Produktions- und Lieferketten Nachhaltigkeit durch lückenlose Überwachung

Läuft in Produktion und Logistik nicht alles rund, ist das für die beteiligten Unternehmen nicht nur teuer, es schadet auch der Umwelt. Das BMWi-geförderte Projekt SaSCh hat ein System zur Optimierung von Produktions- und Lieferketten entwickelt.

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Schneider Electric GmbH

Trebing & Himstedt Prozeßautomation GmbH & Co. KG

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Bundesministerium für Wirtschaft u. Energie

Auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit in der Industrie spielt die Digitalisierung eine entscheidende Rolle. Intelligente digitale Lösungen sorgen in der Industrie 4.0 für effizienter gestaltete Produktions- und Lieferketten, verringerte Emissionsausschüttung und einen optimierten Ressourcenverbrauch. Das kommt nicht nur den Bilanzen der Unternehmen zugute, sondern auch der Umwelt.

Dieser Meinung sind auch die Mitarbeitenden aus 552 Unternehmen in Deutschland, die im Rahmen einer repräsentativen Studie im Auftrag des Digitalverbands Bitkom, befragt wurden: 73 Prozent sind überzeugt, dass Industrie 4.0 den CO2-Ausstoß verringert. Fast ebenso viele Unternehmen sind der Ansicht, dass Industrie 4.0 Ressourcen in der Fertigung schont. „Wir brauchen in der Industrie effiziente und klimaschonende Produktionsprozesse – und das funktioniert nur mit digitalen Technologien“, sagt Bitkom-Präsident Achim Berg im Rahmen der Studie.

Schlanke Produktion durch lückenlose Überwachung

Um Deutschland als hochwertigen Produktionsstandort und Anbieter für modernste Produktionstechnologien mit Nachhaltigkeitsfaktor zu stärken, hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie das Technologieprogramm PAiCE ins Leben gerufen. Das in diesem Rahmen geförderten Projekt SASCh entwickelte vernetzte und intelligente Produktions- und Lieferketten.

Zentrales Ziel war, eine Methode zu entwickeln, die Qualität von Bauteilen, Komponenten und Produkten auf dem gesamten Weg von der Fertigung bis zur Auslieferung lückenlos zu überwachen. Die Überwachung erfolgte mittels Sensoren, die das jeweilige Objekt begleiten und kontinuierlich Zustandsinformationen des Transportgutes erfassen. Die so erfassten Rohdaten werden an eine Cloud übertragen.

„Wir ergänzen die Daten aus dem Tracking eines Objektes mit Daten zum Umfeld des Objektes, aus dem gleichen Erhebungszeitraum. So können Rückschlüsse auf die Umgebung des Objektes gezogen werden. Dazu gehört das Überschreiten einer Schwelle, die die Qualität des Produktes am Zielort beeinflussen könnte, aber auch Informationen zur Strecke und zu zeitlichen Aspekten des Warenflusses, die in strategischen Auswertungen genutzt werden können.“ sagt Matthes Winkler, Projektkoordinator von SaSCh. Die Speicherung der erfassten Daten erfolgt dezentral in den beteiligten Unternehmen, ein Austausch der Daten mit anderen Unternehmen ist aber über das EPCIS-Netzwerk möglich.

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Kapazitätsengpässe vermeiden, Warenfluss verstehen

Die ständige Verfolgung von Objekten sowie die Überwachung von Qualitätsmerkmalen hat gleich mehrere Vorteile, wie an einem Beispiel deutlich wird: Während des Versands eines Bauteils an den Kunden werden mittels produktbegleitender Sensoren und stationären 3D-Kameras kontinuierlich Zustands- und Qualitätsdaten erfasst und übermittelt. Dank dieser Daten fällt bereits beim Transport auf, wenn ein Bauteil Mängel aufweist. Das betroffene Bauteil kann nun sofort aus dem Lieferprozess ausgeschlossen oder, wenn der Versand schon erfolgt ist, zurückgerufen werden.

Das spart nicht nur Ressourcen und Geld, es sorgt auch für einen reibungslosen Fluss innerhalb der Lieferkette: Der Bauteil-Produzent kann unverzüglich nach dem Rückruf des Bauteils mit der Produktion eines neuen Teils beginnen und muss nicht erst eine Reklamation abwarten. Gleiches gilt für Mängel, die beim Transport des Bauteils passieren. Auch hier kann der Lieferant proaktiv handeln und ein neues Teil in Auftrag geben.

Neben dem aktiven Einfluss auf Kapazitätsengpässe bietet das von SaSCh entwickelte System die Möglichkeit, einen Digitalen Zwilling des kompletten Lieferzyklus zu erstellen. Mithilfe des digitalen Abbildes lassen sich beliebige Szenarien durchspielen, was etwa Prognosen über künftige Nachfragen ermöglicht. Auch lässt sich mit einem Digitalen Zwilling vorab erkunden, wie sich Veränderungen an einzelnen Punkten des Systems auf den gesamten Zyklus auswirken. So können beispielsweise Sicherheitsbestände, die meist hohe Kosten verursachen, den Prognosen des Systems angepasst (und damit oftmals minimiert) werden.

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Aufgaben für die Zukunft

„SaSCh hat das Potential, Standard für die Verfolgung von Objekten im industriellen Umfeld zu werden. Das entwickelte System versorgt den Digitalen Zwilling mit vielen relevanten Daten und kann damit ein zentraler Bestandteil der Digitalisierung werden“, so Winkler.

Die konsequente Erhebung und Analyse von Daten entlang der gesamten Produktions- und Lieferkette ist wirtschaftlich sinnvoll und führt zu mehr Nachhaltigkeit in der Industrie, wenn die Daten für entsprechende digitale Services genutzt werden. Diese durch SaSCh bestätigte Annahme gilt es, künftig für die Industrie 4.0 umzusetzen.

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