Digitalisierung lässt sich nicht von heute auf Morgen umsetzen – es ist ein Prozess, der schrittweise und in aufeinander aufbauenden Stufen ablaufen wird. Gemeint sind hier keineswegs nur technische Themen, sondern auch Verwaltungs­strukturen, Sicherheitsfragen, Kundenerwartungen und vieles mehr. Lernen erfordert dabei immer iterative Prozesse, braucht also Zeit, und oft werden Fortschritte erst nach Fehlern erzielt, was neben Zeit auch Geld kostet.

Bleibt also die Frage, wie sich die schrittweise Digitalisierung für das eigene Unternehmen am besten vorantreiben lässt.
Die Digitalisierung wird häufig als Vier-Stufenmodell dargestellt. Die erste Stufe dient der Steigerung der Betriebseffizienz mit dem Ziel, die Produktivität zu steigern. Daten aus den Fertigungsanlagen werden gesammelt, um den Produktionsprozess besser zu kon­trollieren, die Flexibilität zu erhöhen und die Betriebskosten zu senken. Die meisten Unternehmen befinden sich aktuell auf dieser Stufe. Den nächsten Schritt (Stufe 2) sind auch schon einige gegangen. Hier geht es um die Realisierung neuer Produkt- und Serviceangebote wie Pay per Use, Daten-Monetarisierung und softwarebasierte Dienstleistungen. Daran schließt sich die Stufe der Ergebnisökonomie mit ihren datenbasierten Geschäftsmodellen an. Unternehmen werden dann die Lieferung auf Waren oder Dienstleistungen umstellen, die ganz individuelle Kundenherausforderungen lösen und messbare Ergebnisse erzielen. Stufe vier wäre dann die smarte Fabrik, die auf vollständiger Digitalisierung mit autonomen Systemen sowie künstlicher Intelligenz basiert und schlussendlich eine individuell und autonom gesteuerte Produktion ermöglicht.

Erster Proof of Concept entscheidet

Soweit die Theorie. Umfangreiche Praxiserfahrungen hat HMS Industrial Networks. Das Unternehmen gilt als unabhängiger Anbieter von Lösungen für die industrielle Kommunikation sowie das IIoT. „Aus vielen Gesprächen mit unseren Kunden wissen wir, dass die Motivation zum Start der Digitalisierung zwar unterschiedlich ist, ein erfolgreiches Vorgehen aber immer Engagement und klar definierte Erwartungen verlangt, zum Beispiel im Hinblick auf die Kapitalrendite“, berichtet Thierry Bieber, Industrie Segment Manager Industrial Automation bei HMS. Deshalb ist es empfehlenswert, sich bei einem ersten Proof of Concept (POC) auf einige schnelle Gewinne zu konzentrieren.
Es gibt prinzipiell viele Möglichkeiten, selbst eine IIoT-Lösung zu realisieren, beispielweise indem die Daten mit kostengünstiger Hardware an eine Cloud-Plattform übertragen werden, Open-Source-MQTT-Treiber implementiert werden und der Umgang mit einer IoT-Plattform wie Microsoft Azure oder Amazon Web Services (AWS) erlernt wird. Aber welche Kosten werden nach der Umsetzung gespart und wie viel Zeit und Fachwissen sind erforderlich, um hier einen ersten POC zu erstellen? HMS rät seinen Kunden deshalb zu einem kalkulierbaren Vorgehen, zum Beispiel mit einem industriellen IoT-Gateway. Das ist eine integrierte IIoT-Lösung – digitale oder analoge Sensoren einer Maschine können einfach an eine Plattform „angeschlossen“ werden. Gleichzeitig lassen sich auch Daten von einer Maschinen-SPS abrufen, Alarme oder Visualisierungs-Dashboards lokal erstellen und auf ein Cloud-Konto spiegeln. Der erste POC kann so in etwa einem halben Tag auch von Mitarbeitern ohne IT-Fachwissen erstellt werden und dem Management schnell aussagekräftige Ergebnisse liefern. Die Schritte der IIoT-Strategie lassen sich zügig validieren oder anpassen, um die Grundlage für den folgenden Schritt zu schaffen.
Der könnte so aussehen, dass die neue IIoT-Lösung beim eigenen Pilotkunden implementiert wird. Hier ergeben sich weitere Herausforderungen. Es gilt unterschiedliche Kommunikationsstandards zu implementieren, weil die Lösung zum Beispiel in verschiedenen Märkten installiert werden soll und mit allen wichtigen Steuerungen interagieren muss, die jeweils ihre eigenen Standards haben. Auch die Cloudanbindung kann zur Herausforderung werden, da beispielsweise jetzt zusätzlich drahtlose Technologie oder Mobilfunktechnologie für die Kommunikation berücksichtigt werden muss.
Spätestens zu diesem Zeitpunkt stellt sich die Frage, ob es nicht sinnvoll wäre, sich bei der Digitalisierung Unterstützung zu holen oder alles allein umzusetzen. „Wer selbst verschiedene Technologien, Software und Hardware mit einer starken eigenen Implementierung zusammenstellt, hat natürlich immer die volle Kontrolle, muss aber auch viel Zeit und Fachwissen investieren“, gibt Bieber zu bedenken. „Für das zuletzt geschilderte Szenario beispielsweise bieten unsere verschiedenen Edge-Familien eine Lösung „von der Stange“, mit der Anwender jeden Markt ansprechen können. Dies beinhaltet die Unterstützung gängiger Feldbusse für eine schnelle Prozessdatensynchronisation, aber auch der SPS-eigenen Messaging-Protokolle zum Auslesen von Daten aus der SPS-CPU ohne Programmänderungen, was bei Brownfield-Installationen ideal ist.“

Sicherheitsfragen und Kundenakzeptanz

Der Erfolg einer solchen IIoT-Lösung hängt von der Akzeptanz der Endkunden ab, die externe Konnektivität und gemeinsame Datennutzung zulassen müssen. Fernzugriffsdienste sind dafür ein gutes Beispiel. „Die meisten Maschinenbauer, die zu uns kommen, haben diese Maschinenkonnektivität bereits genutzt, um Fehler zu beheben, ohne das Büro zu verlassen. Ungefähr 10 Prozent der Maschinen sind heute mit entsprechenden Lösungen ausgestattet, die häufig auf einer Software-Konnektivität wie Teamviewer oder normalen IT-Routern basieren“, fährt Bieber fort. Allerdings gilt es, Sicherheit zu gewährleisten. Die Implementierung eines VPN-Tunnels oder einer TLS-Verschlüsselung für die Kommunikation reichen hierfür nicht aus. Zertifizierungen gemäß Sicherheitsstandards wie ISO 27001 oder IEC 62443 sind wichtige Aspekte bei der Lösungsauswahl, verkürzen die Zeit für Sicherheitsaudits deutlich und führen zu hoher Kundenakzeptanz. Dies ist eine der größten Herausforderungen für diejenigen, die sich mit dem Gedanken tragen, eine IoT-Lösung selbst zu realisieren und erfordert hohe Investitionen und organisatorische Anpassungen im Unternehmen.
Mit Unterstützung lassen sich diese Prozesse besser, schneller und schlussendlich auch kostengünstiger umsetzen. Eine sichere Edge-Gateway-Plattform, die zuverlässige Kommunikation mit verwalteter Datenintegrität (kein Datenverlust bei Problemen mit der Internetverbindung) und eine sichere, hochverfügbare Cloud-Plattform, die regelmäßig mit simulierten Angriffen getestet wird, sorgen für durchgängige Datensicherheit. Spätestens dann, wenn Unternehmen IIoT-Lösungen weltweit nutzen wollen, gilt es – neben der Anwenderakzeptanz und Sicherheit – den Faktor Zeit zu berücksichtigen, denn neue Wege sind mit vielen Unsicherheiten und Lernschritten verbunden. Lange Lernzyklen werden heute nicht mehr akzeptiert, da Time to Market immer wichtiger wird. „Unterstützung bei der Digitalisierung rechnet sich deshalb. Wir sehen immer wieder bei unseren Kunden, wie sinnvoll es sein kann, wenn diese sich auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren. Für die Endanwender lässt sich so deutlich höherer Mehrwert generieren, was wiederum die Akzeptanz steigert“, betont Bieber.

Make or buy?

Ist es also eine gute Idee, die Digitalisierung selbst in Angriff zu nehmen, oder sollte man Lösungen und Wissen zukaufen? Entscheidet man sich für ersteres, hat man die Kontrolle über die zu implementierenden Technologien und Funktionen. Allerdings ist ein hohes Maß an Fachwissen und Ressourcen erforderlich, um eine Infrastruktur für die IIoT-Konnektivität aufzubauen und anschließend über viele Jahre zu warten. Die Implementierungs- und Lernkurve führt obendrein meist zu einer späteren Markteinführung. Hinzu kommt das interne Risiko- und Leistungsmanagement bei Dienstleistungen sowie die Investitionskosten für Hardware, Lizenzen, Schulungen etc.
Wer sich fürs Zukaufen entscheidet, kann sich dagegen auf das eigene Fachwissen konzentrieren und verkürzt seine Time to Market. Zudem profitiert der Anwender von bewährten Lösungen für die IIoT-Konnektivität, Lieferanten-SLA (Service Level Agreement) inklusive. Zudem lassen sich die Kosten vorausschauend kalkulieren und gemeinsame Infra­strukturen nutzen. Einzige Voraussetzung: Man muss sich auf die „gekauften“ Technologien verlassen können. „Dann entsteht eine gute Basis für eine stabile und langfristige Partnerschaft während des gesamten Digitalisierungsprozesses“, so Bieber abschließend.