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Expertenbeitrag

Dipl.-Ing. Steffen Himstedt

Dipl.-Ing. Steffen Himstedt

Geschäftsführer

Dieser Beitrag ist im Rahmen des Themenspecials "SPS 2019" erschienen.

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Kommentar

In 6 Schritten zur digitalen Transformation in der Produktion

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Ing. Steffen Himstedt / Sebastian Human

Digitalisieren Sie schon oder suchen Sie noch? Der digitale Wandel ist in vollem Gange und bereitet so manchem Unternehmen Kopfzerbrechen. Dabei müsste das gar nicht sein - wie man in sechs Schritten Digitalisierungsprojekte in der Produktion umsetzt.

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Mit einer durchdachten Strategie gelingt die digitale Transformation.
Mit einer durchdachten Strategie gelingt die digitale Transformation.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay)

Der nächste Digitalisierungskongress steht sicherlich schon kurz bevor und wieder werden Heerscharen von Besuchern die Vorträge aufsaugen. In den Pausen werden sich die Teilnehmer unterhalten, um herauszufinden, was man denn nun digitalisieren muss und wie man das am besten angeht. Danach wird man wieder nach Hause fahren und vermutlich feststellen, dass man noch nicht genug weiß, um anzufangen und noch mehr Informationen nötig sind… oder, Sie fangen einfach mal an! Huch, wie verrückt ist das denn?

Digitalisierung ist nicht gleich digitale Transformation

Wie heißt es schön, der Appetit kommt beim Essen und daher ist die Empfehlung der Experten, mit der Digitalisierung einfach anzufangen. Unternehmen sollen mit kleinen Projekten, Proof of Concepts oder einfachen Prototypen starten, um Innovationen zu fördern und ein kreatives Umfeld zu schaffen, welches für die digitale Transformation notwendig ist. Es gibt übrigens einen Unterschied zwischen Digitalisierung und digitaler Transformation. Bei der Digitalisierung werden bestehende Produkte und Prozesse in der digitalen Welt abgebildet. Entweder 1:1 parallel als digitale Kopie beziehungsweise Digitaler Zwilling oder ein Produkt wird nur noch digital angeboten. Am einfachsten lässt es sich anhand eines Musikstücks erklären. Wurden zu Anfang noch analoge Datenträger erstellt, wurden später digitalisierte Musikstücke auf einer CD digital gespeichert. Trotzdem wurde diese CD noch über den klassischen Vertriebsweg angeboten.

Digitale Transformation bedeutet nun, dass die Musik digital im Studio produziert und als digitales Musikstück über digitale Vertriebswege angeboten wird. Was die Musik beim Zuhörer auslöst, ist immer noch das Gleiche, sprich an den Bedürfnissen des Nutzers und an der Leistung des Produktes selbst hat sich noch nicht einmal etwas geändert und dennoch läuft alles anders. Wenn man jetzt noch bedenkt, dass durch die Digitalisierung neue Zielgruppen erreicht und neue Bedürfnisse befriedigt werden können (z. B. Autos per App kurzfristig mieten), was vorher technisch gar nicht möglich war, erschließt sich das komplette Potenzial der Digitalisierung. Aber weil diese so komplex und vielfältig ist und man nichts falsch machen möchte, ist die erste Reaktion oft „Abwarten“. Dieser Prozess lässt sich aber auch proaktiv gestalten, um zu „agieren“ statt später nur „reagieren“ zu können.

Die eigene Digitalisierungsstrategie festlegen

Anhand von sechs Stufen ist es möglich, seine eigene Digitalisierungsstrategie zu definieren und mit ersten Prototypen zu testen. Die sechs Stufen sind:

1. Strategie – Möglichkeiten entdecken

2. Readiness – Fitness Check durchführen

3. Roadmap – Richtung und Meilensteine festlegen

4. Technologie – Radar der technischen Möglichkeiten

5. Prototyp-Entwicklung – Erste funktionale Anwendung umsetzen und testen

6. Realisierung – Umsetzungsprojekt starten

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Strategie

Nur wer weiß, in welchen Hafen gesegelt werden soll, kann die Segel entsprechend setzen. Daher ist es zunächst wichtig, sich über das Ziel im Klaren zu sein, alle Beteiligten abzuholen und ein gleiches Zielverständnis zu haben. Speziell in dieser Phase bietet sich Design Thinking als Methode an. Diese Methodik ist immer dann gut einsetzbar, wenn eine offene Fragestellung aus Anwenderperspektive in einem interdisziplinären Team angegangen werden soll. Es ist also noch nicht klar, was und wie ein Produkt zukünftig angeboten wird, aber es soll einen Nutzen für den adressierten Anwender bringen. Der Design-Thinking-Prozess schafft zunächst ein tiefgehendes Verständnis der Problemstellung bei allen Beteiligten, eröffnet dann einen breiten Lösungsraum und hilft, die richtige Auswahl durch unmittelbares Anwender-Feedback zu treffen. Kreativitätstechniken, haptische, funktionale Prototypen und unmittelbare Rückmeldungen der potenziellen Anwender zeichnen diese Methodik aus. Der gefundene Lösungsansatz stellt die Strategie der Digitalisierungsaufgabe dar. Diese kann eine Digitalisierung der bestehenden Prozesse sein, um die Effizienz zu erhöhen, genauso kann es sich um ein komplett neues Geschäftsmodell auf Basis des Digitalen Zwillings handeln. Der Ausgang des Workshops ist grundsätzlich offen.

Readiness

Es ist eine realistische Ist-Aufnahme notwendig, um die Lücken zu analysieren, die möglicherweise zu schließen sind. So kann dann der Weg zur Lösung beschrieben werden. Beim Readiness-Check sind die Dimensionen Mensch, Organisation und Technik zu untersuchen, um festzustellen, wie fit die Organisation oder Einheit für die geplante Digitalisierung ist. Zu kontrollieren ist, ob die Personen über die notwendigen Kenntnisse,Fähigkeiten und auch den Willen verfügen, den Veränderungsprozess mitzugestalten und mitzugehen. Die anfallenden Aufgaben und Funktionen werden auf Basis situativer und spezifischer Stärken verteilt. Bei der Organisation muss überprüft werden, wie agil die Strukturen auf Veränderungen reagieren können. Gegebenenfalls erfolgt ein neuer Zuschnitt der Aufgaben und Rollen. Die vermutlich einfachste Überprüfung findet auf technischer Ebene statt – wie weit können Funktionen und Prozesse bereits vernetzt und dezentral in Echtzeit umgesetzt werden? Sprich, wie modular und vernetzt ist meine Fertigung und welche neuen Technologien können den Prozess unterstützen.

Roadmap

Nach den ersten beiden Phasen steht nun das Ziel fest und die Handlungsfelder sind durch die Gap-Analyse identifiziert. Die Roadmap stellt zu diesem Zeitpunkt noch keinen detaillierten Projektplan zur Verfügung, sondern ordnet die Unterziele und Meilensteine korrekt an. Dies ist wichtig, um die Priorisierung der Aufgaben und Ressourcen richtig setzen zu können. Am Ende steht dann ein Programmplan, der die einzelnen Handlungsfelder auf Basis des jeweiligen Industrie-4.0-Reifegrades in eine sinnvolle Reihenfolge (Roadmap) von Einzelprojekten bringt.

Technologie

Wer in einer gängigen Suchmaschine die Phrase „Industrie 4.0 Technologien“ eingibt, erhält nahezu vier Millionen Ergebnisse. Damit wird klar, dass niemand einen vollständigen Überblick geben können wird. Durch den in der ersten Phase definierten Anwendungsfall schränken sich die Möglichkeiten aber wiederum drastisch ein. In dieser Phase geht es also darum, den Markt nach möglichen, unterstützenden Technologien zu sondieren und deren Anwendbarkeit und Marktreife zu bewerten. Möchte manbeispielsweise an einem Montagearbeitsplatz die Interaktion des Handwerkers, der beide Hände voll hat, mit den IT-Systemen neu definieren, gilt es, Gestensteuerung, Sprachsteuerung undBlicksteuerung zu überprüfen. Soll die Datenerfassung optimiert werden, könnten statt des klassischen Handscanners ein smarter Handschuh mit integriertem Scanner oder Datenbrille als Erfassungsgehilfen eingesetzt werden.

Prototyp-Entwicklung

Der Prototyp in dieser Phase geht schon deutlich über den Prototypen in der Design-Thinking-Phase der Strategie-Entwicklung hinaus. Ein gebasteltes Papier-Scribble reicht hier nicht mehr aus, es handelt sich aber auch noch nicht um ein wirkliches Proof of Concept. Es geht in dieser Phase darum, die funktionalen Aspekte der Idee zu testen, eine volle Integration in Back-End-System oder ähnliches ist hier noch nicht notwendig. Eine leichte, schlanke Anwendung soll veranschaulichen, wohin die Reise geht und dient der Überprüfung, ob ein Konzept generell funktionieren könnte. Man spricht hier auch von einem Minimum Viable Product (MVP), wörtlich ein "minimal überlebensfähiges Produkt". Es geht also um die Grundfunktion, hübsch - sprich Nutzerfreundlichkeit et cetera - kommt später. Wichtig ist, an dieser Stelle auch schon sehr früh die Rückmeldungen der Anwender einzuholen. Wie würden sie es benutzen? Was ist gut? Was funktioniert so noch nicht? Die Entwicklung des Prototyps geschieht somit auch iterativ in mehreren Schleifen. Prototypen sind zudem sehr gut geeignet, um den „Geldgebern“ der späteren Realisierungsphase den Fortschritt zu zeigen und zu beweisen, dass man auf dem richtigen Weg ist.

Realisierung und Go-Live

In der Realisierungsphase angekommen, geht es nun darum, die Idee in den Live-Betrieb zu überführen. Jetzt gilt es zu validieren, wann welche Systeme miteinander kommunizieren müssen. Idealerweise wird dies graphisch in einem Prozessdiagramm dargestellt. Die bildliche Darstellung hilft abteilungsübergreifend (beispielsweise IT und Fertigung), ein einheitliches Verständnis vom finalen Prozess zu erhalten. Nach Auswahl der notwendigen Technologien und Systeme wird der Projektplan mit den notwendigen Meilensteinen abgestimmt. In den meisten Fällen empfiehlt es sich hier, eine agile Projektmethodik zu verwenden, um rechtzeitig auf Änderungen reagieren zu können. Je nach Umfang kann es auch notwendig sein, zunächst ein Proof of Concept an einer Maschine oder Linie umzusetzen, um das Konzept im Live-Betrieb zu testen, bevor es am Standort oder global ausgerollt wird.

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Dipl.-Ing. Steffen Himstedt

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