HEITEC NEWS Innovationstag 2012 by thak. Werbung und Kommunikation

NEWS

HEITEC Innovationstag 2012: Marktplatz zukunftsweisender Technologien DISKUSSIONSRUNDE..... Seite 2 Unternehmenslenker sprechen über die 4. Industrielle Revolution

HERAUSFORDERUNG.... Seite 4 Benutzeroberflächen erhalten Techniken privat genutzter Programme

INNOVATION........................ Seite 5 Institutionelle Ideenentwicklung in Industrieunternehmen

VALIDIERUNG..................... Seite 9 Validierungsprojekte können mit neuer Software schneller realisiert werden

SIMULATION........................ Seite 12 Zeitgewinn durch virtuelle Inbetriebnahme während der Entwicklungsphase

EDITORIAL

Liebe Leserinnen und Leser, In den 1990-er Jahren waren es unsere Hausmessen – heute ist es der HEITECInnovationstag, den wir im Juli 2012 zum zweiten Mal veranstaltet haben. Unser Motto „Marktplatz zukunftsweisender Technologien“ hätte nicht besser passen können. Zum einen hatten wir hochkarätige Referenten mit brandaktuellen, innovativen Themen. Zum andern das Ambiente im Wasserschloss Erkenbrechtshausen, ein Marktplatz im wahrsten Sinne des Wortes. Netzwerke sind für Innovationen unerlässlich. Wir freuen uns, dass wir Ihnen mit dem HEITEC-Innovationstag dazu eine Plattform bieten konnten. In dieser Sonderausgabe der HEITECNews können Sie die Veranstaltung noch einmal Revue passieren lassen. Melchior Gentner Niederlassungsleiter HEITEC Crailsheim und Leiter Region SÜD / WEST

Das Organisationsteam Klaus Schwarz und Sabine Waldmann dankt allen Gästen, Referenten und Partnern für die gute Zusammenarbeit.

Mit Heribert Lohr (li.) diskutierten Stefan Brünner, Dr. Manfred Wittenstein, Harald Preiml, Joachim Brenner und Matthias Grawe.

Die 4. Industrielle Revolution Hochkarätige Runde diskutiert Auswirkungen Wie sieht die Wertschöpfung von Morgen vor dem Hintergrund der 4. Industriellen Revolution aus? Mit diesem Thema beschäftigte sich eine Runde namhafter Unternehmenslenker aus Crailsheim und Umgebung. Unter der 4. Industriellen Revolution wird die verstärkte Vernetzung von Maschinen und Produkten verstanden. Im Juni 2012 wurden die IP-Adressen im Internet von 32 (IPv4) auf 128 Stellen (IPv6) umgestellt. Damit werden mehr Geräte mit dem Internet verbunden, das „Internet der Dinge“ ist damit möglich: Maschinen tauschen selbstständig Informationen aus, Anlagen ermitteln durch den automatischen Abgleich mit dem Energieversorger die günstigste Zeit zum Produzieren, Werkstücke teilen Bearbeitungszentren den nächsten Arbeitsschritt mit. Dr. Manfred Wittenstein (Vorsitzender des Vorstands, WITTENSTEIN AG, Igersheim) sieht in der 4. Industriellen Revolution eine dramatische Veränderung der Produktionsprozesse und Arbeitsbedingungen bzw. -strukturen. Durch die neue Technik könnten viele Informationen über die produzierten Teile gesammelt werden – das schaffe Sicherheit und Vertrauen. Die verstärkte Kommunikation von

Maschinen und Anlagen könnte, so Joachim Brenner (Standortleiter Crailsheim, Robert Bosch GmbH Packaging Technology), auch kritisch sein: Es könne ein Sicherheitsrisiko entstehen, wenn Informationen automatisch weitergegeben werden. Aber auch für ihn überwiegen die Chancen: Allerdings müssen die Mitarbeiter auf dem Weg mitgenommen werden. Als Hersteller von Konsumartikeln beurteilt Stefan Brünner (Werksleiter Crailsheim, Procter & Gamble Manufacturing GmbH) das „Internet der Dinge“ positiv: In Zukunft melden irgendwo auf der Welt verkaufte Produkte selbstständig nach Crailsheim melden, dass Nachschub produziert werden müsste. Somit sei eine schnellere Belieferung der Supermärkte möglich. Mithilfe der 4. Industriellen Revolution könnte nach Meinung von Matthias Grawe, (Geschäftsführer – Marktbereich Industrie, Voith Turbo GmbH & Co. KG, Crailsheim) viel innerhalb von Unternehmen gestaltet werden: So sei beispielsweise eine lernende Organisation möglich. Weltweit werden die Innovationen gesammelt und gemeinsam weiterentwickelt. Um den neuen Herausforderungen gewachsen zu sein, müssten sich

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Engineering-Prozesse ändern, fordert Harald Preiml (Vorstand, HEITEC AG). Denn die Durchlaufzeiten von Produkten werden sich stark verkürzen. Allerdings könnten sich die Arbeitsabläufe auch vereinfachen: Mitarbeiter würden von zu Hause aus arbeiten oder müssten nicht mehr so häufig auf Geschäftsreise gehen. Auch Joachim Brenner sieht darin eine Chance: Die Vernetzung von Wissen und Informationen sei über Kontinente hinweg somit leichter möglich. Schon heute sei das Crailsheimer Werk, so Stefan Brünner, weltweites Planungszentrum für eine Produktsorte. Dies war nur durch eine verstärkte Kommunikation möglich. Nach Matthias Grawe erleichtert in Zukunft die verbesserte Kommunikation auch den weltweiten Service: Es sei wichtig, dass „wo Voith ’draufsteht auch Voith ’drin sein muss“ und die Qualität stimme. Allerdings dürften dafür nicht zu viele Informationen nach draußen gehen, sonst wären Produkte nicht mehr geschützt. Dr. Manfred Wittenstein bekräftigt diese Meinung: Prozesswissen müsse gesammelt und auch extern weitergegeben werden, aber die Kernkompetenzen müssten im Hause bleiben. Als Beispiel führt er Apple an: Jeder darf Software für die Computer schreiben, das Betriebssystem bleibt aber Unternehmensgeheimnis. Joachim Brenner ist der gleichen Meinung: Dienstleister könnten mit Informationen versorgt werden, die Verantwortung müsste aber beim Unternehmen bleiben. Der Mitarbeiter ist nach Auffassung von Stefan Brünner ein „Wissensarbeiter“: Nicht nur die handwerklichen Dinge seien dann wichtig, auch die Kommunikation will gelernt sein. Dafür müssten die Kollegen auch Freiräume haben und agieren somit flexibler. Matthias Grawe begreift die 4. Industrielle Revolution als Chance für deutsche Unternehmen: Sie könnten als Informationsmanager Ideen generieren, die Wertschöpfung kontrollieren und somit weiterhin weltweit führend sein. Heribert Lohr (Redaktionsleiter RegioBusiness, Crailsheim) moderierte die Diskussion.

Geschichte der Zukunft Wie seriöse Aussagen für die nächsten Jahre möglich sind Für Unternehmen ist es wichtig, sich schaft boomt wieder. Die Entwicklung möglichst frühzeitig auf zukünftige von Zinsen, Löhnen und Inflation ist Entwicklungen einzustellen. Durch nicht der Grund für eine schlechte Umfragen und Studien können kurzKonjunktur, sondern deren Folge. So fristige Trends ganz gut vorhergesagt wies er drei Zyklen nach (Dampfmawerden – verlässliche langfristige schine, Eisenbahn, Elektrizität), bevor Prognosen sind er starb. Auf Basis aber schwierig. Der seiner Forschungen Wirtschaftsjournawurden bis heute list Erik Händeler zwei weitere defibeschäftigt sich niert: Petrochemie seit Langem mit und Informationsden Studien von technologie. Der Nikolai Kondratletzte Zyklus neigt jew. Der russische sich dem Ende, Wirtschaftswissender kommende schaftler analysierte wird nach Meinung in den 1920er Jahvon Erik Händeler ren verschiedene Erik Händeler erklärt die Zukunft. der GesundheitsWirtschaftsindikabereich sein: Der toren und leitete daraus den Schluss „Produktionsfaktor“ Mensch wird immer ab, dass es langfristige Zyklen (50 wichtiger. Vom guten Teamwork und bis 60 Jahre) gibt, die die gesamte vom funktionierenden Austausch des Wirtschaft nachhaltig beeinflussen. Wissens der Mitarbeiter wird in Zukunft Deren Funktionsweise ist schnell immer stärker das Wohl und Wehe erklärt: Einzelne Produktionsfaktoren eines Unternehmens abhängen. Aus werden knapp und die Konjunktur diesem Grund werden sich die Lebensleidet darunter. Eine Erfindung löst arbeitszeit verlängern und die Arbeitsdiese Knappheit auf und die Wirtzeitmodelle gleichzeitig flexibler.

Der Hof von Schloss Erkenbrechtshausen eignete sich besonders gut für den geselligen Teil des Innovationstages.

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HMI 2.0 – die Herausforderung für Bediensysteme Techniken von privat genutzten Programmen halten Einzug in die Industrie

Bediensysteme entwickeln sich ständig weiter: Neben Multitouch, sind User-Experience und 3D-Visualisierungen gefragt. Bei industriell genutzten Anwendungen halten neue Techniken Einzug: Während früher Effizienz und Schnörkellosigkeit gefragt waren, stehen heute Design, Bedienfreundlichkeit und Aha-Erlebnis im Vordergrund. Eine Software hat nur ein Gesicht nach außen: die Benutzeroberfläche. Sie muss bei industriellen Anwendungen mit ähnlichen Techniken arbeiten, wie privat genutzte Programme. Wenn früher die Bediensysteme wegen der teuren Hardware einfacher programmiert waren, gelten diese Einschränkungen heute nicht mehr: Mithilfe von ausgereiften Grafikframeworks lässt sich eine optisch ansehnliche grafische Benutzeroberfläche programmieren. Unter dem Einfluss der aktuellen Smartphones und Tablet-Computer wird die grafische Benutzerschnittstelle (Graphical User Interface, GUI) zu einer natürlichen Benutzungsoberfläche (Natural User Interfaces, NUI) weiterentwickelt. Bisherige Benutzerschnittstellen waren vor allem auf Funktionalität ausgelegt. Darunter leidet die reibungslose Bedienung, weil sich Fehler einschleichen können. Nun wird aber die Optik zur Funktion: Um mit einem System effektiv arbeiten zu können, muss das Bedienkonzept zukünftiger Benutzer4

oberflächen einfach dem Arbeitsablauf angepasst und intuitiv sein. Mit einem modernen, ansprechenden Design müssen die Emotionen des Benutzers angesprochen werden – auch Techniker und Ingenieure sind für ein positives Nutzungserlebnis empfänglich. Schon heute laufen in Unternehmen eine Vielzahl von Informationen aus den unterschiedlichsten Quellen auf, die gesammelt, verarbeitet und dargestellt werden müssen. In einem zweiten Schritt muss ein Bediener aufgrund der dargestellten Informationen Entscheidungen treffen und sie dem System mitteilen – eine Prozessvisualisierung in 3D wäre hierbei von Vorteil. In vielen Planungsdisziplinen sind 3D-CAD-Daten zentrales Artefakt. Durch die Integration dieser Daten in das Anlagenbediensystem eröffnen sich neue Wege in der Welt der Prozess- und Anlagenvisualisierung: Die Anlagen können in allen Einzelheiten räumlich dargestellt, die 3D-Modelle mit der Anlagensteuerung gekoppelt und so Prozessabläufe realitätsgetreu visualisiert werden. In dieses Modell werden Navigationsmöglichkeiten zur Interaktion integriert. Abhängig vom Einsatzzweck wird die Komponente mit entsprechenden

Schnittstellen zu anderen Systemen (wie z. B. Anlagensteuerung, Materialwirtschaft, Datenbankmanagementsystemen, etc.) ausgerüstet, um das Modell mit weiteren Informationen zu füttern. So könnte die Software den Anwender im Störungsfall virtuell zu der defekten Anlagenkomponente führen und weitere Informationen wie z. B. Schaltpläne, Materialstücklisten, Betriebsanleitungen, oder Videosequenzen einblenden – dies öffnet die Türen in Richtung Augmented Reality. Während heute die Interaktion mit der Anlagenbedienung meist über Maus und Tastatur erfolgt, ist die zukünftige Steuerung auch mittels Gesten oder Sprache denkbar: Sensoren erfassen Gesten und Sprache eines Menschen und setzen sie in Bedienbefehle um. So können beispielsweise nur mittels einer „Wisch-Geste“ Grafiken gedreht oder vergrößert und bestimmte Bauteile auf Zuruf „angeflogen“ werden. Unter Verwendung des Kinect-Sensors von Microsoft sind Gesten- und Sprachsteuerungen möglich. Mithilfe der Sensoren und einer entsprechenden Software könnten sie im sterilen Umfeld, beispielsweise in der PharmaProduktion, genutzt werden. Die Anlagenbediener könnten sich über den Anlagenzustand informieren, ohne eine möglicherweise verschmutzte Tastatur berühren zu müssen.

Matthias Engelhardt, HEITEC AG

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Faktoren und Bedingungen für erfolgreiche Innovationen Innovationen müssen strategisch verankert sein

Neu bedeutet nicht automatisch, dass ein Produkt auch wirtschaftlich erfolgreich ist – dazu gehören noch andere Faktoren. Innovationen und neue Produkte fallen nicht einfach vom Himmel – frei nach dem Prinzip „Versuch und Irrtum“. Die Ideenfindung muss institutionalisiert werden. Bosch ist ein innovatives Unternehmen: Jeden Tag werden im Durchschnitt 16 Patente angemeldet, damit belegen die Schwaben in Deutschland den 1. Platz und liegen weltweit in der Spitzengruppe. Von den 302.500 Mitarbeitern sind 38.500 Forscher und Entwickler (13 Prozent), sie hatten 2011 ein Budget von 4,2 Milliarden Euro (7,8 Prozent vom Umsatz). Mit diesem Aufwand sind unter anderem das Antischleudersystem ESP und eine effiziente Direkteinspritzung für Autos entstanden. Kühlschränke wurden entwickelt, die weniger Strom als eine Energiesparlampe benötigen. Oder Getriebe für Windkraftanlagen, die stärksten Beanspruchungen standhalten. Für Bosch müssen Innovationen nicht nur einen Zusatz-Nutzen für den Kunden, sondern auch einen ökonomischen Nutzen für den Erfinder beinhalten. Das Unternehmen definiert Neuerungen als neue Produkte, neue Märkte, neue Prozesse oder neue Methoden. Gerade in der Pharmabranche sind die Innovationszyklen extrem: Von rund 10.000 Substanzen, die gefunden oder entwickelt wurden,

erreicht gerade mal eine einzige nach über 13 Jahren die Marktreife. Die Arzneimittelhersteller investieren in dieser Zeit etwa 850 Millionen Euro in dieses eine Medikament. Um Innovationen zielgerichtet zu entwickeln, bedarf es einer Strategie: Bosch hat eine Innovationskultur, ein Innovationsmanagement und hat Innovationen direkt bei der Unternehmensführung verankert. Dies zeigt sich am deutlichsten durch die Firmenvision und das -leitbild: „Wir überzeugen unseren Kunden durch Innovationskraft“ und „Innovation sichert unser Geschäft von morgen“. So werden bei Bosch ständig kleine und große, kurzfristige und langfristige Ideen gesammelt. In bestimmten Abständen werden sie bewertet und eingestuft – wenn sie vorher festgelegte Vorgaben (bei Bosch „Gate“ genannt) erfüllten, werden sie zeitnah weiterverfolgt. Die anderen Ideen werden zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal gesichtet, sie könnten bis dahin aktuell geworden sein. Voraussetzung für ein erfolgreiches Unternehmen ist seine Innovationskultur. Sie besteht nicht aus offiziellen Appellen und Verlautbarungen, sondern ist durch konkrete Handlungen gekennzeichnet. Dabei spielen nicht nur Erfolge eine Rolle, auch Misserfolge zählen zu einer positiven Kultur,

denn neue Ideen sind kein Mittel zum Zweck, sondern helfen, die Zukunft des Unternehmens zu sichern. Zur grundsätzlichen Bereitschaft, Innovationen zu fördern, gehören auch Personen aus dem Leitungskreis, die sich sichtbar und langfristig für neue Ideen einsetzen – bei Bosch werden sie „Promotoren“ genannt. Sie kommunizieren ständig die Herausforderungen sowie die Ziele und berichten von den erreichten Erfolgen. Innovative Mitarbeiter müssen eine Wertschätzung innerhalb des Unternehmens erfahren, ihnen werden auch die dafür notwendigen Freiheiten eingeräumt. Zur Innovationskultur gehören viele weitere Faktoren: So müssen beispielsweise die für das Unternehmen passenden Mitarbeiter gefunden und gefördert werden, die Führungskultur darf nicht auf Befehl und Gehorsam basieren und die Mitarbeiter müssen bereit für Neuerungen, Änderungen und zur abteilungsübergreifenden Zusammenarbeit sein. Um erfolgreich agieren zu können, muss die Bereitschaft für Innovationen jeden Tag von allen Mitarbeitern gelebt werden, einmalige Aktionen bringen nichts: Die Mitarbeiter tauschen sich bei vielen, oft zufälligen Gelegenheiten aus und denken so ständig über Neues nach.

Dr. Jérôme Freissmuth, Packaging Technology Head of Business Development Business Unit Pharma

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Service im Maschinen- und Anlagenbau der Zukunft Auftraggeber und Lieferant müssen sich aufeinander verlassen können

Die Maschinen und Anlagen müssen in Zukunft immer weiter optimiert werden – eine Aufgabe für einen Servicepartner. Während früher Maschinenbauer möglichst schnell eine neue Anlage verkaufen wollten, geht der Trend nun in Richtung Services und kontinuierliche Verbesserung. Gute und verlässliche Partner, die diese Aufgabe selbstständig erledigen, sind dafür unabdingbar. Um diesen Service auch in den nächsten Jahren zielgerichtet anbieten zu können, ist es wichtig, sich einige Megatrends anzuschauen – wohl wissend, dass die Zukunft nur sehr schwer sicher voraussagbar ist: In den nächsten Jahren wird der Klimawandel weiter zunehmen. Der Zuzug in die Städte wird weiterhin groß sein. Das Wachstum der Weltbevölkerung wird weiter anhalten. Es wird immer mehr multinationale Unternehmen geben. Die heute noch aufstrebenden Staaten werden 2050 rund zwei Drittel der Industrieproduktion auf sich vereinen. Um die Potenziale dieser Megatrends zu erschließen, hat Siemens seine Aktivitäten seit letztem Jahr in vier Sektoren aufgeteilt: Energy, Healthcare, Industry sowie Infrastructure & Cities. Zum Sektor Industry gehört der Service-Bereich (Division Customer Services). Er bietet Lösungen für den Zukunftstrend, Maschinen länger zu nutzen und ihre Zuverlässigkeit und Produktivität langfristig zu sichern. Dort werden alle Aktivitäten 6

gebündelt, die dem verlängerten Lebenszyklus und der Werterhaltung einer Maschine dienen. Ziel ist es, die Flexibilität sowie die Qualität der gefertigten Produkte zu steigern und dabei die Umwelt nachhaltig zu schonen. Grundlage dafür ist der Ausbau der Partnerschaft zwischen Kunde und Serviceanbieter. Damit das Geschäftsmodell für beide Seiten gewinnbringend ist, müssen sich der Maschinenbetreiber und sein externer Servicepartner aufeinander verlassen können – schließlich hängt die Funktionalität einer Fabrik bzw. eines Unternehmens davon ab. So können beispielsweise das Ersatzteillager klein und trotzdem die Maschinenverfügbarkeit hoch gehalten werden. Um allen Eventualitäten gerecht zu werden, ist eine holistische Betrachtungsweise angebracht. Nur wenn mehrere Dienstleistungen ineinander greifen, kann das angestrebte Ziel erreicht werden. Zum Beispiel beim Energiemanagement: Um die Energiekosten niedrig halten zu können, müssen zunächst die Verbraucherdaten erfasst werden. Mithilfe der Daten wird eine bestimmte Vorgehensweise zusammen mit einem Servicepartner festgelegt. Nachdem die Maßnahmen umgesetzt sind, wird der Energieverbrauch erfasst und ständig optimiert – eine

Feedbackschleife entsteht. Diese Betreuung kann über einen langfristigen Vertrag (Value-add package, VAP, dt. Wertschöpfungspaket) geregelt werden, bei dem der Auftraggeber eine monatliche Gebühr auf Basis der erreichten Verbesserung zahlt. Solche VAP sind für vielerlei Aufgaben in einem Unternehmen denkbar: z. B. Energielieferung oder Effektivitätsmessung. Die Schwierigkeiten, Änderungen in einem Unternehmen durchzusetzen, steigen, je größer die geplanten Modifikationen sind. Die Vorbehalte gegen eine ausgebaute Service partnerschaft sind nur dann zu überwinden, wenn eine Kombination aus Technik und Service eingesetzt wird. Die traditionellen Partner versorgen Unternehmen mit Ersatzteilen, wenn diese benötigt werden. Spezialisierte Servicepartner unterstützen schon heute Unternehmen beispielsweise mit Ideen zur Verbesserung der Produktion oder des Qualitätsmanagements. In Zukunft werden Partner Standard sein, die die Verfügbarkeit der Maschinen gewährleisten: Sie überwachen fortlaufend die Effizienz der Anlagen sowie die Qualität der hergestellten Produkte und optimieren diese selbstständig. Die Bezahlung erfolgt auf Basis vorher festgelegter Effizienz- oder Qualitätsziele.

Achim Knebel, Siemens AG

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Nachhaltige Produktion durch intelligente Software „Hauptstromfresser“ fahren automatisch nacheinander hoch

Das Energiemanagement wird in einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess umgesetzt. Energie- und Ressourcenmanagement für Bürger heißt, dass die Umwelt möglichst wenig belastet wird: Die zukünftigen Generationen dürfen nicht unter unserem Wohlstand leiden. Um diese Vorgaben im Unternehmen umzusetzen, hat Bürger das Konzept „Cleaner Production“ ins Leben gerufen. Neben der Einsparung von Ressourcen wie Wasser rückt auch der Stromverbrauch in den Fokus der Ingenieure: Eine verbesserte Energieeffizienz und ein optimierter Verbrauch von Maschinen und Anlagen helfen, dass sich diese Einschnitte nicht negativ auf die Konjunktur auswirken – letztlich werden dadurch Kosten gespart und die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen erhöht. Mithilfe einer durchdachten Softwarelösung, setzt Bürger Energie intelligent ein und spart so bis zu 20 Prozent der Kosten. Bürger produziert pro Tag rund 250 Tonnen Teigspezialitäten an den beiden Standorten Ditzingen und Crailsheim in Baden-Württemberg, davon alleine 1,5 Millionen Maultaschen. Neben der Einführung eines technischen Systems gehört zu einem funktionierenden Energiemanagement die Information der Mitarbeiter. Sie müssen auf das Thema Energieverschwendung hingewiesen

werden und ihr Bewusstsein ändern. Ein weiterer Punkt ist der Einkauf von Strom: Der Strompreis, den ein Unternehmen bezahlt, richtet sich unter anderem nach der benötigten Spitzenlast. Kann sie reduziert werden, sinkt auch der Preis. Als erster Schritt des Projekts wurden bei einer Bestandsaufnahme die vorhandenen Prozesse und Anlagen bewertet. Das Team machte sich außerdem auf die Suche nach den größten „Stromfressern“: An Haupteinspeisepunkten wurde eine Messtechnik, basierend auf Sentron PAC 3200 Energiezähler, eingerichtet, deren Daten über eine Siemens S7Steuerung ausgelesen werden. Eine Web-basierte SIMATIC WinCC Powerrate-Anwendung wertet die Daten aus und visualisiert sie – das System ist selbstverständlich auf zusätzliche Verbraucher skalierbar. Schnell wurden bei Bürger die entsprechenden Maximalverbraucher identifiziert. Vor allem die Kühlaggregate verursachten Spitzenlasten: Morgens fuhren die Kompressoren mit 350 kW Leistung gleichzeitig hoch und benötigten innerhalb kürzester Zeit eine enorme Strommenge. Auch während der Produktion sorgten die Anlagen immer wieder für Ausschläge auf der Verbrauchsskala. Aus diesen Erfahrungen heraus entwi-

ckelten die Fachleute von HEITEC ein individuelles Energiemanagementsystem, das Einsparpotenziale benennt und ausmerzt. So fahren beispielsweise die Kühlgeräte kontrolliert nacheinander an und vermeiden eine Spitze. Alleine durch diese Maßnahme wurde der Verbrauch um rund zwölf Prozent von 4,2 auf 3,7 MW gesenkt. Dazu wird mithilfe eines Lastmanagements die benötigte Strommenge in der nächsten Viertelstunde prognostiziert. Überschreitet sie möglicherweise eine festgelegte Grenze, werden nicht unbedingt benötigte Anlagen zeitweise vom Netz genommen, zum Beispiel Kühlkompressoren – so stellt das System sicher, dass keine teueren Stromspitzen entstehen. Die Produktionsprozesse sowie der Betrieb der Anlagen werden nach dem PDCAKreislauf kontinuierlich geplant, ausgeführt, kontrolliert und optimiert. Läuft das System rund und sind die Verbrauchswerte konstant, können die aufgezeichneten Verbrauchsprofile und das Anlagenverhalten zur vorausschauenden Instandhaltung genutzt werden: Verändert sich der Stromverbrauch signifikant, können die Verantwortlichen auf einen mechanischen Verschleiß in der Anlage oder auf Undichtigkeiten bei Dampf bzw. Druckluft schließen.

Dr. Jörg Kleemann, BÜRGER GmbH

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Vom Informations- zum Wissensmanagement Qualitativ hochwertige Informationen steigern Mehrwert eines Unternehmens enorm

Das Sammeln und das Bereitstellen von Informationen entwickelt sich zur Kommunikation mit den Kunden und zum Management des Wissens. Unternehmen fordern qualitativ hochwertige Informationen. Doch was machen solche Informationen aus? Wie kann Informationsqualität verwirklicht werden? Korrekt, relevant, informativ, verständlich, sprachlich präzise, kurz – die Liste der Adjektive, wie sich eine qualitativ hochwertige Information definieren lässt, ist lang und oft werden nur wenige der mit diesen Attributen verbundenen Anforderungen erfüllt. Zudem verändern sich die Kundenerwartungen an die Informationen: Mit neuen Möglichkeiten der Visualisierung bis zum Bewegtbild und der Omnipräsenz von Bildschirmen bekommen bildliche Darstellungen ein immer größeres Gewicht. Text muss entsprechend stark fokussiert sein. Ohne ausgereifte redaktionelle Kompetenz und Methoden und schließlich Technologien ist dies nicht zu leisten. Eine wichtige Anforderung an die vermittelten Informationen ist ihre Widerspruchsfreiheit. Allein um dies sicherzustellen, müssen alle Informationen in einem Unternehmen an zentraler Stelle verwaltet werden – was in den wenigsten Fällen passiert. Derzeit haben sich die meisten Abteilungen – Silos vergleichbar – eigene Informationswelten aufgebaut. 8

In der „Technischen Dokumentation“ sind Disziplin übergreifende Kompetenzen vorhanden. Methoden wie die Standardisierung, Strukturierung und Modularisierung von Informationen oder Terminologiemanagement werden seit nahezu 20 Jahren an den einschlägigen Hochschulen gelehrt, führen in den Unternehmen jedoch oft ein Schattendasein. Die klassischen „Doku-Abteilungen“ müssen zur „Technischen Kommunikation“ oder zur „Informationsentwicklung“ weiter ausgebaut werden. Wenn es um die Weiterentwicklung der technischen Kommunikation in den Unternehmen geht, steht häufig die Anschaffung eines neuen IT-Systems, beispielsweise eines Redaktionssystems zur Frage. Dabei wird in der Regel übersehen, dass ein System nicht die Lösung ist, sondern die Lösung bestenfalls ermöglichen und unterstützen kann. Um das Informationsmanagement aufzubauen, ist ein systematischer Ansatz notwendig: Zunächst muss geklärt werden, welche Informationen die Kunden benötigen und auf welchem Weg sie diese erhalten sollen. Zusammen mit der benötigten Qualität lässt sich die notwendige Informationsstruktur aufbauen. Erst dann stellt sich die Frage nach der dafür benötigten technologischen Plattform.

Bei qualitativ hochwertigen Informationen ist der Mehrwert für das Unternehmen hoch. Ist die Qualität mangelhaft, gibt es wenig Mehrwert und es können sogar Schäden entstehen. Um allen Beteiligten gute Informationen zur Verfügung zu stellen, ist ein zentrales Management der Informationen notwendig, des die Qualität der Informationen sicherstellt. Bisher scheitert diese Organisationsform an verschiedenen innerbetrieblichen Hürden: Fehlende Kenntnisse im Bereich der Informationsqualität, Gewohnheiten, Bereichsegoismen und geringe Bereitschaft, Informationen zu teilen. Oft ist auch die Organisation und die Unternehmensführung nicht auf das durchgängige Informationsmanagement ausgerichtet, oder der Handlungsbedarf wird nicht gesehen. Ziel einer Technischen Kommunikation und eines erfolgreichen Informationsmanagement muss die hohe Qualität der Information sein. Die Kunden und Kollegen müssen zentral über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes mit den jeweils dafür notwendigen erstklassigen Informationen versorgt werden. Denn nur hochwertige Informationen werden wiederverwendet und können so ein Vielfaches an Wert erzeugen – für das Unternehmen und für die Kunden!

Roland Schmeling, Schmeling + Consultants GmbH

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Dokumente generieren statt schreiben ST4 ValiManager® hilft Validierungsdokumente innerhalb kürzester Zeit zu erstellen

Der ST4 ValiManager® bildet das klassische V-Modell ab und ermöglicht, Informationen aus verschiedenen Quellen zu übernehmen. Holopack Validation Services suchte nach einer Möglichkeit, aufwendige Validierungsprojekte innerhalb kürzester Zeit zur realisieren. Im ST4 ValiManager® von HEITEC fanden die Verpackungsspezialisten das passende Werkzeug. Holopack (Sulzbach-Laufen) ist Dienstleister für die sterile Abfüllung von flüssigen und halbfesten Produkten. Das Unternehmen setzt dafür das, von seiner Schwesterfirma KocherPlastik entwickelte, bottelpack® -System mit der Blow-Fill-Seal (BFS) Technologie ein. Dabei wird in einem Arbeitsgang zunächst der Kunststoffbehälter geblasen, gefüllt und zum Schluss verschlossen – unter sterilen Bedingungen. Eine Vielzahl von internationalen und nationalen Regelwerken macht die Qualifizierung und Validierung von Ausrüstungsgegenständen zu einer großen Herausforderung für Lieferanten und Betreiber. In der pharmazeutischen und medizintechnischen Industrie stellt GAMP 5 (Good Automated Manufacturing Practice, Version 5) das Standardregelwerk dar. In diesem risikobasierten Ansatz werden relevante Geschäftsprozesse und Systemfunktionen einer Risikobewertung unterzogen. Im klassischen V-Modell sind im linken Ast die Spezifikationen und im rechten die dazugehörigen Verifikationen dargestellt.

Eine weitere Grundlage ist das Lastenheft des Kunden (URS, User Requirements Specification). Es ist die Basis der Risikoanalyse, die für jede einzelne Komponente der Anlage benötigt wird. Aus den einzelnen Spezifikationen werden schließlich die Tests entwickelt. Daraus entstehen die Qualifizierungs-/ Validierungsdokumente, die im firmeneigenen Design ausgedruckt werden. Viele Hersteller pharmazeutischer und medizintechnischer Produkte, sowie deren Lieferanten schreiben bisher Validierungsdokumente mit Textverarbeitungsprogrammen. Meist werden die Dokumente unter Verwendung von Vorlagen oder auf Basis schon existierender Unterlagen erstellt – diese Arbeitsweise beinhaltet viele Fehlerquellen und Mehrfacharbeit. Die Qualität der Dokumentation hängt oft vom jeweiligen Mitarbeiter ab. Der ST4 ValiManager® wurde auf dem am Markt etablierten, XML-basierten Redaktionssystem Schema ST4 aufgebaut. Dieses System ermöglicht dem Redakteur Dokumentationen in hoher Qualität zu erstellen, zu verwalten und zu generieren – die Benutzungsoberfläche orientiert sich an gängigen Textverarbeitungsprogrammen. Das zugrunde liegende Redaktionssystem liefert das dafür notwendig Werkzeug: Ein Workflowprozess verwaltet Status und Version der Dokumente. Er ermöglicht, dass

mehrere Personen an ein und demselben Projekt arbeiten, ohne sich in die Quere zu kommen. Auch ist die Vergabe von unterschiedlichen Benutzermodi (Administrator, Redakteur, etc.) möglich. Die Erstellung des Layouts und des Inhalts sind klar getrennt – das Design kann jederzeit auch später noch geändert werden. Durch Standardschnittstellen kann der ST4 ValiManager mit mehrsprachigen Texten umgehen, ein TMS (Translation Memory System, Computerunterstützte Übersetzung) kann eingesetzt werden. Die Dokumentation kann nur mit Abstrichen automatisch erstellt werden, wenn die Maschinen- und Anlagenkomponenten über eine große Variantenvielfalt verfügen. Bei Einzelanlagen oder fehlenden Basissystemen entfällt die Wiederverwendbarkeit von einzelnen Elementen. Holopack setzte das erste Pilotprojekt mithilfe der ST4 ValiManagers® in rund sechs Wochen um – das ist etwa die Hälfte der normalerweise dafür benötigten Zeit. Bei jeder weiteren Anlage ist die Arbeitsersparnis noch höher, weil ein Großteil der verbauten Komponenten schon im Redaktionssystem eingepflegt ist. Die Zeit für die eigentlichen Tests lässt sich selbstverständlich nicht verkürzen.

Stefan Kiesel, HOLOPACK Verpackungstechnik GmbH

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Einsatz neuer Technologien vs. Haftung Nur ausgereifte und getestete Produkte dürfen auf den Markt gebracht werden

Die Hersteller müssen bei der Produktion von Maschinen und Anlagen eine Vielzahl an Richtlinien, Gesetzen und Verordnungen einhalten (oben), die immer spezieller werden (unten). Der Einsatz neuer Technologien ist auch rechtlich oft Neuland. Sowohl Unternehmen, die solche Maschinen und Anlagen bauen, als auch solche, die sie betreiben, müssen sich der möglichen Haftungsrisiken bewusst sein. Oft werden bei einer neuen Technologie zunächst die Risiken und erst in zweiter Linie die Chancen gesehen – der Ruf nach einer gesetzlichen Regelung, um die Menschen vor den vermeintlich schädlichen Konsequenzen des Einsatzes zu schützen, wird laut. Somit besteht die Gefahr, dass technologischer Fortschritt verhindert wird. Beim Thema „Haftung“ ist zunächst zweitrangig, durch was ein Schaden ausgelöst wurde, er muss ausgeglichen werden. Ziel ist es, Risiken im Vorfeld auszuschließen, damit es zu keinem Schaden kommt. Staatliche Stellen überwachen die Produktsicherheit und minimieren so die Risiken. Doch rechtliche Regelungen bedeuten noch keine technischen Konzepte, hier müssen die Unternehmen selbst tätig werden. Die Produkthaftung besteht keineswegs nur zwischen Unternehmen und Endverbraucher, sondern jeder Hersteller muss für die Schäden haften, die seine Maschinen und Anlagen 10

anrichten. Aus unterschiedlichen Versatzstücken der Produkthaftung und des Produktsicherheitsrechts werden einzuhaltende technische Spezifikationen und Richtlinien entwickelt. Dazu gehören beispielsweise folgende Punkte bei der Bedienungsanleitung: Sie muss in ausgedruckter Version vorliegen, damit sie jederzeit ohne technische Hilfsmittel zur Verfügung steht. Rechtlich erforderlich sind effiziente, punktgenaue Informationen, etwa die Sicherheits- und Warnhinweise. Aber auch mit dem Display der Maschine kann der Benutzer geführt und damit müssen in einem beiliegenden Dokument weniger Informationen bereit gestellt werden. Die neuen Techniken der virtuellen Darstellungen machen dies möglich.

Im Zuge der 4. Industriellen Revolution stellt sich immer häufiger die Frage, wie es mit der Haftung bei autonom agierenden Produkten bestellt ist. Bevor diese Anlagen eingesetzt werden, müssen die damit verbundenen Risiken geklärt und anschließend minimiert werden – ein abgeschirmtes Risiko (z.B. menschenleere Fabrikhalle) kann nicht immer gewollt sein. Die Verantwortung für ein Produkt hat immer häufiger der Betreiber und immer seltener der Hersteller – neue Technologien und autonome Produkte erweitern den Anwendungsbereich der Maschinen und Anlagen. Die Produzenten können nicht mehr alle möglichen Einsatzszenarien im Vorfeld auf ihre Sicherheit überprüfen – die Herstellerverantwortung vermengt sich mit dem Arbeitsschutz und muss so durch den Betreiber sichergestellt werden. Ein weiteres Haftungsproblem ist der „Entwicklungseinwand“: Der Hersteller kann sich nicht mit der Aussage, das Produkt sei noch nicht fertig, aus der Haftung stehlen. Sobald die Maschine auf dem Markt ist, müssen die Risiken bekannt und beseitigt sein. Das erfordert in der Praxis eine parallele Entwicklung der Produkte und der geeigneten Testmethoden in einem realen Umfeld. Zwar wird Software nicht als Produkt angesehen – sie liegt ja nur virtuell vor –, doch gilt auch für sie nach allgemeiner Rechtssprechung das Produkthaftungsgesetz. Dafür muss auch die Software geprüft sein. Um Sicherheitsrisiken in Zukunft auszuschließen müssen die technischen Dokumentationen mithilfe von ausdifferenzierten Systemen erstellt werden und die Mensch-Maschine-Schnittstelle muss intelligent zur Führung des Bedieners programmiert sein. Außerdem müssen neue Prüfmethoden zur Wirkungsweise von Produkten entwickelt und eingesetzt werden. Auf jeden Fall sind keine neuen rechtlichen Regelungen notwendig. Jens-Uwe Heuer, Rechtsanwalt, Luther Rechtsanwälte

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Verkürzung der Durchlaufzeiten Virtuelle Maschinen helfen bei der rechtzeitigen Fertigstellung

Die virtuelle Inbetriebnahme einer Maschine findet schon statt, bevor sie in Stahl und Eisen gegossen ist. Aus dem Wettbewerbsdruck heraus entsteht die Forderung nach kürzeren Durchlaufzeiten bei Maschinen. Die Einhaltung frühzeitig festgelegter Abnahmetermine ist Pflicht. Mit dem klassischen, sequenziellen Engineering ist dies nicht zu leisten, da sehr häufig Meilensteine in der Konstruktion und Fertigung nicht eingehalten werden. Wenn bei der Fertigung Probleme auftreten, muss ggf. nachkonstruiert werden. Programmierer und Inbetriebnehmer, müssen dann solange warten, bis alle Änderungen abgeschlossen sind. Der dem Kunden zugesagte Auslieferungstermin ist oft nicht mehr zu halten. Die unter hohem Zeitdruck realisierte Maschine führt nicht selten zu Qualitätsproblemen

Die virtuelle Maschine (Mitte) ist mit einer klassischen Steuerung und einer Benutzerschnittstelle kombiniert. und damit zu kostspieligen Nacharbeiten vor Ort beim Maschinenbetreiber und sogar zum Imageverlust.

Deshalb wird eine Parallelisierung von Arbeiten erforderlich, um frühzeitig Risiken hinsichtlich Fehlfunktionen und Ablaufproblemen festzustellen und die Software-Qualität und mit der zugesagten Funktionalität zu realisieren. Da hilft eine virtuelle Maschine, die das reale Maschinenverhalten zumindest soweit, wie es für den Steuerungstest erforderlich ist, auf einem Simulations-PC ermöglicht und zusätzlich auch eine 3D-Visualisierung aller Bewegungen und Abläufe erlaubt. Die 3D-Geometrieen stammen vom 3D-CAD-Programmierplatz. Schon während der Konstruktion und der Fertigung wird die virtuelle Maschine realisiert und im Labor über den realen Feldbus mit der realen Steuerungstechnik – man nennt dies Hardware-in-the-Loop-Simulation (HiLS) – verbunden. Das Gesamtsystem arbeitet in hohem Maße zeitdeterministisch in Echtzeit (Millisekundentakt), d. h. wie die reale Maschine. Mit der HiLS lassen sich Fehlfunktionen frühzeitig erkennen, sämtliche Sicherheitsfunktionen wie Verriegelungen in der SPS ausgiebig testen, reguläre und insbesondere auch irreguläre Maschinenzustände realisieren, Kollisionen erkennen und somit an der realen Maschine vermeiden. Virtuelle Crashes vermeiden nicht kalkulierte Kosten und Zeit! Angelehnt an die Bestrebungen reale Baugruppen zu standardisieren und für weitere Maschinen wieder zu

verwenden, wird im Simulationswerkzeug für jede reale Baugruppe das Verhaltensmodell aus vorhandenen Bausteinbibliotheken realisiert und vorhandene Bibliotheken um das jeweilige Verhaltensmodell und Geometriemodell ergänzt. Kosten für virtuelle Baugruppen entstehen so im Gegensatz zu realen Baugruppen nur einmal. Daraus kann man sich für nachfolgende Projekte bedienen und auf deren Basis manuell oder sogar automatisch „auf Knopfdruck“ Simulationsmodelle erstellen. Zusammen mit virtuellen Diagnose- und Bedienwerkzeugen lässt sich die Maschine „wie in echt“ testen. Parallel zur Fertigung kann die Steuerungsapplikation weiterentwickelt, optimiert und getestet werden. Der Inbetriebnehmer kann in einer ruhigen Büroatmosphäre testen ohne Störungen von Kollegen aus dem Mechanik-, Elektrik- oder Steuerungsbereich. Die virtuelle Maschine gehört ihm alleine. Wenn die Steuerung fehlerfrei arbeitet geht es zur realen Maschine. Durch die virtuelle Inbetriebnahme lassen sich Mitarbeiterressourcen effizierter planen. HiLS sind auch perfekte Schulungs- und Trainingssysteme.

Ulrich Eger, ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

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Simulation als Hilfe zum Wachstum Die GROB-WERKE wollen die Durchlaufzeiten drastisch verringern

Die Lösung für viele Herausforderungen in einem Unternehmen: Virtuelle Inbetriebnahme. Die Automobilbranche boomt: Die GROB-WERKE (Mindelheim) wollen als Werkzeugmaschinenproduzent davon profitieren. Dafür ist aber ein starker Umbau des Unternehmens nötig. Die GROB-WERKE produzieren Bearbeitungszentren in vielen Varianten. Dazu kommen modulare Sondermaschinen, für die komplexen Bearbeitungen wie Kurbelwellenbohrung und Zylinderbohrung. Die dazugehörigen Transport- und Automatisierungssysteme werden ebenfalls in Mindelheim konstruiert und gefertigt. Das Portfolio wird durch Getriebe- und Motormontagesysteme mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden abgerundet. Wichtigste Maxime ist eine hohe Präzision bei der Fertigung und höchste Zuverlässigkeit der Anlagen. Das dafür nötige

Know-how sowie alle Kernprozesse befinden sich im Haus. Um den Herausforderungen im Unternehmen und bei den Kunden gerecht zu werden, müssen die Durchlaufzeiten reduziert und das vorhandene Personal für die Elektrokonstruktion und Inbetriebnahme optimal eingesetzt werden. Nachdem sequenzielles Arbeiten an seine Grenzen stößt, setzt GROB-WERKE auf das parallele Arbeiten mithilfe der virtuellen Inbetriebnahme. Begonnen hat man mit der virtuellen Inbetriebnahme bei den GROBWERKEN mit Standardbaugruppen wie Werkzeugwechsler im Bearbeitungszentrum. Die komplexen Abläufe können in der virtuellen Maschine ausführlich getestet und die Schäden durch simulierte Störfälle minimiert werden. Bei der Pro-

grammierung der Anlagen wird nur rund 20 Prozent der Arbeitszeit für den Automatikbetrieb aufgewandt, 80 Prozent sind für die Störfälle und Sonderabläufe nötig. Die Ingenieure können die Programmierung ohne Zeitdruck im Büro testen und optimieren. Nach den ersten kleineren Projekten hat GROB-WERKE eine komplette Arbeitsfolge einer Kurbelgehäuselinie im Computer entstehen lassen und sie dort virtuell in Betrieb genommen. Die ersten Erfahrungen waren derart positiv, dass eine möglichst hohe Zahl an virtuellen Inbetriebnahmen angestrebt wird. Selbst virtuelle Abnahmen von Schnittstellen (Prisma) mit dem Kunden Daimler wurden am Simulationsmodell durchgeführt.

Georg Jousma, GROB-WERKE GmbH & Co KG

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