Digitalisierung Schritt für Schritt 27.04.2021, 07:00 Uhr

In fünf Etappen zum Geschäftsmodell von morgen

Bekanntlich führen alle Wege nach Rom – zumindest früher oder später. Mit der Transformationsreise zum digitalisierten Unternehmen verhält es sich ähnlich. Und doch hat sich in der Praxis eine Art Königsweg herauskristallisiert.

Predictive Maintenance ist ein beliebter Anwendungsfall für die Nutzung des IoT (Internet of Things). Neben einer Plattform setzt dieses Szenario auch den Einsatz smarter Algorithmen voraus. Bild: ECS/PopTika/shutterstock.com

Predictive Maintenance ist ein beliebter Anwendungsfall für die Nutzung des IoT (Internet of Things). Neben einer Plattform setzt dieses Szenario auch den Einsatz smarter Algorithmen voraus. Bild: ECS/PopTika/shutterstock.com

Erfolgreiche Digitalpioniere haben oft eines gemeinsam: Ihr Entwicklungspfad führt typischerweise über fünf Stufen. Für Unternehmen, die noch am Anfang stehen, bietet dieses Etappenmodell Orientierung: Sie können schnell einordnen, wo das eigene Unternehmen steht; wo die Reise genau hingehen soll; und wie die nächsten Schritte aussehen könnten. 

Stufe 1 – Vernetzung

Ein nahtloser Informations- und Datenfluss zwischen Menschen, Dingen und Prozessen ist die Basis der Digitalisierung. Um dies zu erreichen, gilt es, die Geräte und Fertigungsanlagen fallweise mit Barcodes, smarten Sensoren oder Kameras auszustatten. Außerdem benötigen sie eine Anbindung an ein Netzwerk – sei es das Internet, ein Mobilfunk- oder ein Satellitennetz. Die gesammelten Daten fließen dann in Echtzeit in eine Anwendung, ein Portal oder Dashboard zur Information, Analyse oder weiteren Verarbeitung.

Kaum ist die Hürde „Connectivity“ genommen, lassen sich erste wertschaffende Anwendungen realisieren. Dazu gehören die Rückmeldung von Betriebsdaten aus der Fertigung über mobile Geräte, ein „Asset Health Monitoring“ oder der Remote-Zugriff zur Bedienung oder Konfiguration einer Maschine. In Stufe 1 betrifft dies meist eine bestimmte Anlage oder einen einzelnen Prozess. Sie ist daher gekennzeichnet von fragmentierten Daten. Zudem werden Probleme und Fehler nicht proaktiv, sondern reaktiv gelöst.

Stufe 2 – Steuerung

Diese Schwächen gehen Unternehmen auf Stufe 2 an. Hier gelingt es, Geräte, Systeme und Prozesse nicht nur aus der Ferne zu überwachen. Sie lassen sich auch remote analysieren, diagnostizieren, steuern und warten. Technisch machbar ist dies mit Hilfe einer IoT (Internet of Things)-Plattform, auf der alle Daten zusammenlaufen – vorausgesetzt sie ist mit Features für ein proaktives Monitoring, die Fernverwaltung von Prozessen und flexiblen APIs (application programming interfaces) ausgestattet. Davon profitiert insbesondere der Servicebereich.

Der "Field Service" profitiert auf breiter Front vom IIoT, sei es durch eine verbesserte First-time-fix-rate, optimierte Routen oder eine höhere Fernlösungsquote.

Foto: ECS/wavebreakmedia/shutterstock.com

So hilft eine höhere First-time-fix-rate deutlich Kosten zu sparen. Ist ein Gerät mit dem Internet verbunden, weiß der Techniker schon, was defekt ist, bevor er zum Wartungstermin vor Ort fährt. So bestellt er die nötigen Ersatzteile rechtzeitig vorab und bringt sie gleich zum Ersttermin mit. Mehrmalige Anfahrten entfallen. Zudem lassen sich viele Probleme per Fernzugriff lösen. Beides führt oft schon zu 35 Prozent weniger Serviceeinsätzen – und damit einem schnellen RoI (Return on Investment) der IoT-Plattform.

Weitere für diese Etappe typische Anwendungen sind Ersatzteilmanagement und -bepreisung oder „Electronic Software Delivery“ (ESD) zum automatisierten Update der Firmware auf den IoT-Geräten. So kann ein Hersteller zum Beispiel einfach und gezielt die Software auf seinen ausgelieferten Waschmaschinen nur in Frankreich, Korea und Dänemark von Version 1.4 auf 1.5 aktualisieren – abhängig von Konfiguration, Betriebssystemsprache und Prozessorlast. Ein weiteres Plus: Sogar auftretende Fehler lassen sich sofort beheben.

Stufe 3 – Analyse

Im Fokus der dritten Digitalisierungsstufe steht die Analyse von Daten und das Gewinnen neuer Erkenntnisse. Ziel ist es, fundierte Entscheidungen treffen zu können, Ereignisse zu prognostizieren und bei Bedarf proaktiv gegenzusteuern. Dies erfordert neben einer leistungsfähigen Netzwerk- und Kommunikationsinfrastruktur ausgereifte Analytics-Tools sowie spezialisierte Algorithmen.

Musterbeispiel hierfür ist Predictive Maintenance, die vorausschauende Instandhaltung. Bei diesem Wartungsansatz werden Maschinen und Produkte nur bei echtem Bedarf repariert oder gewartet: nicht unnötig früh, aber bevor es zu Ausfällen oder Störungen kommt. Dadurch sinken die Wartungskosten, die Anlagen- oder Produktverfügbarkeit steigt und Qualitätseinbußen werden vermieden. Ganz gleich, ob es sich um die eigenen Produktionsanlagen oder die hergestellten Geräte handelt; um die Turbine eines Kraftwerkbetreibers oder den Kaffeeautomaten in der Kantine.

Andere IoT-Projekte auf dieser Stufe zielen auf höhere Produktionsqualität. Denn weniger Ausschuss bedeutet geringere Fertigungskosten. Digitale Vorreiter setzen dafür auf eine automatisierte Überwachung der Herstellungsprozesse und die systemgestützte Auswertung einer Vielzahl an Maschinen- und Umgebungsdaten. Diese Big-Data-Analysen machen eventuelle Probleme früh sichtbar, lassen Mitarbeiter rasch eingreifen und vermeiden Qualitätsmängel.

Schon einfache Anwendungen für das "Asset Monitoring" können hohen Mehrwert liefern – vorausgesetzt es ist für die nötige Connectivity gesorgt.

Foto: ECS/panuwat phimpha/shutterstock.com

Von einem Strom an Produktdaten profitieren auch Produktmanager. Denn Analysen der Kundennutzungsdaten helfen nicht nur, die Performance oder Effizienz ausgelieferter Geräte zu steigern. Sie geben auch Verbesserungshinweise für künftige Produkt-Generationen.

Stufe 4 – Integration

Auf Stufe 4 dreht sich alles um die Optimierung wesentlicher Geschäftsprozesse und damit um die digitale Transformation der gesamten Organisation. Dafür müssen zunächst sämtliche relevanten IoT-Daten entlang der Prozessketten in Echtzeit erfasst werden. Im nächsten Schritt heißt es dann, diese Daten in strategische Unternehmenssysteme für Enterprise Resource Planning (ERP), Product Lifecycle Management (PLM), Customer Relationship Management (CRM) oder Business Intelligence (BI) zu integrieren.

Eine typische IoT-Anwendung dieses Reifegrads ist das sogenannte „Usage Monitoring“. Mithilfe der Nutzungsüberwachung von Geräten, Maschinen oder Fahrzeugen können Unternehmen beispielsweise ihr Garantiemanagement oder den Diebstahlschutz verbessern. Melden die Gerätesensoren ungewöhnliche Erschütterungen oder Überhitzung, ist dies ein Indiz für einen nichtvorschriftsmäßigen Gebrauch oder Einsatzort. Verändert sich nachts die Position einer Baumaschine oder wird ein Container geöffnet, liegt ein Diebstahl nahe und die Polizei kann automatisch alarmiert werden.

Sehr vielversprechend sind auch nutzungsbasierte Abrechnungsmodelle – von der Fräsmaschine über medizinische MRT-Aufnahmen bis hin zu Triebwerk oder Turbine. Der Kunde erwirbt dabei nicht mehr das Eigentum an einem Produkt, sondern zahlt für die Einsatzdauer, -häufigkeit oder die Menge bearbeiteter Werkstücke. Für die Hersteller ergeben sich daraus direkte, oft profitablere Geschäftsbeziehungen mit dem Endkunden und ein stetiger, planbarer Erlösstrom.

Stufe 5 – Innovation

Haben Unternehmen diesen höchsten IoT-Reifegrad erreicht, können sie disruptiven Trends flexibler begegnen und schneller auf Kundenbedürfnisse reagieren: indem sie zusätzliche Einnahmequellen erschließen, innovative Angebote kreieren oder neue Kundenerlebnisse schaffen. Dafür sind – zusätzlich zu den Anforderungen der Vorstufen – Technologien wie Augmented Reality, Künstliche Intelligenz mit Maschinellem Lernen und Mobile Integration gefragt.

Ein interessanter Use Case ist hier die automatisierte Nachbestellung von Produktions- oder Verbrauchsmaterialien. Egal ob Kaffeemaschine oder Produktionsanlage: Beide erkennen dank Sensoren und zuvor definierten Prozessparametern selbst, wenn der Vorrat zur Neige geht und lösen die Bestellung aus. Für Kunden bietet dieser Rundum-Sorglos-Service ebenfalls viele Vorteile. Manuelle Vorgänge entfallen, sie erhalten die Materialien und C-Teile bedarfsgenau und können ihre Lagerhaltung reduzieren.

Digitalisierungsreise: Der Entwicklungspfad führt für die Unternehmen typischerweise über fünf Stufen. Grafik: ECS

Der größte Fehler: Abwarten

Die Corona-Pandemie hat der Digitalisierung auch in Deutschland einen großen Schub verliehen. Wer sich jetzt noch nicht auf die digitale Transformationsreise gemacht hat, sollte schnellstens damit beginnen. Als Vorgehensweise hat sich der hier skizzierte, schrittweise Entwicklungspfad bereits vielfach bewährt. Denn auch die längste Reise beginnt mit dem ersten Schritt – egal, ob nach Rom geht, oder zu den Höhen der Digitalisierung.

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