Bild vergrößern: SmartMES mit Smartwatch

Welche Herausforderungen galt es zu lösen und welcher konkrete Nutzen ergab sich?

Ursprünglich hat bluebiz einen In-Memory-Big-Data Engine entwickelt. Ein Kunde wollte die Technologie nutzen, um die Produktionsabläufe in Echtzeit zu überwachen und mit den Analyse-Ergebnissen in Echtzeit zu sehen, warum die Fertigung überlastet ist. Dabei sollten auch alte und existierende Maschinen eingebunden werden, die nicht modifiziert werden durften (u.a. auf Grund von Garantie etc.).

Der Kunde wollte zunächst durch den Kauf einer weiteren Werkzeugmaschine der hohen Auslastung entgegenwirken. Durch die Erkenntnisse der Echtzeit-Analyse und der Digitalisierung der Fertigungsprozesse fiel die manuelle Informationsbeschaffung weg, sodass Mitarbeiter mehr Zeit hatten und der Kauf nicht mehr notwendig war. Durch den Erfolg wurden weitere Schritte angegan-gen.

"Die einmalige Kombination von Retrofit, künstlicher Intelligenz und der Digitalisierung der Fertigungsprozesse in einem flexiblen System können wir nicht nur existierende Produktionen intelligent aufrüsten, sondern das System lernt stetig mit den Mitarbeitern mit und kann damit auch autonom Entscheidungen treffen“, erklärt Dr. Dennis Geesen, Geschäftsführer von bluebiz. „Damit haben wir nicht nur einen Echtzeit-Einblick in die Fertigung, sondern entlasten auch die Mitarbeiter, was letztlich zu einer höheren Produktivität führt."

Wie lässt sich der Industrie 4.0-Lösungsansatz beschreiben?

Neben der Einführung von Bluelytics als Big-Data-Engine zur Echtzeitüberwachung der Maschinen wurde smartMES entwickelt, um speziell die Anforderungen an ein MES (Manufacturing Execution System) für Industrie 4.0 (flexible, dynamische und autonom gesteuerte Fertigungsprozesse) handhaben zu können. Um alte, existierende Maschinen einzubinden, wurden verschiedene Sensorik- und IoT-Devices entwickelt, die nur im Umfeld einer Maschine angebracht sind und permanent Daten an die Bluelytics liefern. Durch die Integration von künstlicher Intelligenz (KI) in Bluelytics und SmartMES können aus den individuellen Maschinen- und Sensordaten Muster erkannt und Vorhersagen berechnet werden.

Durch den permanenten und standortübergreifenden Datenaustausch zwischen Maschinen, ERP (SAP) und smartMES stehen die richtigen Informationen und Fertigungsparameter an der jeweiligen Maschine für den richtigen Mitarbeiter sofort bereit und fehlende Informationen und Daten werden von der KI bei der richtigen Stelle selbstständig gefragt.

Bild vergrößern: Retrofit einer alten Maschine

Was konnte erreicht werden?

Die ursprüngliche Idee, den Fertigungsprozess in Echtzeit zu überwachen, um hieraus Fehler- und Engpässe erkennen zu können, hat sich zu einer eigenen Smart-Factory-Plattform entwickelt. Somit stehen jetzt nicht nur die genau benötigten Informationen zu einem Auftrag zur richtigen Zeit für den Mitarbeiter an einer bestimmten Maschine zur Verfügung, sondern die Daten werden genutzt, um in Echtzeit vom Mitarbeiter zu lernen. Damit lernt das System nicht nur die Muster und kann damit Vorhersagen berechnen, sondern wird zunehmend selbst autonom. Wenn die KI ein Teil-Muster wiedererkannt hat, kann es eine zugehörige gelernte Aktion autonom ausführen (z.B. wird selbstständig der Notaus betätigt, wenn eine akute Überlastung in den Sensordaten erkannt wurde und der Verantwortliche wird per Smartwatch umgehend informiert). Durch diese Techniken wurde nicht nur der Produktionsablauf optimiert, sondern auch die Down-Time reduziert, da Probleme und Fehler teilweise im Voraus erkannt werden oder die Personen zumindest in Echtzeit informiert werden. Dadurch konnte auch Material, Ressourcen und der Werkzeugtausch eingespart werden.

Mit welchen Maßnahmen wurde die Lösung erreicht?

Da Industrie 4.0 mehr als nur Software ist und man den kompletten Bereich vom Sensor/Aktor über Produktion, Big Data bis hin zu SAP/ERP kompetent abbilden muss, wurde die Kooperation „Connected Production“ gestartet. Hier arbeiten Vision Lasertechnik (u.a. mit eigener Elektronikfertigung für Sensoren und IoT-Devices), bluebiz (u.a. smartMES und Big Data) und SAP Uniorg (SAP, ERP etc.) zusammen, um den kompletten Informationsfluss abdecken zu können.

Aus dem Eigenbedarf wurde mit der Zeit ein neues Geschäftsfeld der beteiligten Unternehmen. Als Industrie 4.0 Lösungsanbieter werden die Produkte (smart-MES, Bluelytics, smarte Sensoren etc.) nun auch bereits in mehreren Fertigungen und Betrieben aktiv eingesetzt.

Was können andere davon lernen?

Die Lösungen wurden nicht am Reißbrett entwickelt, sondern in einer echten, laufenden Fertigung Stück für Stück integriert. Somit sah man, was man benötigt, was funktioniert und was verbessert werden musste. Hierbei war vor allem der stetige Austausch mit den Mitarbeitern in der Fertigung extrem hilfreich. Durch smartes Denken und kurze Entscheidungswege können auf gehörte Probleme schnell Prototypen entwickelt, in die Fertigung integriert und getestet werden, die dann iterativ und stetig weiterentwickelt wurden. Durch die offene Kommunikation (auch extern) der Erfahrungen und Ergebnisse und einschließlich der offenen Systemarchitektur konnten schnell auch weitere externe Partner und Lösungen eingebunden werden.