Industrie 4.0 und E-Commerce

Industrie 4.0 ist ein Begriff, der in den letzten Jahren nahezu inflationär Eingang in den Sprachgebrauch gefunden hat. Doch was verbirgt sich hinter dem Begriff und wie kann er in Zusammenhang mit E-Commerce betrachtet werden?

Hinter dem Begriff Industrie 4.0 verbirgt sich vereinfacht ausgedrückt die Digitalisierung der industriellen Produktion. Kern einer digitalen Produktion sind im Wesentlichen zwei Entwicklungen: die Vernetzung und Selbststeuerung von Maschinen und Prozessen. Die Vernetzung von Systemen ermöglicht die Generierung von Daten und damit die Möglichkeit, Informationen auszutauschen, auszuwerten und aufeinander abzustimmen, damit diese sich wiederum selbst steuern können. Im Umkehrschluss bedeutet das, dass der Erfolg einer digitalen Produktion sowohl von der Quantität als auch der Qualität von Daten abhängt. Wurden diese Daten in der Vergangenheit ausschließlich in der Produktion generiert, stehen heute für die Optimierung zusätzliche Daten aus dem Ein- und Verkauf via Schnittstelle von E-Commerce Plattformen zur Verfügung.

Maschinen sind mit Schnittstellen ausgestattet. Sensoren erfassen, sammeln und kommunizieren Daten zu Steuerungseinheiten. Dabei handelt es sich um Daten wie z.B. Energieverbrauch, Geschwindigkeit, Wärme- und Geräuschentwicklung. Auf dieser Grundlage, dieses Sees an entstandenen Daten Data-Lake, können Steuersysteme automatisiert ganze Anlagen betreiben und koordinieren, Prozesse optimieren und Wartungsarbeiten einleiten. Darüber hinaus ist der gesamte Fertigungsweg einer digitalisierten Produktionsstätte in der Regel mit visuellen Systemen wie Kameras und Lichtanlagen ausgestattet, die die Überwachung aller Produkte erlauben. Vor Beginn des Fertigungsprozesses werden alle Produkte mit einem Code versehen. Mit diesem Produktcode können im unternehmensweiten Netzwerk die gesammelten Daten eingesehen und analysiert werden. In Echtzeit kann so mithilfe des Codes jedes Teil lokalisiert werden, der Fertigungsstand und die Qualität bestimmt und falls nötig nachbearbeitet werden. Werden diese Datensätze nun miteinander kombiniert, können Maschinen, Produktionszyklen und Wartungsarbeiten zusätzlich optimiert werden. Das Ziel: Senkung der Produktionskosten, Steigerung des Umsatzes und des Gewinns.

Alle Prozesse werden von digitalen Produktionsplanungs- und -steuerungssystemen (kurz PPS) gesteuert. Die übergeordnete Instanz für langfristige, strategische Planung und Steuerung sind Enterprise Ressource Planning-Systeme (ERP-Systeme). Hier werden die Stamm- und Bewegungsdaten gesammelt, verwaltet und analysiert. In der Theorie können dazu Daten aus allen Unternehmensbereichen, angefangen beim Human Resource Management, bis hin zu produktbezogenen Informationen und natürlich auch aus der Produktion einfließen. Ein Nachteil dieser auf langfristige Planung ausgelegten Systeme besteht allerdings in der Reaktionszeit bei Störungen. Diese Systeme sind kaum flexibel und können auf kurzfristige Ereignisse wie den Ausfall einer Maschine oder eine Auftragsänderung kaum oder nur sehr langsam reagieren. Für spontane Ereignisse sind normalerweise unterstützende Applikationen verantwortlich, die nur wenig oder schlecht an ERP-Systeme angebunden sind. Aus diesem Grund wird eine weitere, zwischengelagerte Instanz benötigt: das Manufacturing Execution System (MES).

Um die Produktion weiter zu optimieren, damit alle Unternehmensbereiche davon profitieren, sind Daten in hoher Quantität und Qualität notwendig. Fließen mehr Daten mit hoher Qualität in ein PPS ein, kann besser optimiert werden und alle Unternehmensbereiche davon profitieren. An dieser Stelle kommen nun Daten aus Einkauf und Vertrieb ins Spiel. Neben einer effizienteren Produktion lässt sich mit ihnen ein weiteres, häufig vernachlässigtes Ziel erreichen: Eine Produktion, die den Bedürfnissen des Marktes entspricht. Um dieses Ziel zu erreichen, sind passende Lösungen und Schnittstellen notwendig. Digitale Kanäle im Einkauf und Vertrieb stehen zwar schon seit geraumer Zeit zur Verfügung, eine Herausforderung ist jedoch, dass Standard Einkaufs- und Vertriebsportale nur unzureichend oder bisher gar nicht in der digitalen Produktion genutzt werden. Dabei ist genau das mit der Industrie 4.0-Produktion möglich und häufig auch von Kunden gewünscht. Mit einem flexiblen Produktangebot und unterschiedlichen Losgrößen kommt die industrielle Produktion nur selten zurecht, im Gegenteil zu E-Commerce-Plattformen.

Auf E-Commerce-Plattformen werden Produkte flexibel angeboten. Inzwischen können Kunden ein Produkt sogar nach eigenen Wünschen individualisieren. Grenzen sind dabei lediglich die Kapazitäten eines Unternehmens in der Produktion. Somit steht die E-Commerce-Plattform sogar für das Ende der standardisierten Produktpalette und ist das Ohr einer am Kundenwunsch orientierten Produktion. Gelangt eine Anfrage über eine E-Commerce-Plattform via MES in die Produktion, kann über eine digitale Simulation (oder auch digital Twin) die unterschiedlichen Möglichkeiten einer Produktion ermittelt und gleichzeitig auch die Kosten berechnet werden. Diese Informationen laufen anschließend an die Plattform zurück, der potenzielle Kunde kann die Daten einsehen und entscheiden, ob er mit den Parametern einverstanden ist und gibt die Bestellung im besten Falle direkt auf. Die Bestellung wiederum kann im letzten Schritt wieder direkt über das MES in die Produktion eingeplant werden. Ein weiterer Vorteil liegt im Bereich der Lieferketten. Angebundene E-Commerce Plattformen liefern die notwendigen Informationen für MES und ERP, helfen die erforderlichen Rohstoffe und Vorprodukte zu ermitteln, sowie die zur Qualitätssicherung notwendigen Informationen bereitzustellen. Und schließlich, dank der im Idealfall vorhandenen Produktcodes, können Produktionssoftware als auch der Vertrieb den gesamten Produktionsvorgang auslösen, über das Monitoring begleiten und automatisieren.

Der Vorteil einer datengetriebenen Produktion besteht darin, dass Informationen aus allen Unternehmensebenen bis hin zum Endkunden einen wirklichen Mehrwert bieten. Im Vergleich zu der reinen Fokussierung auf Produktionsdaten kann mittels E-Commerce-Plattformen die Produktion dem Kunden direkt zugänglich gemacht werden. Profitieren können davon alle Bereiche eines Unternehmens.

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