Auf dem Weg zur wandlungsfähigen Produktion

DIMA leistet damit einen enormen Beitrag zu einer wandlungsfähigen Produktion – und die ist im Umfeld zunehmend dynamischer Marktveränderungen gefragter denn je. Denn der Wunsch nach individuellen Gütern führt zu einer immer höheren Variantenvielfalt – teilweise bis zur Notwendigkeit, individualisierte Produkte zu fertigen. Die globale Verfügbarkeit von Waren sorgt zusätzlich für schwankende Auftragseingänge und sich regional verschiebende Absatzmärkte. Unternehmen müssen darum über Produktionsprozesse verfügen, die universell, mobil, skalierbar, modular und kompatibel sind. Das wiederum setzt Prozesse voraus, die sich schnell an sich ändernde Anforderungen anpassen lassen und transparent relevante Produktionsdaten liefern, beispielsweise solche, die Auskunft über die Lieferfähigkeit geben.

Auf Basis einer solchen Modularität – der physischen Anlage genauso wie des Automatisierungssystems – ändert sich nicht nur die informationstechnische Kommunikation der Anlage, das Anlagenengineering oder der Anlagenbetrieb, sondern ebenso die ganze damit verbundene Wertschöpfung. Betrachtet man eine modulare Anlage, kann diese während ihres gesamten Lebenszyklus aus einer Vielzahl von Modulen und deren unterschiedlichsten Zusammenstellungen bestehen. Ein Modul kann wiederum in mehreren unterschiedlichen Anlagen eingesetzt werden. Der Lebenszyklus der Anlage unterscheidet sich dadurch deutlich vom Lebenszyklus eines Anlagenmoduls. Durch die Nutzung von DIMA kann dieser Umstand so genutzt werden, dass sich der Ertrag über die gesamte Wertschöpfungskette einer Produktionsanlage steigert: für den Modulhersteller, den Anlagenbauer und -betreiber.

Beim Anlagenengineering lädt der Anlagenbauer lediglich das MTP in das Prozessleitsystem und bindet das Anlagenmodul physisch an den Backbone an. Das Prozessleitsystem der Gesamtanlage und das Anlagenmodul können dann direkt miteinander kommunizieren – Plug-and-Produce. Dieser Engineeringvorgang benötigt weniger als drei Minuten pro Modul; gegenüber mehreren Tagen, Wochen oder Monaten, die für das Engineering einer Anlage ohne DIMA erforderlich wären. Ist die Anlage aufgebaut, kann das Produktionssystem durch DIMA schnell um- oder nachgerüstet werden, indem einzelne Anlagenmodule ausgetauscht oder im Rahmen eines sogenannten Numbering-ups mehrfach in die Gesamtarchitektur der Anlage integriert werden. Damit kann der Anlagenbetreiber flexibel auf sich ändernde Marktanforderungen reagieren.

Schlussendlich können einzelne Anlagenmodule ohne Auswirkung auf die Gesamtanlage stillgelegt werden, weil ihr Recycling auf Ebene der Module erfolgt. Entsprechend kann der Austausch mit dem Modulhersteller vereinbart und von ihm durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang wären sogar Leasingmodelle denkbar.

Die Geschäftsprozesse von Modulhersteller und Anlagenbetreiber sind auf Basis von DIMA wesentlich stärker horizontal miteinander vernetzt als es bis dato der Fall ist. Denn die Auswahl und Nutzung der Module erfordert eine enge Zusammenarbeit. In deren Rahmen definiert der Anlagenbetreiber lediglich eine prozesstechnische Funktionalität – der Modulhersteller bietet das Dienstleistungsbündel aus Verfügbarkeit, Service und Wartung dieser Funktionalität, die als Dienst in einem Modul gekapselt ist – beispielsweise auf Basis eines Service-Level-Agreements. Der Anlagenbetreiber lagert die Komplexität an den Zulieferer aus und kann sich so auf seine Kernkompetenzen fokussieren. Für den Modulhersteller entsteht durch die neue Form der Zusammenarbeit der Benefit, permanent auf die Betriebs- und Nutzungsinformationen seiner Module zugreifen und die eigenen Module auf Basis dieser Daten kontinuierlich verbessern zu können.

Ganz unabhängig davon, wie Industrie 4.0 in Zukunft realisiert wird, wird sie die Nutzung von Cyber-Physical-Systems voraussetzen. Cyber-Physical-Systems werden charakterisiert durch die Verknüpfung einer Komponente, beispielsweise einer Maschine, Steuerung oder eines Sensors, mit einem entsprechenden virtuellen Repräsentanten. Der virtuelle Repräsentant bildet die gegenständliche Komponente ab, verwaltet und organisiert sie als Ressource auf einem virtuellen Marktplatz und ermöglicht so die Interaktionen zwischen verschiedenen cyber-physischen Systemen.

Auf DIMA projiziert, stellt das autarke Anlagenmodul den physischen Gegenstand dar, während das Module-Type-Package ein Weg zur Realisierung des virtuellen Repräsentanten im Informationsnetz ist. Das MTP repräsentiert schon jetzt die Funktionen des Anlagenmoduls und verwaltet diese in der Architektur der gesamten Anlage. Es ist somit Befähiger für Industrie 4.0 und DIMA damit ein erster realer Baustein, Industrie-4.0-Anforderungen zu lösen.