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 aggregierter Daten, um Erkenntnisse zu gewinnen oder Maßnahmen zur Verbesserung der betrieblichen Leistung zu ergreifen.
Erfasste Daten müssen aggregiert, gespeichert und analysiert werden. Um diese Aufgaben zu erfüllen, ist eine Computerplattform erforderlich, die das Datenmanagement unterstützt. An dieser Stelle kommt die industrielle Cloud ins Spiel.
In diesem Beitrag geht es um:
- Was die industrielle Cloud ist und welche Funktionen sie bietet
- Wie die industrielle Cloud die Umsetzung der digitalen Transformation unterstützt
- Wie die industrielle Cloud die Anwendung von Industrie 4.0-Strategien unterstützt
Was ist die industrielle Cloud?
Vor etwa drei Jahrzehnten führte die ikonische Microsoft-Werbung 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 ikonische Compact Disc konnte etwa 10 MB Daten speichern, während die heutigen Festplatten Terabytes an Daten speichern können… aber die durchschnittliche Produktionsstätte produziert täglich große Datensätze, 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 keine Verarbeitungsmöglichkeiten oder Funktionen und müssen zur weiteren Datenanalyse an einen Computer angeschlossen werden.
Die Grenzen physischer 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 des Cloud Computing bedeutete, dass die Fertigungsindustrie eine Plattform gefunden hatte, um die von ihr produzierten Petabytes an Daten zu speichern. Cloud-Computing-Plattformen stellten auch die Rechenressourcen und die Leistung für die Datenanalyse bereit.
Die früheren Cloud-Computing-Plattformen wurden entwickelt, um Entwickler bei der Entwicklung von Anwendungen für den Finanz-, Telekommunikations- und Informationstechnologiesektor 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 auch nicht interessant oder glaubten, dass sie lukrativ genug sei, um Anwendungen für sie zu entwickeln.
Mit der Einführung von Industrie 4.0 sollte sich dies alles ändern. Die Einführung des industriellen IoT und von Datenerfassungsgeräten 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 werden 66 % der Fertigungsunternehmen auf Cloud-Computing-Ressourcen zurückgreifen.
Die Einführung von Edge Computing und seine breite Anwendung in der Fertigungsindustrie bedeutet, dass mehr Daten erfasst werden. Cloud Computing bot die Ressource zum Speichern von Daten, aber es wurde eine branchenspezifischere Lösung zur Unterstützung von Analysen benötigt. Diese branchenspezifische Lösung ist die industrielle Cloud.
So wie Software-as-a-Service-Plattformen (SaaS) die App-Entwicklergemeinde bedienen, so bedient die Industrial Cloud die 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 zur Messung der Fertigungsleistung verwendet, 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 ebenfalls die industrielle Cloud, um Endnutzern optimierte Softwareplattformen für die digitale Transformation bereitzustellen.
Im Fall von Volkswagen wird die Industrial Cloud zur Vernetzung von Maschinen und zur Unterstützung der Machine-to-Cloud-Kommunikation eingesetzt. Die Industrial Cloud unterstützt auch Produktionssysteme und Initiativen zur industriellen Automatisierung. Bei der Entwicklung einer vorausschauenden Wartungsstrategie bietet die Industrial Cloud beispielsweise die Ressourcen, 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 Industrie-Cloud unterstützt werden.
Die Rechenressourcen, die zur Bewertung komplexer Herausforderungen und Abläufe in der Fertigung benötigt werden, sind ebenfalls auf die industrielle Cloud angewiesen. Der Einsatz von risikobasierter Planungssoftware zur Entwicklung optimierter Pläne erfordert beispielsweise umfangreiche Computerressourcen. Ein risikobasierter Plan nutzt Echtzeit-Zwangsbedingungen, um Betriebspläne schnell und mobil zu aktualisieren. Die Industrie-Cloud unterstützt die Datenerfassung und die Analyseprozesse, die erforderlich sind, um genaue Pläne in Echtzeit zu erstellen.
Zu den Vorteilen der Umsetzung der digitalen Transformation mit der Industrial Cloud gehören:
- Unterstützung der Zusammenarbeit mit mehreren Partnern und Drittanbietern bei der Optimierung von Fertigungsprozessen
- Zugang zu den neuesten IoT- und digitalen Ressourcen, die für die Fertigungsgemeinschaft entwickelt wurden
- Erwerb von funktionsübergreifenden Lösungen für die digitale Transformation, die auf industriellen Cloud-Marktplätzen verkauft werden.
- Entwicklung von Softwarelösungen für die digitale Transformation zur Nutzung oder zum Verkauf in industriellen Cloud-Marktplätzen
Schlussfolgerung
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 der kommerziellen Entwickler. Das Ergebnis wird sein, dass „klobige Fertigungsanwendungen der Vergangenheit angehören und benutzerfreundliche mobile Anwendungen willkommen sind“.