Nachhaltiges Wachstum in der Fertigungsindustrie beginnt mit der Einführung von Technologien zur digitalen Transformation und von Strategien für Industrie 4.0. Digitale Technologien unterstützen die Erfassung von Betriebsdaten und die Analyse von aggregierten Daten, um Einblicke zu gewinnen oder Maßnahmen zur Verbesserung der betrieblichen Leistung zu ergreifen.
Die erfassten Daten müssen aggregiert, gespeichert und analysiert werden. Um diese Maßnahmen durchzuführen, ist eine Computerplattform erforderlich, die das Datenmanagement unterstützt. An dieser Stelle kommt die industrielle Cloud ins Spiel.
In diesem Beitrag wird erörtert:
- Was die industrielle Cloud ist und welche Funktionen sie bietet
- Wie die industrielle Cloud die Umsetzung der digitalen Transformation unterstützt
- Wie die Industrial Cloud die Anwendung von Industrie 4.0-Strategien unterstützt
Was ist die industrielle Cloud?
Vor etwa drei Jahrzehnten führte der ikonische Microsoft-Werbespot mit Bill Gates, der auf einem Stapel Papier sitzt und eine Compact Disc in der Hand hält, den Bedarf an computergestütztem Speicherplatz zur Unterstützung der Digitalisierung ein. Die Einführung der physischen Compact Discs war der erste Paradigmenwechsel von der Aufzeichnung von Informationen auf Papier zur Digitalisierung von Daten.
Die klassische Compact Disc konnte etwa 10 MB an Daten speichern, während die heutigen Festplatten Terabytes an Daten speichern können... aber die durchschnittliche Produktionsstätte produziert täglich große Datenmengen, mehrere Terabytes an Daten. Daher ist die Verwendung von Festplatten zur Erfassung der täglichen Produktionsdaten auf lange Sicht unhaltbar. Physikalische Speicherlösungen speichern lediglich Daten. Sie bieten keinerlei Verarbeitungsmöglichkeiten oder Funktionen und müssen zur weiteren Datenanalyse an einen Computer angeschlossen werden.
Die Einschränkungen der physischen Speichersysteme machten einen weiteren Paradigmenwechsel erforderlich, um Big Data effektiv zu speichern und zu analysieren. Die Erfindung von Cloud-Computing-Plattformen wurde zur Lösung. Die Skalierbarkeit von Cloud Computing bedeutete, dass die Fertigungsindustrie eine Plattform gefunden hatte, um die von ihr produzierten Petabytes an Daten zu speichern. Die Cloud-Computing-Plattformen stellten auch die Rechenressourcen und die Leistung für die Datenanalyse bereit.
Die früheren Cloud-Computing-Plattformen wurden gebaut, um Entwickler bei der Entwicklung von Anwendungen für die Finanz-, Telekommunikations- und Informationstechnologiebranche zu unterstützen. Diese Anwendungen funktionierten in diesen Branchen gut, waren aber für die Analyse von Produktionsdaten nicht geeignet. Entwickler, die Cloud-Computing-Ressourcen nutzten, fanden die Fertigungsindustrie ebenfalls nicht interessant oder glaubten nicht, dass sie lukrativ genug wäre, um Anwendungen für sie zu entwickeln.
Mit der Einführung von Industrie 4.0 sollte sich das alles ändern. Die Einführung des industriellen IoT und datenerfassender Geräte zur Überwachung von Fertigungsprozessen führte zu einem exponentiellen Anstieg des Bedarfs an Cloud-Computing-Diensten. Im Jahr 2017 wurden 25 % der fertigen Produkte mit Hilfe der Cloud hergestellt, und im Jahr 2020 waren 66 % der Fertigungsunternehmen auf Cloud-Computing-Ressourcen angewiesen.
Die Einführung von Edge Computing und seine breite Anwendung in der Fertigungsindustrie bedeutet, dass mehr Daten erfasst werden. Cloud Computing stellte die Ressource für die Datenspeicherung bereit, aber es wurde eine branchenspezifischere Lösung benötigt, um die Analyse zu unterstützen. Diese branchenspezifische Lösung ist die industrielle Cloud.
Ähnlich wie Software-as-a-Service-Plattformen (SaaS) für die App-Entwicklungs-Community dienen, dient die Industrial Cloud der Fertigungsindustrie. Die Industrial Cloud bietet eine offene Architektur, um Produktionsprozesse mit der Cloud zu verbinden. Sie bietet auch ein Mittel zur Standardisierung des Datenaustauschs, um die Umsetzung von Strategien zur digitalen Transformation zu unterstützen.
Wichtig ist auch, dass die Industrial Cloud Entwicklern die Funktionen und Standards zur Verfügung stellt, um Anwendungen speziell für die Fertigungsindustrie zu entwickeln. So kann das mit industriellen Cloud-Plattformen verbundene Toolkit zur Entwicklung von Anwendungen für die Berechnung der Gesamtanlageneffektivität (OEE) und die Analyse von Benchmarking-Daten verwendet werden. OEE wird verwendet, um die Fertigungsleistung zu messen, und Benchmarking zeigt die optimale Leistung der einzelnen Anlagen auf.
Wie die Industrial Cloud die digitale Transformation und Industrie 4.0-Strategien unterstützt
Mehrere Fertigungsunternehmen wie Volkswagen und Siemens haben industrielle Cloud-Ökosysteme aufgebaut, um ihre Fertigungsprozesse zu unterstützen. Andere Unternehmen wie Simio nutzen die Industrial Cloud ebenfalls, um Endanwendern optimierte Softwareplattformen für die digitale Transformation bereitzustellen.
Im Falle von Volkswagen wird die Industrial Cloud zur Vernetzung von Maschinen und zur Unterstützung der Machine-to-Cloud-Kommunikation genutzt. Die industrielle Cloud unterstützt auch Produktionssysteme und industrielle Automatisierungsinitiativen. Bei der Entwicklung einer vorausschauenden Wartungsstrategie stellt die Industrial Cloud beispielsweise die Ressourcen zur Verfügung, um historische Anlagendaten zu erfassen und zu analysieren. Die Werkzeuge für die Vorhersage künftiger Wartungsarbeiten werden ebenfalls im Ökosystem der Industrial Cloud bereitgestellt.
Die industrielle Cloud unterstützt auch die Anwendung automatisierter Systeme in intelligenten Fertigungshallen. So werden beispielsweise Anwendungen, die künstliche Intelligenz nutzen, zur Berechnung der Anforderungen an automatisierte Materialflusssysteme in der Fabrikhalle eingesetzt. Automatisierte oder autonome Materialtransportfahrzeuge sind ebenfalls Initiativen zur digitalen Transformation, die von der Industrial Cloud unterstützt werden.
Die Rechenressourcen, die für die Bewertung komplexer Herausforderungen und Abläufe in der Fertigung benötigt werden, basieren ebenfalls auf der Industrial Cloud. Beispielsweise erfordert der Einsatz von risikobasierter Planungssoftware zur Entwicklung optimierter Pläne umfangreiche Rechenressourcen. Ein risikobasierter Zeitplan nutzt Echtzeitbeschränkungen, um Betriebspläne schnell und mobil zu aktualisieren. Die industrielle Cloud unterstützt die Datenerfassung und die analytischen Prozesse, die für die Bereitstellung genauer Pläne in Echtzeit erforderlich sind.
Die Vorteile der Umsetzung der digitalen Transformation mit der industriellen Cloud sind unter anderem:
- Unterstützung der Zusammenarbeit mit mehreren Partnern und Drittanbietern bei der Optimierung von Fertigungsprozessen
- Zugriff auf die neuesten IoT- und digitalen Ressourcen, die für die Fertigungsbranche entwickelt wurden
- Erwerb von funktionsübergreifenden Lösungen für die digitale Transformation, die auf Marktplätzen für die industrielle Cloud verkauft werden.
- Entwicklung von Softwarelösungen für die digitale Transformation zur Nutzung oder zum Verkauf innerhalb von industriellen Cloud-Marktplätzen
Fazit
Die industrielle Cloud unterstützt die Umsetzung von Strategien zur digitalen Transformation durch die Bereitstellung skalierbarer Rechenressourcen. Außerdem öffnet sie die Fertigungsindustrie für Entwickler, die innovative Lösungen für Fertigungsunternehmen entwickeln wollen. Die Fertigungsindustrie profitiert dann von den umfangreichen UI- und leistungsbasierten Erfahrungen kommerzieller Entwickler. Das Ergebnis wird sein, dass "klobige Fertigungsanwendungen der Vergangenheit angehören und nutzerfreundliche mobile Anwendungen willkommen sind".