Von der Ideengenerierung bis zur Umsetzung:

Digitale Services durch Internet of Things im Maschinenbau

Die Digitalisierung hat zahlreiche Facetten und bringt insbesondere im Maschinenbau viele Schlagwörter mit sich. Internet of Things (IoT), Industrie 4.0, Predictive Maintenance und Data Analytics sind da nur einige von vielen prominenten Beispielen. Doch so groß der Hype um diese Themen auch sein mag, am Ende sind sie ein Werkzeug, um Mehrwerte und Services zu entwickeln, die neue Geschäftsmöglichkeiten eröffnen.

Ein Beitrag von Dr. Martin Peters

Der IoT-Spezialist innerhalb der adesso Group ist die com2m GmbH. Mit dem Ziel, digitale Services für die Zukunft zu erschließen, begleitete com2m die Ecoclean GmbH am Standort Filderstadt bei der Entwicklung der Lösung Ecoclean CareConnect, einer Digitalisierungsplattform für industrielle Bauteilreinigungsanlagen.

Ecoclean entwickelt und vertreibt Produkte, Systeme und Servicelösungen für Anwendungen in der industriellen Reinigungstechnik und zur wasserbasierten Oberflächenbearbeitung. Die Teilereinigung gehört zu den kritischen Bereichen in heutigen Produktionsprozessen und ist in vielen Branchen, wie beispielsweise der Metallbearbeitung und -verarbeitung, im Bereich Automotive, Medizintechnik oder Luftfahrt, von entscheidender Bedeutung. Zum Beispiel geht es hier darum, ein Bauteil so gründlich zu säubern, dass Qualität und Funktionalität erhalten bleiben – auch und gerade für eine spätere Verwendung im Betrieb. Hierzu werden Späne, Öle sowie sonstige Verunreinigungen aus Fertigungsprozessen in einer Kammer- oder Reihentauchanlage je nach Verschmutzung mit wässrigen Medien oder Lösemitteln entfernt.

Um Kunden auch in Zukunft optimal bei der wirtschaftlichen und effizienten Bauteilreinigung zu beraten und zu unterstützen, plante Ecoclean die Entwicklung einer innovativen Cloud-Lösung. com2m unterstützte bei der Konzeptentwicklung und Realisierung.


EcoCcore-Reinigungsanlage von Ecoclean (Copyright: Ecoclean)

Am Anfang stehen die Ideen

Ecoclean setzt auf Werte wie Innovation, Effizienz, Nachhaltigkeit und Spitzentechnologie. So war schnell klar, dass die Ansätze des IoT – also der zentralen Datenerfassung, -verarbeitung und -auswertung für Bauteilreinigungsanlagen – in einer Cloud-Lösung neue Potenziale eröffnen können. Am Anfang der Entwicklungsphase standen viele offene Fragen: Welche Services wünschen sich Kunden und interne Einheiten wie Service, Technik oder Forschung & Entwicklung? Welche Ideen und Umsetzungsansätze sind im Haus bereits vorhanden? Was bringt einen echten Mehrwert für den Anwender? Und auf welche Weise?

Um diesen Fragen gezielt nachzugehen, führte com2m gemeinsam mit Ecoclean einen auf Design Thinking basierenden Workshop durch. Das speziell für die Ideenentwicklung und -konkretisierung konzipierte Workshop-Format (www.iot-workshop.de) dient dazu, abseits jeglicher Technik mit allen relevanten Stakeholdern aus einem Unternehmen Potenziale durch das Internet der Dinge für das eigene Unternehmen zu erarbeiten. Neben der internen Sicht auf die Möglichkeiten wurden insbesondere auch Kundenbedürfnisse und mögliche Services identifiziert. Am Ende des eintägigen Workshops standen im Wesentlichen zwei Ergebnisse: ein gemeinsames Verständnis, wie sich die Möglichkeiten des IoT für Ecoclean nutzen lassen, sowie eine priorisierte Sammlung konkreter, auf IoT basierender Services.

Eine schnelle Umsetzung ermöglicht frühzeitige Erkenntnisse

Mit dem Ziel, bereits kurzfristig ein Minimal Viable Product (MVP) bereitzustellen und dieses mit ersten Kunden im Pilot zu erproben, wurden die gemeinsam erarbeiteten Ergebnisse im Rahmen einer Konzeptphase konkretisiert und in eine Roadmap überführt. Im Vordergrund der Konzeptphase, die durch weitere Workshops und eine enge Zusammenarbeit mit den Ansprechpartnern des Kunden geprägt ist, stehen vor allem fachliche Anforderungen. Wer sind die Benutzer des Systems, was wollen sie erreichen, welche Prozesse sind innerhalb der Anwendung erforderlich, welche Auswertungen und Visualisierungen sind die richtigen, um Mehrwerte und Services auch tatsächlich abzubilden? Wichtig sind auch die Prozesse zur Verwaltung der IoT-Geräte über ihren gesamten Life-Cycle hinweg.

Wen das an eine klassische Anforderungsanalyse erinnert, hat nicht ganz unrecht. Doch statt Anforderungen formal aufzuschreiben und möglichst kleinteilig zu beschreiben, werden in der Konzeptphase vor allem Mock-ups, also erste Skizzen von den späteren Benutzungsoberflächen, erstellt. Das schafft ein gemeinsames visuelles Verständnis davon, wie später eine Anwendung aussehen und funktionieren soll, und deckt frühzeitig Unklarheiten auf. Zusätzlich zu den fachlichen Anforderungen werden in der Konzeptphase Themen wie Schnittstellen zu externen Systemen, die Geräteanbindung, Kommunikation und Security erarbeitet. So steht am Ende ein ganz konkreter Fahrplan für die Entwicklung einer IoT-Lösung.

Daten als Basis vieler Services

IoT als Grundlage ermöglicht in vielen Fällen neue Services sowohl für den Endkunden beziehungsweise Maschinenbetreiber als auch für den Hersteller der Maschinen selbst. Im Falle der für Ecoclean entwickelten CareConnect-Lösung reichen die Services von der erstmaligen vollen Transparenz über die Prozesse und der daraus abgeleiteten Prozessoptimierung über die Berechnung von Key-Performance-Indikatoren (KPI) bis hin zur durchgängigen Dokumentation des Reinigungsprozesses (Traceability).

So liefert in der Fertigungsindustrie die Kennzahl zur Gesamtanlageneffektivität, englisch „Overall Equipment Effectiveness“ (OEE), Erkenntnisse darüber, wie die Anlage verfügbar ist und mit welcher Leistungsfähigkeit sie betrieben wird. Auf Basis dieser Kennzahl OEE kann beurteilt werden, ob mit der Anlage ein geplantes höheres Reinigungsaufkommen abgedeckt werden kann. Dies trägt dazu bei, den Einsatz von Produktionsmitteln und -prozessen zu optimieren.

Darüber hinaus ermöglicht die Ecoclean-Lösung CareConnect die lückenlose Chargen-bauteilspezifische Dokumentation der Anlagen- und Prozessbedingungen. Ungeplante Stillstandszeiten der Anlage lassen sich durch eine sorgfältige Wartungsprognose und mit der Überwachung durch eigens entwickelte Algorithmen vermeiden. Als Ergebnis erhält der Kunde eine nutzerfreundliche Darstellung aller Aggregate der Reinigungsanlage und wichtige Informationen darüber, wie lange die Anlage bis zur nächsten Wartung störungsfrei betrieben werden kann.

Kunden von Ecoclean, die CareConnect für ihre Reinigungsanlagen im Einsatz haben, profitieren ebenfalls von dem besonderen Ecoclean-Service, dessen Qualität durch die laufende, datenbasierte Prozessoptimierung und Fehlerbehebung gesichert wird. Bei Bedarf kann die Historie der übermittelten Daten herangezogen werden, um die Anlage zu analysieren und somit auch schnell und effizient zu verbessern.

Ecoclean ist ein anschauliches Beispiel dafür, welche Mehrwerte sich durch den Einsatz moderner IoT-Lösungen im Maschinen- und Anlagenbau und in der Fertigungsindustrie ganz allgemein erschließen lassen.

Dr. Martin Peters

ist Geschäftsführer der com2m GmbH, eines Unternehmens aus der adesso Group, das sich auf die Entwicklung von IoT-Cloud-Lösungen spezialisiert hat. Als Informatiker hat Martin seine Erfahrungen bereits in einer Vielzahl von IoT-Projekten eingebracht, die zu neuen, digitalen Services bei den Kunden führen.

E-Mail: martin.peters@com2m.de

Portrait Martin Peters, Copyright: Christoph Meinschäfer Fotografie

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