15.12.2020

Digitalisierung als Impfstoff für den Maschinenbau

Innovationen im Maschinenbau liegen in der Digitalisierung

Ein Impfstoff wird immer dann benötigt, wenn sich eine ansteckende Krankheit breit macht. Der Maschinenbau muss kein COVID-19 fürchten, dafür aber mögliche Folgen in Form von Wirtschaftskrisen und Rezessionen.

Digitalisierung und Innovation als Impfstoff für den Maschinenbau

Um gegen Wirtschaftskrisen und Rezessionen gewappnet zu sein, muss sich der Industriezweig des Anlagen- und Maschinenbaus so stark aufstellen, dass auch längere Durststrecken zu überstehen sind. Innovation und Digitalisierung sind die Stichworte, genau wie Industrie 4.0 und Cloud-On-Demand-Engineering. Über diese Schritte wird eine Immunisierung gegen Krisen jeder Art möglich. Diese bringt Vorteile für Maschinenbauer aus Deutschland, ganz Europa und aus der ganzen Welt mit sich.

Digitalisierung und tiefgreifende Innovationen: Der Schlüssel zur gesicherten Zukunft des Maschinenbaus

Die Digitalisierung des Maschinenbaus bietet europäischen Unternehmen enorme Vorteile in Bezug auf Produktivität und Leistung. Hier ist vornehmlich die Cloudifizierung dieses Sektors zu nennen. Rechenprozesse im Hochleistungsbereich werden hierdurch maßgeblich erleichtert. Das ist wichtig, denn dieses Verfahren ist hochgradig anpassbar und kostensparend. Die Digitalisierung der Maschinenbauindustrie hat stetig Fortschritte gemacht. Weiterhin werden wesentliche Funktionen ihrer Wertschöpfungskette zunehmend digitalisiert. Dadurch wird das Produktportfolio der Branche mit digitalen Funktionen erweitert. In der Folge können innovative datenbasierte Dienstleistungen eingeführt werden.

Vorteile der Digitalisierung im Maschinenbau durch Innovationen

Die Vorteile der intelligenten Industrie sind enorm. Diese lassen sich übersichtlich darstellen:

• höhere Produktivität
• verbesserte Ressourceneffizienz
• geringerer Energieverbrauch
• weniger Ausfallzeiten
• seltenere Wartungsintervalle der Maschinen
• seltenere Defekte
• kürzere Markteinführungszeiten
• erhebliche Leistungssprünge im Bereich Produktivität

Was die Digitalisierung des Maschinenbaus mit sich bringt

Die Innovation der Digitalisierung ist Teil des Oberbegriffs Industrie 4.0. Dieses zukunftsorientierte System erhöht den Bedarf von Unternehmen, Daten aus verschiedenen externen Quellen zu integrieren und zu verarbeiten. Auf diese Weise entstehen neue Kooperationsmodelle, durch welche das Umsatzpotenzial deutlich effizienter ausgeschöpft werden kann. Der Fokus liegt dabei auf der Wertschöpfungskette und die gesamte Zeitspanne des Produktlebenszyklus. Nur eine enge Zusammenarbeit, strategische Allianzen und eine funktionsübergreifende Integration zwischen verschiedenen Unternehmen, werden eine effizientere Nutzung ermöglichen. Zudem werden neue Arbeitsplätze und Unternehmen geschaffen, denn zur Realisation sind ergänzende Technologien sowie Dienstleistungen notwendiger Standard.

Cloud-On-Demand-Engineering als Revolution im Maschinenbau

Die wichtigsten Eckpunkte der Digitalisierung im Maschinenbau werden unten zusammengefasst:

Cloud-basierte Maschinenbaudienstleistungen

Wird gewöhnliche CAD-Software (Computer Aided Design) und / oder CAE-Software (Computer Aided Engineering) auf lokalen Maschinen betrieben, werden diese zu Cloud-On-Demand-Engineering-Anwendungen, was für die Ingenieurbüros eine revolutionäre Umstellung mit sich bringt.

Datentransfer

Zusammengehalten werden alle Komponenten durch Daten, die quasi jedes einzelne Element miteinander verbinden. Industrie 4.0 und seine technologischen Bereiche sind fast ausschließlich auf Daten gestützt.

Bedeutung von Daten für die Industrie
Erhebung, Verarbeitung und Analyse von Daten ist ein wertvolles Mittel für den Maschinenbau

Der Paradigmenwechsel reicht vom Fokus auf physische Werte bis zur Optimierung der Verarbeitung, deren Analyse und der gemeinsamen Nutzung von Daten. Diese wertvollen Fakten werden über die gesamte Wertschöpfungskette und den gesamten Produktlebenszyklus hinweg erhoben. Der große Vorteil dieser Daten besteht darin, dass sie neue Marktchancen bieten. Die anfallenden und in der Tat riesige Datenmengen werden von Mitarbeitern, Kunden, Prozessen, Unternehmen, Produkten und Maschinen erstellt. Überdies lassen sich diese Daten problemlos generieren, sammeln, verarbeiten und für Dritte freigegeben.
 

Ultrahochgeschwindigkeits-Breitbandkonnektivität

Die Entwicklung und Erweiterung einer schnellen und zuverlässigen Internetverbindung ist für die Bereitstellung von Unterstützungsdiensten für den digitalen Maschinenbau der nächsten Generation von entscheidender Bedeutung. Industrie 4.0 und die Digitalisierung im Maschinenbau können nur dann funktionieren, wenn diese riesigen Mengen von Daten in Echtzeit global transferiert werden können.

Netzwerk von Datenzentren und solchen für High Performance Computing

Die Erzeugung großer Datenmengen erfordert eine sichere Datenverwaltung und die Verarbeitung der Datenmengen muss in extrem hoher Geschwindigkeit möglich sein. Ebenso essentiell ist die gesicherte Datenspeicherung, wozu spezielle Programme sowie Hardware erforderlich werden. Insgesamt bedingt die Digitalisierung im Maschinenbau, dass umfangreiche IT-Ressourcen vorhanden sein müssen, wobei Cloud-basiertes HPC die entscheidende Rolle spielen wird.

Kritiker der Digitalisierung sagen Umsatzverluste beim Maschinenbau voraus

Befürworter sagen goldene Ära für den Maschinebau voraus

Neue Technologien wie digitale Plattformen eröffnen auch dem Maschinenbau bislang unbekannte Möglichkeiten. Da beide die Effizienz bestehender Systeme um ein Vielfaches steigern, sehen Maschinenkonstrukteure ihr Geschäft bedroht. Digitalisierung und Vernetzung verändern bereits heute die Produktion von Waren und Geräten aller Art und werden in Zukunft noch viel mehr bewirken. Intelligente Maschinenparks und Roboter werden autonom miteinander kommunizieren. Sie können Produktionsprozesse selbstständig steuern und überwachen. In solchen Maschinenhallen werden Menschen fast nicht mehr benötigt. Befürworter behaupten, dass so für den Maschinenbau eine goldene Ära beginnt. Schließlich kann der Kostenfaktor menschlicher Arbeit ersetzt werden.

Etablierte Geschäftsmodelle in Gefahr

Die Digitalisierung hat jedoch auch einen Nachteil für Maschinenbauer. Viele Führungskräfte der Branche glauben, dass der Beginn einer Störung unmittelbar bevorsteht. Sie befürchten, dass ihr etabliertes Geschäftsmodell scheitern wird. Die Verpackungsindustrie zeigt das Problem der Maschinenbauer deutlich: Insbesondere bei Fast Moving Conumer Goods (FMCG) gibt es eine große Anzahl von Verpackungen, die bis auf den Aufdruck nahezu identisch sind - beispielsweise Joghurtbecher. Das Geschäft der Verpackungsindustrie besteht darin, Molkereien mit Maschinen auszustatten, damit diese ihre Produkte direkt abfüllen können. Für das Geschäftsmodell einer Molkerei ist eine solche Maschine unbedingt erforderlich - obwohl sie nur die Hülle des eigentlichen Produkts produziert. Da Joghurtbecher sehr ähnlich oder technisch identisch sind, rüstet die Verpackungsindustrie die verschiedenen Molkereien mit ähnlichen Systemen aus.

Weltweite Digitalisierung und Vernetzung
Digitalisierung und Vernetzung verändern bereits heute die Produktion von Waren und Geräten

Nutzungsprobleme verursachen Aufwand und Kosten. Eine Verpackungsmaschine, die nicht zu 100 Prozent ausgelastet ist, verursacht Kosten für jede Molkerei. Für ein einzelnes Unternehmen ist es jedoch unmöglich, die Produktionskapazität seiner eigenen Verpackungslinie immer an ihre Grenzen zu bringen. Die produzierte Menge hängt von vielen anderen Faktoren ab: Zum Beispiel dem Milchpreis, der Menge der gelieferten Rohstoffe, der Kapazität der Maschinen und dem Abverkauf. Jede Molkerei steht daher vor dem Problem, eine Anlage betreiben zu müssen, die für die eigene Produktion unbedingt erforderlich ist, ohne sie optimal nutzen zu können. Oder die produzierte Joghurtmenge ist zu groß, um von der Verpackungsanlage gefüllt zu werden. Dies stellt sich dann als Engpass heraus, der die Leistung der gesamten Anlage drosselt und damit indirekt Kosten verursacht. Schließlich lässt sich das sonst mögliche Umsatzpotenzial nicht ausgeschöpfen.

Digitale Plattformen handeln mit Kapazitäten

Dieses Dilemma kann mit digitalen Werkzeugen gelöst werden. Denn ein intelligentes vernetztes Verpackungssystem kennt seine Kapazitätsauslastung. Ein Milchunternehmen kann diese Informationen auch anderen Partnern zur Verfügung stellen. Zum Beispiel Betreiber digitaler Plattformen, die Informationen über nicht genutzte Kapazitäten anbieten und diese vermarkten. Auf solchen Portalen kann eine Molkerei sehen, welches andere Unternehmen in unmittelbarer Nähe über eine ähnliche Verpackungsanlage verfügt und wie die Kapazitätsauslastung ist. Wenn eine Über- oder Unteranforderung der eigenen Verpackungslinie droht, kann ein Molkereiunternehmen entweder die verfügbaren Kapazitäten eines anderen Unternehmens in der Nähe nutzen oder seine eigenen Ressourcen einem anderen Unternehmen zur Verfügung stellen. Digitale Handelsplattformen und die Vernetzung von Maschinen ermöglichen es somit, vorhandene Kapazitäten optimal zu nutzen. Für die Verpackungsindustrie bedeutet dies, dass Molkereien künftig mit weniger Maschinen die gleiche Leistung erbringen können. In der Folge gehen bei den Maschinenbauern weniger Aufträge für neue Maschinen ein, weil die bereits gelieferten Modelle schlicht zu gut sind.

Digitalisierung im Maschinenbau versus AirBnB - ein Vergleich

Im AirBnB wird Geld verdient, weil vorübergehend oder dauerhaft freier Wohnraum kurzfristig an Menschen vermietet wird. Ähnlich sieht die Zukunft im digitalisierten Maschinenbau aus. Hat beispielsweise eine Abfüllanlage eine regelmäßige Tagesauslastung von 50%, so können die verbleibenden Kapazitäten an andere Unternehmen abgetreten werden.

Digitale Plattformen handeln mit Kapazitäten
Der Handeln mit Kapazitäten dient der optimale Auslastung von Verpackungssysteme in der Milchindustrie

Das ist für die zeitweisen Nutzer allemal preiswerter als die Anschaffung einer neuen oder der Austausch der bestehenden gegen eine größere Abfüllanlage. Der Anbieter solcher Kapazitäten ist hier im Vorteil, denn er verdient durch die vorübergehende Ausleihe. Und dies ohne größeren finanziellen Aufwand, denn die Fixkosten für die eh vorhandene Maschine ändern sich kaum. Auch die Vermittlungsplattform für freie Produktionskapazitäten verdient durch ihre Dienstleistung. Maschinenbauer, die sich dieses Umstandes bewusst sind, finden hier Wege mit der Digitalisierung zu gehen, statt leere Auftragsbücher zu befürchten. Sie müssen jedoch Aspekte ihres Angebotes neu prüfen und ihre Leistungen auf diese neuen Kundenbedürfnisse anpassen. Ob sie sich entschließen, kostenpflichtige After-Sale-Produkte mitanzubieten oder beispielsweise neue Supportlösungen – aus neuen Herausforderungen ergeben sich auch neue Möglichkeiten.

Fazit: Digitalisierung im Maschinenbau als Herausforderung und Chance

Industrie 4.0, die Digitalisierung und andere Innovationen werden zu beispiellosen technischen Möglichkeiten führen, die bis in die Gegenwart noch nicht zu Ende gedacht sind. Es werden sich neue Geschäftsfelder auftun, die insgesamt die komplette Branche und verwandte Bereiche revolutionieren werden. Tatsächlich können digitale Werkzeuge die Effizienz neuer und der bestehenden Anlagen enorm steigern.

In der Folge sichert die Digitalisierung die Nachhaltigkeit, zu der jeder Einzelne in Zukunft zunehmend gezwungen sein wird. Allerdings ist dabei zu bedenken, wohin dieser Weg führt, damit keine Umsatzeinbrüche drohen. Denn: Können mit weniger Systemen die gleichen oder sogar höhere Leistungen erreicht werden, heißt das für Maschinenbauer, sich jetzt intensiv mit dem Kaufverhalten ihrer Kunden zu beschäftigen, um hier Auftragslagen zu sichern. Wie sich dieses Verhalten ändern könnte, zeigt beispielsweise die Landwirtschaft. Dort werden Maschinenparks bereitgehalten, damit sich jeder angeschlossene Landwirt das benötigte High-Tech-Erntefahrzeug ausleihen kann. Auf diese Weise wurde die Produktivität der einzelnen landwirtschaftlichen Betriebe drastisch erhöht, ohne dass diese von den hohen Kosten für die Anschaffung von Maschinen erdrückt werden. Entschließen sich Maschinenbauer dazu, ähnliche Technik-Parks zu gründen und die eigenen Maschinen nicht zu verkaufen, sondern zu vermieten, kann die Digitalisierung für den Maschinenbau in der Tat ein segensreicher Impfstoff sein. Dazu ist es notwendig, dass sich die Maschinenbauer mit ihren bestehenden Geschäftsmodellen auseinandersetzen und neue Wege im Rahmen der Digitalisierung einschlagen, um am Markt präsent zu bleiben.