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Zukunftsfähige Automatisierungskonzepte

[04.09.2018]

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Trends und Strukturbrüche wie die fortschreitende Digitalisierung, neue Technologien oder die Verschiebung der Wachstumsmärkte versetzen zahlreiche Maschinenbauunternehmen in Umbruchsstimmung. Automatisierungskonzepte sind gefragter als je zuvor und bieten Erfolgspotenziale in unterschiedlichen Dimensionen. Die Konzepte, Technologien und Prozessabläufe heutiger Fabriken müssen daher im Kontext neuer technischer Möglichkeiten und Anforderungen hinterfragt und auf die Zukunft ausgerichtet werden. Viele Fragestellungen sind in diesem Kontext noch ungeklärt und stellen Unternehmen bei Ihren planerischen Aktivitäten vor Herausforderungen.

Herausforderungen zukunftsfähiger Automatisierungskonzepte

Die technologischen Entwicklungstrends schreiten so schnell voran, dass mittelständische Unternehmen häufig überfordert sind, die resultierenden Möglichkeiten und Implikationen für zukünftige Produktionstechnologien und -prozesse zu bewerten. Insbesondere die stetig voranschreitende Digitalisierung und die damit einhergehende Industrialisierung 4.0 stellt für viele eine Black Box dar. Aus diesem Grund hat das TCW ein standardisiertes Vorgehensmodell entwickelt, mit dessen Hilfe Handlungsoptionen erarbeitet werden, die bei der Optimierung, Neuplanung und dem Betrieb von zukunftsfähigen Automatisierungslösungen im Kontext der Industrie 4.0 als Richtlinie herangezogen werden können. Die zu erarbeitenden Handlungsoptionen werden auf die Rahmenbedingungen und zukünftigen Anforderungen des Kunden angepasst und gemeinsam mit einem interdisziplinären Projektteam erarbeitet und abgestimmt. Es hat sich in vergangenen Projekten als äußerst hilfreich erwiesen, phasenweise auch externe Experten aus der Wissenschaft, von Zulieferern, von Herstellern von Produktionstechnologien oder von IT-Unternehmen hinzuzuziehen. Die externe Sichtweise und das Know-how der TCW Experten vermitteln fundierte Einblicke in zukünftige Entwicklungspfade von Produktionstechnologien und -prozesse und sind bei der Interpretation geeigneter Lösungsansätze für die eigene Problemstellung behilflich.

Wie funktioniert das? Der Weg zum zukunftssicheren Automatisierungskonzept

Unternehmen müssen zunächst ein gemeinsames Verständnis für die Problem- und Zielstellung herzustellen und wenn möglich bereits erste Schwerpunktthemen in Form von Veränderungstreibern, Trends und Herausforderungen definieren. In Zusammenarbeit mit dem Kunden entsteht so ein Projektleitfaden, der neben dem Projektvorgehen die Abgrenzung des Untersuchungsbereichs sowie die Projektorganisation definiert. In einem weiteren Schritt wird eine detaillierte Analyse der aktuellen und zukünftigen Herausforderungen im Bereich der Planung, Gestaltung und dem Betrieb bestehender Produktionssysteme und Wertschöpfungsstrukturen durchgeführt. Zu diesem Zweck werden zunächst die Trends, Strukturbrüche und Veränderungstreiber der Branche analysiert und Implikationen für das Unternehmen abgeleitet und interpretiert. Darauf aufbauend werden mit dem Projektteam sowie weiteren externen Experten denkbare Entwicklungspfade für Produkt- und Produktionstechnologien sowie Prozessabläufe diskutiert und konkrete Anforderungen und Zielstellungen an das Automatisierungskonzept formuliert. In einem weiteren Schritt findet die Identifikation, Analyse und Interpretation von alternativen Lösungsansätzen als Antwort auf die identifizierten Herausforderungen der Zukunft in Form eines Konzeptwettbewerbs statt.


Die Anforderungen des Wertschöpfungsprozesses werden erarbeitet und visualisiert. Nach einer fundierten Recherche und Ansprache der relevanten Anlagenanbieter erfolgt die Durchführung von gemeinsamen Planungsworkshops mit dem Ziel der Erstellung eines Anforderungskatalogs in Form eines Lastenheftes, welches als Grundlage für die Einholung der Konzeptvorschläge bei den Anlagenanbietern dient. Nach Einholen der Angebote werden diese anhand von verschiedenen Kriterien bewertet. Zuletzt werden die Lösungsalternativen zu Handlungsszenarien zusammengesetzt. Es ist dabei besonders auf Realisierbarkeit zu achten, das heißt die Kombination einzelner Lösungsansätze zu einem Handlungsszenario muss in der Praxis umsetzbar sein und nicht lediglich einem rein theoretisch optimalen Zustand entsprechen. Da es hier nicht „den einen richtigen Weg“ als Reaktion auf zukünftige Herausforderungen geben wird, wird mit Hilfe eines Bewertungsmodells eine Evaluation der Handlungsszenarien durchgeführt und das Ergebnis in Form einer Entscheidungsvorlage vorbereitet und präsentiert. Optional hat es sich in vielen Projekten angeboten, die Handlungsszenarien vor der Implementierung noch einem Stresstest zu unterziehen. Stresstests legen durch die Untersuchung von Extrem-Szenarien Schwachstellen in Konzepten offen. Die Zielsetzung eines Stresstests ist jedoch nicht nur die Identifikation dieser Schwachstellen, sondern auch die bewusste Auseinandersetzung mit möglichen Ereignissen und deren Folgen, um das Risikobewusstsein des Managements sowie der Mitarbeiter zu fördern. Hierzu sind sogenannte Belastungsszenarien als Untersuchungsfälle zu erarbeiten und potentielle Folgen eines Eintritts dieser Fälle für das Unternehmen durch die Analyse von Ursache-Wirkungsketten offen zu legen. Der Stresstest liefert so Optimierungsansätze für die Handlungsszenarien für zukunftsfähige Automatisierungskonzepte, die erst durch die Analyse der Wirkungszusammenhänge in Extremszenarien identifiziert werden können.

Ergebnisbeurteilung

Die Vorgehensweise hat sich in verschiedenen Projekten sowohl bei kleinen als auch großen Unternehmen bewährt. Durch die szenariobasierte Analyse möglicher Optionen für die Planung, Gestaltung und Betrieb zukünftiger Automatisierungslösungen konnten Konzepte identifiziert werden, die aus TCO Betrachtung zu mehr als 35% Ersparnissen geführt haben. Gleichzeitig wurde die Flexibilität in Bezug auf kurzfristige Kundenanfragen wesentlich erhöht.

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