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Die Digitalisierung gilt als entscheidend, um in Zukunft international wettbewerbsfähig produzieren zu können. Wie weit haben Schweizer Unternehmen Smart Factories bereits implementiert? Bei Trumpf Schweiz sprachen wir mit Martin Hartmann, zuständig für Digitalisierung, und Gregor Kern, Berater für Smart Factory.

SMM: Was bedeutet aus Ihrer Sicht Smart Factory?

Gregor Kern: Aus meiner Sicht bedeutet eine Smart Factory, dass ein Unternehmen clever ist, dass es clever organisiert ist. Das Smart Factory System muss dem Unternehmen und den Produkten gerecht werden. Jedes Unternehmen ist individuell. Es gibt viele unterschiedliche Anforderungen, welche Ziele man erreichen möchte. Es geht beispielsweise darum, mit der Vielfalt der Jobs fertig zu werden, also sehr flexibel zu arbeiten, den Überblick zu behalten und den organisatorischen Aufwand zu vereinfachen. Ein anderes Unternehmen möchte die Durchlaufzeiten verkürzen. Oder ein Unternehmen strebt nach durchgängigen und transparenten Prozessketten. Wieder andere wollen einfach nur modern sein, Teil der Zukunft und der Digitalisierung sein. Daher müssen wir bei unseren Angeboten die unterschiedlichsten Ansätze berücksichtigen, um den Unternehmen individuell gerecht zu werden. Ob eine Smart Factory Sinn macht, wollen wir für jeden Einzelfall beantworten.

Welche Gründe haben Trumpf Schweiz dazu bewogen, das Prinzip der Smart Factory intern umzusetzen?

Martin Hartmann: Einer der Hauptgründe für Trumpf Schweiz ist, dass die Prozesse mit einer Smart Factory viel einfacher zu steuern sind. Am Standort Grüsch arbeiten wir transparenter und können so Liefertermine genauer vorhersagen. Mit der Smart Factory begegnen wir den täglichen Herausforderungen und reduzieren die Komplexität für unsere Mitarbeiter. Wir können Kunden viel stärker einbinden. Sie können sich jederzeit über den aktuellen Produktionsstatus Ihrer Produkte informieren und unsere Produktion bis zu einem gewissen Grad steuern. Darüber hinaus ermöglichen wir mehr Flexibilität durch Transparenz. Wir können auch von Zeit zu Zeit eine dringende Bestellung aufgeben. Dazu gehört auch eine bessere Planung. Die Vorteile der Smart Factory greifen ineinander. Auch für die Zukunft sehen wir, dass wir mit der Smart Factory eine selbstlernende Produktion, eine selbstoptimierende Struktur realisieren können. Bisher war dies jedoch eher eine Vision mit einem weiten Zeithorizont.

Welche konkreten Konzepte gibt es bereits? Wie kann die Smart Factory im Einzelfall umgesetzt werden?

G. Kern: Das wichtigste Mittel auf dem Weg zur Smart Factory ist sicherlich eine ausführliche Beratung. Software kaufen, installieren und denken, eine Smart Factory dabei zu haben, führt aus unserer Sicht in die völlig falsche Richtung. Beratung ist das A und O. Es kann sehr weitreichend sein. Wir können sogar mit dem Design der produzierten Komponenten beginnen. Das bringt manchmal viel. Durch kleine Verbesserungen am Produkt können Produktion und innerbetriebliche Logistik deutlich effizienter gestaltet werden. Und die Idee der Smart Factory haben wir bereits teilweise umgesetzt.

Manchmal ist es sinnvoll, in einem Workshop zunächst die Führungs- und Organisationsstrukturen zu analysieren und Verbesserungen auszuarbeiten. Ich möchte es so formulieren: Wenn Chaos herrscht, kann auch eine Smart Factory nicht viel verbessern, es bleibt Chaos. Auf Basis einer solchen Analyse lassen sich meist nur die Gründe identifizieren, warum jemand eine Smart Factory implementieren möchte. Es muss klar sein, wohin die Reise gehen soll – zu mehr Transparenz, mehr Effizienz und mehr Flexibilität. Erst dann können wir ein individuelles Konzept mit Vorschlägen zur Software, zur Vernetzung von Maschinen, zur Konfiguration einzelner Komponenten, zum Layout der Produktion und zur Anbindung von Produktions- und Steuerungsebene entwickeln. Das bedeutet auch, dass etwas in unserer Software oder in einzelnen Bereichen beim Kunden, zum Beispiel in seinem ERP-System, sehr spezifisch und individuell angepasst, dh angepasst werden muss. Das Ziel muss jedoch immer sein, eine möglichst einfache und übersichtliche Lösung zu finden und zu installieren.

Wie kam Trumpf Schweiz intern auf den Weg zur Smart Factory?

M. Hartmann: Für uns war die treibende Kraft, transparenter und flexibler zu werden. Aus diesem Grund haben wir geplant, ein anderes ERP-System als das bisherige zu verwenden. Wir wollen weg von einer starr strukturierten Produktion mit festen Durchsätzen und Zeiten hin zu deutlich flexibleren, freien und kurzfristigeren, dynamisch planbaren Produktionsabläufen.

Was genau hast du schon in Grüsch verbaut?

M. Hartmann: Gerade bei der Montage der Maschinen hier am Standort Grüsch gibt es viel Anpassungsarbeit. Diese haben wir weitgehend automatisiert. Alle Daten zu den einzelnen Maschinen sind in der Software hinterlegt. Die Digitalisierung ermöglicht es uns, diese Daten direkt zu übertragen und zu installieren. Das stabilisiert die Prozesse, vermeidet Fehler und entlastet die Facharbeiter. Darüber hinaus erhalten wir bei der Erstinbetriebnahme für jede Maschine einen digitalen Fußabdruck als Feedback. Das vereinfacht und beschleunigt spätere Analysen und Servicearbeiten, da wir einen Vergleich haben. Außerdem haben wir alle Montageschritte im ERP-System identifiziert und gespeichert. Anhand des digitalen Feedbacks aus der Produktion können wir dies jederzeit nachvollziehen. So arbeiten wir viel transparenter. Dies hilft, die Prozesskette besser zu analysieren und zu optimieren.

Welche Hindernisse und Hürden sind bei der Installation der Smart Factory zu überwinden?

M. Hartmann: Zunächst einmal schreckt die Vielfalt der Prozesse ab. Oft ist vor der Analyse gar nicht klar, welche Vielzahl an unterschiedlichen Prozessen in einer Produktionsanlage tatsächlich ablaufen. Zudem gibt es bereits für jeden Prozess eine Lösung. Dies betrifft vor allem die etablierte Struktur der IT-Landschaft. Kaum zu glauben, welche Vielfalt sich über die Jahre entwickelt hat. Dies zu erkennen und sinnvoll zu gestalten ist sicherlich eine der Herausforderungen bei der Einführung einer Smart Factory. Ein zusätzliches Hindernis ist dann die Beharrlichkeit der betroffenen Fachkräfte. Sie wollen sich meist nicht von bekannten, gewohnten und eingespielten Abläufen trennen. Ein weiteres sehr wichtiges Kriterium ist die Sicherheit, die Cyber ​​Security. Neben gesetzlichen Vorgaben sind zahlreiche Hard- und Softwareanforderungen zu erfüllen, die von den Unternehmen sehr unterschiedlich bewertet werden.

G. Kern: Wir erleben bei unseren Kunden oft, dass die tatsächlich betroffenen Mitarbeiter nicht gut informiert sind. Dies führt dann zur Ablehnung. Wir müssen viel Aufklärungsarbeit leisten, natürlich gut abgestimmt und gemeinsam mit dem jeweiligen Management-Team. Meist gibt es völlig falsche Vorstellungen vom Wesen der Digitalisierung. In manchen Organisationen haben sich Mitarbeiter in einzelnen Bereichen durch individuelles Wissen eine Position geschaffen, die sie gefährdet sehen und nicht aufgeben wollen. Manchmal kennen jedoch selbst die Führungskräfte eines Unternehmens die tatsächlichen Abläufe und Prozesse im Unternehmen nicht – dass beispielsweise ein einzelner Mitarbeiter der Flaschenhals für den gesamten Prozess ist. Hindernisse auf dem Weg zur Smart Factory liegen aus unserer Sicht in vielen Unternehmen eher in solchen informellen Kontexten als in der Hardware oder in der Installation irgendwelcher Schnittstellen. Bei letzterem werden eigentlich tiefer verankerte Probleme der internen Struktur und Organisation oft bis zu einem gewissen Grad ins Abseits gedrängt.

Wie beurteilen Sie das Kosten-Nutzen-Verhältnis einer Smart Factory? Konkret: Wie schnell kann sich die Smart Factory amortisieren?

M. Hartmann: Das ist eigentlich schwer zu beantworten. Es hängt von den besonderen Bedingungen ab. Wie gut war ein Unternehmen vor der Digitalisierung organisiert? Wie effizient hat es schon funktioniert? Welche Teilbereiche wurden möglicherweise bereits umfassend digitalisiert, also transparent und effizient? Wer von vorne anfängt, geht einen langen, komplexen Weg zur Smart Factory – doch die Erfolge werden schnell sehr deutlich sichtbar. Wenn Sie schon einmal sehr effizient gearbeitet haben, bringt die Smart Factory zunächst nur minimale Verbesserungen.

G. Kern: Aus unserer Sicht ist es wichtig und entscheidend, dass jede Produktion deutlich an Qualität gewinnt. Das fängt bei kürzeren Durchlaufzeiten an, geht über Transparenz bis hin zu einer deutlich geringeren Fehlerquote. Im Fokus stehen vor allem Informationen zu einzelnen Prozessen, die jederzeit abrufbar sind. Sie können sie verwenden, um die Produktion zu optimieren. So kann beispielsweise die Kapazität einzelner Maschinen deutlich besser ausgenutzt werden und Investitionen in zusätzliche Maschinen entfallen. Die vor- und nachgelagerten Prozesse werden transparenter. Nebenzeiten und die Kapitalbindung in Form von teilbearbeiteten Bauteilen können minimiert werden. Zudem können die Informationen aus der Smart Factory dazu führen, dass dem Kunden in kürzerer Zeit ein deutlich interessanteres und attraktiveres Produkt angeboten werden kann. Dieser Fortschritt ist jedoch erst nach wenigen Monaten in der Praxis messbar.

Noch wichtiger ist jedoch die allgemeine Verbesserung der Umwelt. Mitarbeiter bekommen attraktivere Jobs. Gerade junge Menschen haben ein großes Interesse an einem herausfordernden, interessanten und modernen Arbeitsumfeld. Sie sind es gewohnt, digital zu arbeiten. Sie wissen, wie man Smartphones und Apps verwendet. Wenn ein Produktionsunternehmen zukünftig engagierte Mitarbeiter finden will, führt wohl kein Weg an einer Smart Factory vorbei. Bei der Frage nach Aufwand und Nutzen geht es also auch um weiche Faktoren. Für viele Unternehmen wird es zudem entscheidend sein, Produkte zu verbessern und in kürzeren Abständen neue Produkte auf den Markt zu bringen. Dies wird in Zukunft nur mit der Transparenz und Flexibilität einer Smart Factory möglich sein. Ohne sie ist der gesamte Komplex einer Produktionsanlage viel zu träge, um zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden. Auch dies ist ein eher weicher Faktor, der in einer Kosten-Nutzen-Rechnung nicht direkt quantifiziert werden kann. Letztlich geht es aber um das Überleben im Wettbewerb und die Zukunft des Unternehmens. Dies war bei bedeutenden technischen Fortschritten und bedeutenden technologischen Veränderungen schon immer der Fall. Wer sich weigert oder verschläft, ist irgendwann aus dem Rennen.

Welche spezifischen Prozesse und Abläufe kann Trumpf bei einem Blechbearbeiter in eine Smart Factory integrieren?

G. Kern: Grundsätzlich kann Trumpf mit seinem Baukastensystem alle Prozesse rund um ein Blechteil bis hin zur kompletten Fabrik in Form einer Smart Factory umsetzen. Von der Konstruktion über das ERP-System bis hin zur Programmierung und Datenerfassung an jeder einzelnen Maschine ist alles integriert.

Dies entspricht jedoch nicht unbedingt der Praxis. Nur sehr wenige Unternehmen dürfen eine komplette Produktionsstätte auf der grünen Wiese aufbauen und ausstatten. Deshalb verbauen wir bei Trumpf hauptsächlich Teile einer Smart Factory. Das hängt von den konkreten Bedürfnissen im Einzelfall ab. Wie bereits erläutert, steht am Anfang jeder Investition immer eine ausführliche Beratung mit Analyse der vorhandenen Geräte und Arbeitsweisen. Abhängig von den jeweiligen Zielen und Erwartungen sowie dem Produktionsumfeld des Unternehmens schlagen wir die optimale Lösung vor. Aus unserem Baukastensystem lassen sich die passenden Elemente relativ einfach auswählen. Dies kann ein einfacher Monitor für eine Schneidemaschine sein, um Aufträge anzuzeigen und deren Bearbeitung aufzuzeichnen. Dies kann sich aber auch auf eine komplette Installation auswirken. Es beinhaltet unser TrueTops Fab PPS-System mit integriertem CAD/CAM-System und die Anbindung an die Produktion vom Blechlager über Laserschneidmaschinen, Biegemaschinen und Schweißarbeitsplätze.

Der Fokus liegt oft auf der Datenerfassung. Wir richten die Schnittstellen vom Blechlager und den Maschinen zum bestehenden ERP-System ein. Auf diese Weise realisiert der Benutzer eine viel bessere Transparenz und hat viel aussagekräftigere Informationen. Als erfolgreiches Beispiel zeigen wir unsere digitale Fabrik in Ditzingen. Dort können Interessierte sehen, wie weit die Digitalisierung vorangetrieben werden kann und welche Auswirkungen sie hat. Für Kunden und Anwender konzentrieren wir uns jedoch darauf, das individuell Sinnvolle vorzuschlagen und umzusetzen. Wir sehen die Smart Factory nicht um jeden Preis, sondern immer das Passende als unser Ziel.

In welchen Bereichen besteht zusätzlicher Bedarf auf dem Weg zur Smart Factory?

M. Hartmann: Es geht um die Auswertung der großen Datenmengen, die bei der Digitalisierung erfasst werden. Sie müssen analysieren, welche Daten notwendig sind und wie Sie daraus Nutzen ziehen können. Mehr als 80 Prozent aller Unternehmen schätzen diesbezüglich, dass noch einige Fragen offen sind. Hinzu kommt die Unsicherheit bezüglich der Sicherheit und des Umgangs mit Daten durch die Mitarbeiter. Welche Daten können beispielsweise auf ein privates Smartphone übertragen und dort angezeigt oder gar gespeichert werden? Im Detail muss man konkrete Vorgaben machen, generell gibt es hier noch eine Grauzone. Der Schwachpunkt ist immer der Mensch. Wie können wir das Verhalten im Umgang mit Daten verbessern, wie können Menschen sensibilisiert werden für den vertraulichen Umgang mit Daten? Diese Fragen müssen noch beantwortet werden.

In den vor- und nachgelagerten Prozessen, also vom Rohstoff über die Produktion bis hin zur Nutzung und dem Ende der Produktlebensdauer beim Kunden, besteht noch großer Nachholbedarf. Dabei spielt das Internet der Dinge eine Rolle. Bislang sind die Produkte noch nicht vollständig digitalisiert, obwohl viel über das Internet der Dinge IoT gesprochen wird.

G. Kern: Das kann ich nur bestätigen. Uns fehlt noch die Konnektivität der internen Lösungen zur Außenwelt. Die Smart Factory ist nur ein kleiner Abschnitt auf dem Weg vom Rohstoff zum Recycling oder zur Entsorgung. Die Zukunft muss jedoch bedeuten, dass wir ganze Lieferketten vollständig und konsequent digitalisieren. Das erfordert sicherlich längere und umfangreiche Entwicklungsarbeit. Aber wir sehen große Chancen in der Digitalisierung. Bisher haben wir bereits stark von den bereits umgesetzten Formen der Digitalisierung profitiert. Dazu gehören das Smartphone, die Cloud und das Arbeiten über das Internet, zum Beispiel im Homeoffice. Wir sind unserer Meinung nach in der Schweiz grundsätzlich auf dem richtigen Weg. Vor allem viele kleinere Unternehmen der Blechindustrie müssen sich jedoch noch viel intensiver mit der Digitalisierung und der Smart Factory auseinandersetzen. Das erfordert zunächst sicherlich zusätzliche Arbeit und Ausdauer. Aber wir brauchen mehr Enthusiasmus und klare Visionen für die Zukunft.

Herr Kern, Herr Hartmann, vielen Dank für diese Informationen.

Unser Redakteur Konrad Mücke führte das Interview

Martin Hartmann ist Digital Office Manager und Leiter Digitalisierung bei Trumpf Schweiz in Grüsch. Gregor Kern ist Berater für Smart Factory bei Trumpf Schweiz in Baar. SMM

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