Industrie 4.0 & IoT: Im Land der unbegrenzten Möglichkeiten 4.0

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In der ersten Folge unserer großen Umfrage zu Industrie 4.0 und Internet der Dinge (IoT) geben Experten von Beratungshäusern und Verbänden ihre Einschätzungen zum Marktpotenzial dieser neuen IT-Konzepte.

1. Welche Auswirkungen sehen Sie für die neuen Konzepte Industrie 4.0 und Internet der Dinge auf die klassischen Back-Office-Systeme im Unternehmen? Wie wirken sich die neuen Lösungskonzepte auf die IT-gesteuerten Geschäftsprozesse  mittels ERP- und CRM-Anwendungen aus?

Frank Mang, Leiter des Geschäftsbereichs Technologie bei Accenture: Während aktuell sehr viel über den Prozess der Anbindung von Sensoren und die Datensammlung über Cloud-Architekturen geschrieben und diskutiert wird, liegen die wirklichen Herausforderungen in der Einbindung dieser Daten in die ERP-Systeme. Dies bedeutet, dass die zu verarbeitenden Datenvolumina explodieren, was eine In-Me­mory-Datenbank voraussetzt. Gleichzeitig steigen auch die Anforderungen an die Verarbeitungsgeschwindigkeit, denn sie muss in Echtzeit stattfinden.

Achim Himmelreich, Vizepräsident Bundesverband Digitale Wirtschaft (BVDW) e.V.: Industrie 4.0 wird die Prozesse in Fertigung und Logistik revolutionieren, während das Internet der Dinge noch weiter geht und die Art und Weise, wie wir leben, substantiell verändern wird. Das wird massive Auswirkungen auf ERP und CRM haben, da die Anforderungen enorm steigen werden. In erster Linie handelt es sich dabei um die Herausforderungen, exponentiell wachsende Datenmengen verarbeiten zu können und sozusagen aus Big Data Smart Data zu machen. Darüber hinaus müssen ERP und CRM eine neue Stufe des Multi-Device-Managements beherrschen.

Dr. Bettina Horster, Direktorin Mobile bei eco e. V. und Vorstandsvorsitzende der Vivai Software AG: Die neuen Kozepte sind sehr positiv für die Anwender, denn sie stellen eine große Erleichterung dar. Fließen die Daten automatisch in die Back-Office-Systeme, bedeutet das weniger Aufwand und Fehleranfälligkeit. Das Unternehmen kann überdies präzisere Daten erheben, Prozesse viel granularer nachvollziehen und so gezielter auf die Bedürfnisse der Kunden eingehen. Tritt beispielsweise bei einem Produkt ein Fehler auf, muss nicht die ganze Charge zurückgerufen werden. Es lässt sich extrem gut nachvollziehen, welche Güter wo wie betroffen sind. Die klassischen Systeme müssen aber natürlich an die neuen Gegebenheiten angepasst werden.

Dr. Weiß, Industrie-4.0-Experte und Technologie-Vordenker der GSE (Guide Share Europe) Deutschland: Die neuen Industrie-4.0-Konzepte entwickeln ihre Mehrwerte erst durch eine Integration der IT-Prozesse in die Fertigungsprozesse. Ohne diese Durchgängigkeit, die komplette vertikale Vernetzung des ERP-Systems, des CRM-Systems und des MES (Manufacturing Execution System) bis hin zum PLS (Prozessleittechnik) ist Industrie 4.0 zumindest im deutschen Mittelstand nicht umsetzbar.  Durch diese enge Verknüpfung der SW-Systeme entstehen völlig neue Security-Anforderungen, auch an die Back-Office-Systeme. Angriffe auf die komplette Wertschöpfungskette können über das schwächste Glied in der ganzen Kette ausgeführt werden.

Johannes Stein, Fachbereichsleiter bei der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE e.V.: Die Vernetzungskonzepte für Industrie 4.0 betreffen alle vier Lebenszyklen in der industriellen Fertigung: Produkt, Fabrik, Technologie und Auftrag – und das allumfassend. CRM-Anwendungen kommen im Lifecycle Management von Aufträgen zum Einsatz, insbesondere bei der Konfiguration und Bestellung sowie bei der Kommissionierung und dem Versand, ERP-Anwendungen bei der Auftragsbearbeitung. Neuartig gegenüber klassischen Systemen soll vor allem das lückenlose vernetzte und allzeit transparente Ineinandergreifen der Anwendungen in der gesamten Prozesskette ohne Medienbrüche sein.

Dr. Heinz Bedenbender, Technik und Wissenschaft beim Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI): Webbasierte Back-Office-Systeme werden sich flexibler an Industrie-4.0-Prozesse anpassen lassen als klassische Systeme. Die ERP- und CRM-Anwendungsfunktionen sind nach wie vor wichtig. Inwieweit die heutigen ERP- und CRM-Programme langfristig eigenständig bleiben oder ob nur deren funktionale Fähigkeiten benötigt werden, lässt sich derzeit noch nicht abschätzen. Interoperabilität der verschiedenen IT-Systeme ist zwingend notwendig.

Volker Schnittler, Fachreferent für kaufmännische Unternehmenssoftware, Abteilung Informatik, bei VDMA e.V.: In ERP- und CRM-Lösungen ist die kaufmännische Seite wertschöpfender Geschäftsprozesse bereits digital abgebildet, was bei den Produktionsprozessen mit Industrie 4.0 noch geschehen soll. ERP und CRM werden weiterhin parallel bestehen und funktional verbessert. Insbesondere wird eine enge Integration zu Industrie 4.0 geschaffen. Damit wird eine lückenlose Abbildung industrieller Wertschöpfungsprozesse von der Planungs- bis zur Ausführungsebene ohne Medienbrüche möglich.

 

2. Welche Rolle spielen Industrie-4.0-Lösungsansätze für Cloud-basierte Technologien? Wie können Unternehmen die Konzepte in vorhandene Mobile-Enterprise-Strategien einbetten?

Frank Mang, Leiter des Geschäftsbereichs Technologie bei Accenture: Der Wandel der aktuell implementierten IT-Landschaften hin zu hybriden oder reinen Cloud-Modellen wird eine der Herausforderungen für die Umsetzung von Industrie-4.0-Szenarien in den Unternehmen darstellen. In der Industrie 4.0 verknüpfen sich nicht nur Shop Floor und Top Floor, sondern auch Lieferanten, Partner, Logistiker und Kunden auf digitalen Plattformen, um in Echtzeit Informationen auszutauschen. Die Cloud ist der Ort, an dem diese Business-Netzwerke entstehen werden. Die Verknüpfung von Rechenzentren mit internen und externen Cloud Services zu hybriden Umgebungen ist ein entscheidender Grundstein für diesen Transformationsprozess.

Achim Himmelreich, Vizepräsident Bundesverband Digitale Wirtschaft (BVDW) e.V.: Die stark anwachsenden Datenmengen im Zuge des Internets der Dinge werden die Wachstumstreiber für Cloud-Dienste sein – allein, weil die bestehende Infrastruktur diese Mengen nicht bewältigen kann oder ein Ausbau schlicht zu teuer ist. Letztlich ist das Internet der Dinge eine Art Schleier, der uns umgeben wird. Die Daten dieses Schleiers kommen „in die Wolke.“

Dr. Bettina Horster, Direktorin Mobile bei eco e. V. und Vorstandsvorsitzende der Vivai Software AG: Die Vernetzung der Maschinen und Prozesse sorgt für große Datenmengen, die sicher transportiert, gelagert und ausgewertet werden müssen und schon sind die Unternehmen bei Themen wie Cloud und Big Data angelangt. Die Cloud ist ein integraler Bestandteil von Industrie 4.0, um die massiv anfallenden Daten zu lagern und sie dann analysieren zu können. Sie spielt eine wesentliche Rolle bei der Skalierbarkeit und macht die Unternehmen flexibler. Zunächst werden alle verfügbaren Daten erhoben und dann kann man im Nachhinein noch entscheiden, unter welchen Gesichtspunkten sie analysiert werden.

Dr. Weiß, Industrie-4.0-Experte und Technologie-Vordenker der GSE (Guide Share Europe) Deutschland: Die Themen Cloud und Mobility sind neben der Security und Big Data Kernthemen in Industrie-4.0-Lösungen. Aus meiner Sicht müssen bereits existierende Mobile-Enterprise-Lösungen an die sehr hohen Security-Guideline-Anforderungen im Kontext einer Industrie-4.0-Nutzung angepasst werden. Aktuell wird das Thema Cloud, zumindest in der Ausprägung als Public Cloud, im deutschen Mittelstand nach wie vor kritisch bewertet. Immer noch wird das Risiko von Datenverlust und Diebstahl des Produkt-Know-hows als zu hoch eingeschätzt.    

Johannes Stein, Fachbereichsleiter bei der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE e.V.: Industrie-4.0-Ansätze werden eine bedeutende Rolle als Innovationstreiber für Cloud-basierte Technologien spielen. Dabei ist zu unterscheiden zwischen: 1. der externen Cloud für Wertschöpfungsnetzwerke, 2. der internen, privaten Cloud in der Smart Factory sowie 3. der realen Welt, also etwa dem Produkt und der Produktion. Die intelligente Trennung und Verknüpfung dieser drei Sphären wird für zukunftsfähige Mobile-Enterprise-Strategien zunehmend wichtiger. Auch im von der Plattform vorgestellten Konzept der I40-Komponente kann die Cloud eine wesentliche Rolle als Informationsdrehscheibe der Verwaltungsschale spielen.

Dr. Heinz Bedenbender, Technik und Wissenschaft beim Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI): Cloud-basierte Technologien, möglichst mit standardisiertem Datenaustausch, werden benötigt, um Industrie 4.0 überhaupt zu ermöglichen. Da die Umsetzung des Industrie-4.0-Konzepts sicherlich Jahre dauern wird, werden die derzeit genutzten Konzepte nicht schlagartig obsolet, sondern können strukturiert angepasst und eingebettet werden.

Volker Schnittler, Fachreferent für kaufmännische Unternehmenssoftware, Abteilung Informatik, bei VDMA e.V.: Mobile und Cloud-basierte Lösungen werden insbesondere in den Bereichen Vertrieb, Service und Wartung, vor allem aber im Bereich Logistik, eine sehr wichtige Rolle spielen. Während mobile Lösungen zur Vertriebsunterstützung bereits seit vielen Jahren beinahe Standard sind, gilt dies inzwischen kaum weniger für Lösungen im Servicemanagement. Dazu kommen mehr und mehr Lösungen zum Condition Monitoring und bei der Predictive Maintenance. Die teuren und prozesskritischen Produktionsmittel werden künftig im Sinne einer Früherkennung von Systemfehlern überwacht und damit die zyklische Wartung durch eine bedarfsgerechte Wartung ersetzt. Bei kürzeren Lieferzeiten und wachsender Vernetzung interner wie externer Partner ist der Zeitgewinn durch mobile Kommunikation ein unersetzbarer Hebel in der Rationalisierung.

 

3. Wie kann die Absicherung solcher vernetzter Systeme durch IT-Security-Lösungen umgesetzt  werden? Und was sollten Anwender bei der Umsetzung beachten? Welche Bedeutung kommt der Verfügbarkeit von Breitband zu?

Frank Mang, Leiter des Geschäftsbereichs Technologie bei Accenture: Wer ausschließlich auf Erfüllung von Vorschriften setzt, zieht in Sachen IT-Sicherheit den Kürzeren. Einer Accenture-Studie zufolge lagern 62 Prozent aller Vorreiterunternehmen Kernaufgaben der Sicherheit an Spezialisten aus. Dadurch verschaffen sie sich Zugang zu neuesten Technologien und Ressourcen und profitieren vom Erfahrungsschatz der Partner. Zudem machen sich viele Unternehmen die Vorteile der Digitalisierung und disruptiver Technologien zunutze, indem sie erfassen, wie Business-Anwender damit umgehen und in Folge ihre Security-Fähigkeiten auf den neuesten Stand bringen.

Achim Himmelreich, Vizepräsident Bundesverband Digitale Wirtschaft (BVDW) e.V.: Breitbandausbau ist eine Grundvoraussetzung für die Umsetzung von IoT-Geschäftsmodellen. Die Kommunikation wird exponentiell wachsen – und die Kunden werden schlichtweg die Lösungen ablehnen, die zu langsam sind. Einige Geschäftsmodelle, etwa die Steuerung von Fahrzeugen, erfordern nun mal minimale Latenzzeiten. Sie funktionieren sonst nicht. Daher wird die Breitbandversorgung noch mehr als bisher zu einem nationalen Wettbewerbsvorteil. Zur Absicherung muss man schlechterdings sagen, dass es im Rahmen von IoT natürlich wesentlich mehr Einfallstore für Angriffe geben wird als bisher. Und das bedeutet, dass IT-Security auch einen enormen Wachstumsschub erleben und selbst zu einem Wettbewerbsvorteil oder eben auch -nachteil werden wird.

Dr. Bettina Horster, Direktorin Mobile bei eco e. V. und Vorstandsvorsitzende der Vivai Software AG: Da bei Industrie 4.0 Prozesse automatisiert werden und Aktoren eine große Rolle spielen, sind die Angriffsmöglichkeiten natürlich beträchtlich und das Risiko viel höher als bei konventionellen „reaktiven“ Systemen. Die IT-Sicherheit hat daher oberste Priorität und muss schon bei der Konzeption der Systeme gründlich bedacht werden. Das Thema Zugriffsberechtigung ist neben der  Kapselung von hochsensiblen und weniger sicherheitsrelevanten Systemen sehr wichtig. Zusätzlich müssen Regelungen für Datenschutz und -sicherheit ebenso wie Konzepte für die Übertragung, Speicherung und Auswertung der Informationsmengen erarbeitet werden. Mit IT-Dienstleistern sollten Security Level Agreements abgeschlossen werden. Ein besonderes Augenmerk sollte dabei auf den Schnittstellen liegen, zu denen nicht zuletzt auch die Mitarbeiter zählen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an jede einzelne Komponente der IT-Infrastruktur.

Dr. Weiß, Industrie-4.0-Experte und Technologie-Vordenker der GSE (Guide Share Europe) Deutschland: Industrie 4.0 setzt auf einer extremen Vernetzung, hohen Automatisierung aller Akteure und einer M2M-Kommunikation auf. In diesem Kontext spricht man auch von Security by Design, das heißt, Produkte, die unter Industrie-4.0-Bedingungen produziert werden, müssen schon in der Design-Phase mit finalen Security-Guidelines geplant werden. Aufgrund der komplexen Produktionsketten ist eine Security-Nachbesserung kaum noch realisierbar. Unter Industrie 4.0 rückt daher das End-to-End-Secu­rity-Monitoring in den Fokus der Anwender. Eine industrielle Fertigung, die im Zeitalter von Industrie4.0 oft firmengebäudeübergreifend stattfinden wird, bedarf besonderer Sicherheitsmechanismen. Eine weitere Herausforderung ist die Real-Time-Bewertung der anfallenden Security-Incident-Events und die Ableitung von Reaktionen. SIEM-Tools erfreuen sich zunehmender Beliebtheit.  
Die Verfügbarkeit von Breitbandnetzen ist ein großes Thema bei der flächendeckenden Umsetzung von Industrie 4.0. Industrie 4.0 ist geprägt durch sehr hohe Mengen an Daten, die bei einer standortübergreifenden Produktion in Echtzeit übertragen werden müssen. Daher ist das Thema Breitbandnetz-Ausbau in Deutschland ein sehr hoch priorisiertes Thema.

Johannes Stein, Fachbereichsleiter bei der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE e.V.: Mit Blick auf das prozessuale Thema IT-Sicherheit werden aktuell Ansätze wie die BSI-Anforderungen, Kryptographie, Normen wie ISO/IEC 27000 oder IEC 62443, End to End Security, Chips ohne Backdoors oder auch eigene Netze, etwa für das Smart Grid, diskutiert. DIN und VDE|DKE haben im Rahmen des KITS-Fachbeirates eine Roadmap zum Thema IT-Sicherheit erarbeitet, die auch die industrielle Produktion (Industrie 4.0) in den Fokus nimmt und dem Anwender eine allgemeine Orientierung bietet. Die Verfügbarkeit von Breitbandanschlüssen ist ein absolutes Muss für Prozesse, wenn das Datenvolumen und die Vernetzung von Unternehmen und Devices (Internet of Things) immer weiter zunehmen. Künftige Netze wie 5G werden auch Echtzeitfähigkeit mit minimalen Latenzzeiten aufweisen müssen.

Dr. Heinz Bedenbender, Technik und Wissenschaft beim Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI): Zur Umsetzung von Industrie 4.0 und der damit verbundenen On-Demand-Vernetzung, der Nutzung von Ontologien, der Datenspeicherung und -auswertung müssen Regeln formal beschrieben werden. Es muss eine digital verstehbare Sicherheitsrichtlinie für jede Maschine geben. Wahrscheinlich werden auch zertifizierte Rollen der Beteiligten benötigt. Wer darf was und wer entscheidet was? Das muss festgelegt sein. Leistungsfähige, zuverlässige und vertrauenswürdige Breitband-Infrastruktur ist dafür essenziell.

Volker Schnittler, Fachreferent für kaufmännische Unternehmenssoftware, Abteilung Informatik, bei VDMA e.V.: Das Wichtigste ist sicherlich das Bewusstsein der Beteiligten. Die Fachpresse ist voll von Berichten, die zeigen, dass dem Thema Informationssicherheit wenig Beachtung geschenkt wird. Da­rüber hinaus muss man sich klar machen, dass nicht alles auf höchstem Niveau abgesichert werden muss, sondern intelligente, kaskadierende Lösungen zum Informationsschutz gefragt sind. Für die weiter oben beschriebenen Anforderungen an mobile Lösungen und für die wachsende Digitalisierung industrieller Wertschöpfungsprozesse ist die flächendeckende Verfügbarkeit von Breitbandverbindungen zum Datenaustausch ein maßgeblicher Faktor im internationalen Wettbewerb.

 

4. Welche Chancen räumen Sie dem Markt für Industrie 4.0 und Internet der Dinge ein?  Welche neuen Geschäftsmodelle lassen sich damit umsetzen?

Frank Mang, Leiter des Geschäftsbereichs Technologie bei Accenture: Das Internet der Dinge wird der globalen wirtschaftlichen Leistung einen gewaltigen Schub verleihen. Schätzungen zufolge sind bis 2030 weltweit Investitionen von 14,2 Billionen US-Dollar zu erwarten. Künftig geht es verstärkt um die Entwicklung von digitalen Serviceangeboten. Dienstleistungen, die physische und digitale Komponenten miteinander kombinieren, werden über den Markterfolg vieler Unternehmen entscheiden.

Achim Himmelreich, Vizepräsident Bundesverband Digitale Wirtschaft (BVDW) e.V.: Bei den neuen Geschäftsmodellen stehen wir erst am Anfang. Wir werden Zeugen von vielen Versuchen werden, bei denen sich einige als neue Blockbuster herausstellen werden. Im Bereich der Industrie 4.0 werden wir in erster Linie Prozess- und Qualitätsverbesserungen sehen, während in den Bereichen Handel, Medien, Gesundheit und Lifestyle gänzlich neue Modelle Wirklichkeit werden. Ein Szenario aus dem Bereich Gesundheit mag dies verdeutlichen: Gesundheits-Wearables messen die Körperfunktion und melden dann beispielsweise einen Alarm bei einem Patienten mit Herzproblemen. In einem harmlosen Fall erhält der Patient dann selbst die Meldung, dass ein bestimmtes Medikament vonnöten ist, wobei das Rezept von einem E-Doctor elektronisch auf sein Smartphone geschickt wird. Im Ernstfall hingegen wird sofort der Notdienst informiert und bekommt Standort- sowie Gesundheitsdaten übermittelt.

Dr. Bettina Horster, Direktorin Mobile bei eco e. V. und Vorstandsvorsitzende der Vivai Software AG: Industrie 4.0 und IoT haben das Potenzial, die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands nachhaltig zu sichern. Da die meisten Maschinen technologisch bereits ausgereizt sind, müssen selbst bislang internetferne Unternehmen physische und digitale Produkte zu intelligenten Services bündeln und sich dadurch differenzieren. Dabei eröffnet sich ein nahezu unendliches Spektrum an neuen Anwendungsszenarien und bislang unmögliche Geschäftsmodelle werden möglich. Vor allem flexible prozessübergreifende Services, die Zeit und Ressourcen optimal einsetzen, sind vielversprechend. Kunden wünschen sich automatische Software-Updates über die Luftschnittstelle, die automatische Dokumentation von Betriebsdaten im ERP-System, Electronic Fencing oder „Pay-as-you-Drive“-Versicherungen. Bei Predictive Maintenance werden Arbeiten nicht nach Ablauf bestimmter Intervalle durchgeführt, sondern wirklich nur, wenn sie notwendig sind – aber rechtzeitig, um Fehlfunktionen auszuschließen. Der Kunde erhält einen maßgenauen Service mit variablen Wartungsintervallen, höhere Sicherheit und vermeidet teure Ausfallszeiten.

Dr. Weiß, Industrie-4.0-Experte und Technologie-Vordenker der GSE (Guide Share Europe) Deutschland: Lange Zeit fehlte es in Deutschland an den neuen IoT- beziehungsweise Industrie-4.0-basierten Geschäftsmodellen. Erste „Leuchtturm“-Projekte sorgten zumeist für Diskussionen über Datenschutz und Transparenz der Kunden. Mittlerweile aber ist der Markt gewaltig in Bewegung geraten, vermutlich weil immer mehr Unternehmen die Gefahr und Auswirkungen der neuen disruptiven Geschäftsmodelle auf ihr traditionell geprägtes Business-Modell erahnen und befürchten. Ich sehe sehr große Chancen für völlig neue, digital geprägte Geschäftsmodelle, die disruptiv und über attraktive Mehrwertsysteme das bestehende Business angreifen werden. Die „Generation z“ wird zudem diesen neuen Geschäftsmodellen eine sehr positive Grundeinstellung entgegenbringen. Prominente Beispiele für neue Geschäftsmodelle sind aktuell die Themen Telematik-Tarife in der Versicherungsbranche, das Thema Connected Car und der Themenkomplex Smart Metering.

Johannes Stein, Fachbereichsleiter bei der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE e.V.: Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge gehören die Zukunft. Bei den Perspektiven neuer Geschäftsmodelle sind der Phantasie keine Grenzen gesetzt. Auch in dieser Hinsicht ist es tatsächlich so etwas wie „Neuland“, sozusagen das Land der unbegrenzten Möglichkeiten 4.0.

Dr. Heinz Bedenbender, Technik und Wissenschaft beim Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI): Die Potenziale sind durch die erwarteten Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparungen sowie den Kundennutzen (Stichwort: individuell gefertigtes Produkt) sehr groß. Klassische Geschäftsmodelle werden sich verändern und neue entstehen. Schon jetzt ist sichtbar, wie durch Vernetzung und Auswertung der gewonnenen digitalen Daten sowie durch die Kombination dieser bisher nicht vernetzten Produkte und Daten neue und auch wandelbare Geschäftsmodelle entstehen.

Volker Schnittler, Fachreferent für kaufmännische Unternehmenssoftware, Abteilung Informatik, bei VDMA e.V.: Das Potenzial von Industrie 4.0 für den Maschinen- und Anlagenbau ist überragend. Wenn das meiste im Augenblick auch noch im Stadium der Forschung oder der prototypischen Erprobung ist, erwarten wir umwälzende Veränderungen im Bereich der Fertigung, der Logistik sowie in den Produkten selbst, die unsere Industrie künftig herstellt. ak

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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