedeutung. Es geht darum, ein Bauteil so gründlich zu säubern, dass Qualität und Funktionalität erhalten bleiben – auch und gerade für eine spätere Verwendung im Betrieb. Hierzu werden Späne, Öle und sonstige Verunreinigungen aus Fertigungsprozessen in einer Kammer- oder Reihentauchanlage je nach Verschmutzung mit wässrigen Medien oder Lösemitteln entfernt.

Um Kunden auch in Zukunft optimal bei der wirtschaftlichen und effizienten Bauteilreinigung zu beraten und zu unterstützen, plante Ecoclean die Entwicklung einer innovativen Cloud-Lösung. Wir von der com2m unterstützten bei der Konzeptentwicklung und Realisierung.

Am Anfang stehen die Ideen

Ecoclean setzt im unternehmensweiten Selbstverständnis auf Werte wie Innovation, Effizienz, Nachhaltigkeit und Spitzentechnologie. So war schnell klar, dass die Ansätze des IoT – also der zentralen Datenerfassung, -verarbeitung und -auswertung für Bauteilreinigungsanlagen – in einer Cloud-Lösung neue Potenziale eröffnen können, um diese Werte zu stützen. Die Lösungen sollten nicht dem Selbstzweck dienen, sondern einer gezielten Strategie folgen und sich an den Nutzern orientieren. Am Anfang der Entwicklungsphase standen also viele offene Fragen:

Welche Services wünschen sich Kunden und interne Einheiten wie Service, Technik oder Forschung & Entwicklung?
Welche Ideen und Umsetzungsansätze sind im Haus bereits vorhanden
Was bringt einen echten Mehrwert für den Anwender? Und auf welche Weise?

Um diesen Fragen gezielt nachzugehen, führten wir gemeinsam mit Ecoclean einen auf Design Thinking basierenden Workshop durch. Das speziell für die Ideenentwicklung und -konkretisierung konzipierte Workshop-Format dient dazu, abseits jeglicher Technik mit allen relevanten Stakeholdern aus einem Unternehmen, Potenziale durch das Internet der Dinge für das eigene Unternehmen zu erarbeiten. Neben der internen Sicht auf die Möglichkeiten wurden insbesondere Kundenbedürfnisse und mögliche Services identifiziert. Am Ende des eintägigen Workshops standen im Wesentlichen zwei Ergebnisse:

Ein gemeinsames Verständnis, wie sich die Möglichkeiten des IoT für Ecoclean nutzen lassen und
eine priorisierte Sammlung konkreter, auf IoT basierender Services.

Eine schnelle Umsetzung ermöglicht frühzeitige Erkenntnisse

Mit dem Ziel, bereits kurzfristig ein Minimal Viable Product (MVP) bereitzustellen und dieses mit ersten Kunden im Pilot zu erproben, wurden die gemeinsam erarbeiteten Ergebnisse im Rahmen einer Konzeptphase konkretisiert und in eine Roadmap überführt. Im Vordergrund der Konzeptphase, die durch weitere Workshops und eine enge Zusammenarbeit mit den Ansprechpartnern des Kunden geprägt ist, stehen vor allem fachliche Anforderungen: Wer sind die Benutzer des Systems, was wollen sie erreichen, welche Prozesse sind innerhalb der Anwendung erforderlich und welche Auswertungen und Visualisierungen sind die richtigen, um Mehrwerte und Services auch tatsächlich abzubilden? Wichtig sind auch die Prozesse zur Verwaltung der IoT-Geräte über ihren gesamten Life-Cycle hinweg.

Wen das an eine klassische Anforderungsanalyse erinnert, hat nicht ganz unrecht. Doch statt Anforderungen formal aufzuschreiben und möglichst kleinteilig zu beschreiben, werden in der Konzeptphase vor allem Mock-ups, also erste Skizzen von den späteren Benutzungsoberflächen, erstellt. Das schafft ein gemeinsames visuelles Verständnis davon, wie später eine Anwendung aussehen und funktionieren soll, und deckt frühzeitig Unklarheiten auf. Zusätzlich zu den fachlichen Anforderungen werden in der Konzeptphase Themen wie Schnittstellen zu externen Systemen, die Geräteanbindung, Kommunikation und Security erarbeitet. So steht am Ende ein ganz konkreter Fahrplan für die Entwicklung einer IoT-Lösung.

Daten als Basis neuer Services im Maschinenbau

IoT als Grundlage ermöglicht in vielen Fällen neue Services sowohl für den Endkunden beziehungsweise Maschinenbetreiber als auch für den Hersteller der Maschinen selbst. Im Falle der für Ecoclean entwickelten Ecoclean-Connect-Lösung reichen die Services von der erstmaligen vollen Transparenz über die Prozesse und der daraus abgeleiteten Prozessoptimierung über die Berechnung von Key-Performance-Indikatoren (KPI) bis hin zur durchgängigen Dokumentation des Reinigungsprozesses (Traceability).
So liefert in der Fertigungsindustrie die Kennzahl zur Gesamtanlageneffektivität, englisch „Overall Equipment Effectiveness“ (OEE), Erkenntnisse darüber, wie die Anlage verfügbar ist und mit welcher Leistungsfähigkeit sie betrieben wird. Auf Basis dieser Kennzahl kann beurteilt werden, ob mit der Anlage ein geplantes höheres Reinigungsaufkommen abgedeckt werden kann. Dies trägt dazu bei, den Einsatz von Produktionsmitteln und -prozessen zu optimieren.

Darüber hinaus ermöglicht die Ecoclean Connect Lösung die lückenlose Chargen-bauteilspezifische Dokumentation der Anlagen- und Prozessbedingungen. Ungeplante Stillstandszeiten der Anlage lassen sich durch eine sorgfältige Wartungsprognose und mit der Überwachung durch eigens entwickelte Algorithmen vermeiden. Als Ergebnis erhält der Kunde eine nutzerfreundliche Darstellung aller Aggregate der Reinigungsanlage und wichtige Informationen darüber, wie lange die Anlage bis zur nächsten Wartung störungsfrei betrieben werden kann.

Kunden von Ecoclean, die Ecoclean Connect für ihre Reinigungsanlagen im Einsatz haben, profitieren ebenfalls von dem besonderen EcocleanService, dessen Qualität durch die laufende, datenbasierte Prozessoptimierung und Fehlerbehebung gesichert wird. Bei Bedarf kann die Historie der übermittelten Daten herangezogen werden, um die Anlage zu analysieren und somit auch schnell und effizient zu verbessern.

Die Entwicklung neuer Services auf Basis von IoT

Ecoclean ist ein anschauliches Beispiel dafür, das IoT, Industrie 4.0 und Data Analytics mehr als Buzzwords sind, die ein modernes Unternehmen heute einfach bedienen muss. Mit der richtigen, strukturierten und zielgerichteten Herangehensweise lassen sich enorme Mehrwerte und zahlreiche neue Services durch den Einsatz moderner IoT-Lösungen im Maschinen- und Anlagenbau und in der Fertigungsindustrie ganz allgemein erschließen.

Wenn auch Sie sich auf den Weg machen oder sich mit uns über das Thema austauschen möchten, freuen wir uns, von Ihnen zu hören!

Dieses Thema interessiert Sie? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf.

Dr. Martin Peters ist Mitgründer und Geschäftsführer der com2m GmbH.

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