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Smart Production

Mannheim Treibt Digitalisierung der Wirtschaft voran

Die erstmals zur Hannover Messe am 25. April 2016 präsentierte „smart sensing“-Lösung von ABB erlaubt die Ferndiagnose (Remote-Condition-Monitoring) von Niederspannungs-Elektromotoren durch das „Internet of Things, Services and People“. Ein smarter Sensor

Die erstmals zur Hannover Messe am 25. April 2016 präsentierte „smart sensing“-Lösung von ABB erlaubt die Ferndiagnose (Remote-Condition-Monitoring) von Niederspannungs-Elektromotoren durch das „Internet of Things, Services and People“. Ein smarter Sensor

Mit einer Vielzahl an kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) und Industriekonzernen sowie einer hohen Universitätsdichte sind Mannheim und die Metropolregion Rhein-Neckar ein industrieller Hotspot. Das Thema wird von der Wirtschaftsförderung der Stadt Mannheim mit dem Netzwerk Smart Production federführend vorangetrieben – eine Säule, auf der auch das Vorhaben „Digitale Modellregion“ ruht, zu der sich die Metropolregion Rhein-Neckar entwickeln soll. 

Die Welt wird „smart“, die Dinge clever: Selbstfahrende Autos, Kleidung mit inte­grierter Sensorik, intelligente Gebäude sind keine Zukunftsmusik mehr. Industrie 4.0 bringt aber noch mehr: Maschinen werden zu aktiven Mitspielern im Fertigungsprozess. Produkte organisieren Herstellung und Transport selbst oder bestellen Ersatzteile für Wartung und Reparatur ganz nach Bedarf. Keine Frage: Das Internet der Dinge hat tiefgreifende Auswirkungen in Wirtschaft und Alltag.

Das Netzwerk Smart Production, das die Wirtschaftsförderung Mannheim initiiert hat, verknüpft in der Region verwurzelte, aber global agierende Unternehmen mit Start-ups und mittelständischen Betrieben sowie den Hochschulen und Universitäten. Lösungsanbieter und Anwender von Industrie 4.0-Technologien arbeiten gemeinschaftlich und Tür an Tür. Das Netzwerk Smart Production dient den Akteuren als Informations- und Innovationsplattform. Ziel ist es, regionale Firmen in ihren Anstrengungen zu Industrie 4.0 zu unterstützen, den  Austausch von Ideen und den Wissenstransfer aus den Hochschulen zu fördern, Innovationen, Projekte und Firmengründungen zu stimulieren. Auch die Herausforderung Arbeit 4.0 steht auf der Agenda (siehe Interview S. 66).

„Die Initiative passt gut in die industrielle Charakteristik der Region“, findet Dr. Rainer Drath, Senior Principal Scientist im ABB Forschungszentrum in Ladenburg. Der Energie- und Automatisierungstechnik-Konzern engagiert sich von Anfang an im Netzwerk. Das Thema Industrie 4.0 würde in der Öffentlichkeit vielfach noch kaum verstanden oder in seiner Tragweite unterschätzt. „Letztlich bedeutet es die Einführung des Internets in die Produktion“, bringt es Drath auf den Punkt. 

 Welch tiefgreifender Wandel sich dahinter verbirgt, macht er an einem Beispiel deutlich: „Jede Tankstelle in Deutschland existiert heute zweimal: einerseits als realer Ort mit Zapfsäulen und andererseits als digitales Datenobjekt. Denn seit 2013 sind alle Tankstellen verpflichtet, ihre Preise an eine zentrale Erfassungsstelle zu melden.“ Diese Datenobjekte stimulieren aufgrund ihrer Vollständigkeit ganz neue Geschäftsmodelle. So teilen Apps dem Handy-Nutzer mit, wo er die nächstgelegene Tankstelle mit dem günstigsten Sprit findet. Solche Anwendungen können aber noch mehr: „Sie schreiben den Benzinpreisverlauf mit und erkennen so bestimmte Regelmäßigkeiten, beispielsweise welche Tankstelle zu welcher Tageszeit am billigsten ist. Autofahrer richten bereits ihr Tankverhalten danach aus“, weiß Drath. 

Nach dem gleichen Prinzip übermittelt man in der Industrie mittels Internettechnologien Daten von Ladestationen für Elektroautos oder von Windkraftanlagen an ihre jeweilige zentrale Leitstelle. Dort sorgt man dann für die Fernwartung oder optimierte Betriebsabläufe. Sensoren an Elektromotoren messen zum Beispiel die Temperaturen oder das Vibrationsverhalten und geben die Daten über das Internet in Echtzeit an eine Zentrale weiter, die den Betrieb optimieren und überwachen kann. Dadurch können Kosten und Energie gespart werden. 

ABB bringt ihr vielfältiges Know-how in das Netzwerk ein. „Wir können helfen, Anwendungen zu validieren“, sagt der Wissenschaftler. „Nicht alles, was IT-technisch machbar ist, ist auch nützlich oder sinnvoll. Produktionsbetriebe müssen zuverlässig arbeiten. Tolle Ideen allein genügen nicht, sie müssen sich an den Bedürfnissen der Industrie orientieren“, erklärt er. Umgekehrt profitiere auch ABB vom Austausch: „Wir wollen uns ständig verbessern“, betont er. 

Auch Pepperl+Fuchs, Spezialist für industrielle Sensoren und Explosionsschutz, engagiert sich im Netzwerk Smart Production. „Für alle Industrieunternehmen ergeben sich durch die Digitalisierung in sehr kurzer Zeit Chancen, aber auch Herausforderungen, zu deren Beantwortung der Austausch von Konzepten und Strategien auch auf regionaler Ebene sehr sinnvoll sein kann“, erklärt Dr. Gunther Kegel, Vorsitzender der Geschäftsführung von Pepperl+Fuchs. 

Im Netzwerk gehöre das Unternehmen eher zu den größeren Mitgliedern und könne daher entsprechende Ressourcen bereitstellen. „Noch wichtiger ist allerdings unsere Affinität zu Industrie 4.0 und unsere Kompetenz bezüglich des Themenfeldes. Als Vertreter der elektronischen Automatisierungstechnik sind wir gleichsam Anwender und Hersteller von Industrie 4.0-Lösungen. Von dieser Erfahrung können viele andere Unternehmen profitieren“, hebt Kegel hervor. Das Unternehmen treibe das Thema „mit Kraft, aber auch Augenmaß global voran.“

Selbst US-Amerikaner und Chinesen seien fasziniert vom strukturierten ingenieurwissenschaftlichen Vorgehen der deutschen Industrie. Das Netzwerk könne dazu beitragen, „zur Umsetzung der eigenen Digitalisierungsstrategie lokale Partner zu finden, aber auch beispielgebend in der Region zu werben", so der Pepperl+Fuchs-Chef. 

Leuchtturmprojekt des Netzwerks ist ein „Smart Factory Demonstrator“. An der Entwicklung der kleinen Modellfabrik beteiligen sich rund 20 Partnerunternehmen und Hochschulen. Der Demonstrator soll Cloud-basierte Prozesse aufzeigen, die Kunden und Lieferanten, Produkte und Produktion verbinden. Zudem integriert die Lösung mehrere Standorte. Ab 2017 soll der Demonstrator vor allem KMU neue intelligente Produktionsformen präsentieren.

„Die digitale Transformation wird alle Bereiche unseres Lebens, Arbeitens und Lernens nachhaltig verändern“, sagt Professor Dr.-Ing.  Klaus Henning. Der Ingenieur und Politikwissenschaftler leitete über 25 Jahre das Institutscluster für Kybernetik an der RWTH Aachen. Beim 3. Forum des Netzwerks Smart Production Ende Mai 2016 hielt er die Key Note über die Mensch-Maschine-Interaktion 4.0 und den künftigen Umgang mit Technologie. Bei der halbtägigen Veranstaltung drehte sich alles um die Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine. Weit über 100 Experten und Interessierte diskutierten dabei über Chancen und sich wandelnde Anforderungen an die Arbeits- und Berufswelt.

Henning machte klar: „Intelligenz ist nicht allein an ein Gehirn gebunden, sondern jedes entsprechend funktionierende selbstlernende System kann intelligent werden. Solche Systeme können mit komplexen Situationen umgehen. Sie lösen Probleme, indem sie sich Unmengen von Daten beschaffen, diese auswerten und sich für eine Lösung entscheiden.“ Solches „Cognitive Computing" eröffne viele neue Perspektiven, beispielsweise zum automatisierten Fahren, zum Energiesparen, für Rettungsdienste oder zur Steigerung der Lebensqualität.

Wissenstransfer und Erfahrungsaustausch finden in vielen Einzelprojekten des Netzwerks statt. Dazu gehören Workshops zu allgemeinen Themen oder spezifischen Fachthemen wie Big Data Analysis, virtueller Inbetriebnahme und IT-Sicherheit. Im Herbst 2016 standen etliche Konferenzen und Kongresse auf dem Programm, wie „IT meets Industry“ oder der UX-Day, bei dem es an zwei Tagen um Anwendererfahrungen oder User-Experience in E-Commerce, Marketing und Industrie ging. Auch das 4. Netzwerkforum stieß Mitte Oktober 2016 wieder auf großes Interesse. Es stand unter dem Leitthema „Die Welt der Daten – gewinnen, analysieren und Mehrwerte generieren“.

„Das Netzwerk Smart Production hat inzwischen überregionale Bedeutung erreicht“, freuen sich Georg Pins und Valerie Siobhán Grona vom Netzwerkmanagement. 2015 von der Wirtschaftsförderung der Stadt Mannheim ins Leben gerufen, ging das Netzwerk im Januar 2016 offiziell an den Start. Inzwischen arbeiten über 40 Netzwerkpartner vom kleinen Start-up über Hochschulen bis hin zu Weltmarktführern wie ABB, Pepperl+Fuchs, Roche und SAP mit. „Smart Production“ nimmt als städtisch getriebene Initiative deutschlandweit eine Vorreiterrolle ein. 

 

Text: Dr. Gabriele Koch-Weithofer


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